电池箱均衡电路及电池箱组制造技术

本发明专利技术公开了一种电池箱均衡电路，用于主动均衡两个相邻的串联连接的电池箱一和电池箱二的电压，其特征在于，所述电池箱均衡电路包括：分压电路，并联连接在所述电池箱一和电池箱二上，输出分压电压；比较器，一个接收端接收所述分压电压，另一接收端连接至所述电池箱一和电池箱二的公共节点，输出比较信号，其中，将所述公共节点作为所述电池箱均衡电路的参考地；控制电路，用于根据所述比较信号生成电源电路控制信号；电源电路，用于根据所述电源电路控制信号来均衡所述两个相邻的串联连接的电池箱间的电压。从而避免了传统方案中，上下两个分压电阻阻值差异大，导致电阻匹配难度大，电压均衡精度差的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电力电子技术，更具体地说，涉及一种电池箱均衡电路。
技术介绍
由于蓄电池、超级电容等蓄电装置的单体电压和容量都较低，在大系统里难以直接使用，实际应用中往往需要多节电池串联以提高电压，多节电池并联以提高容量。由于实际生产工艺问题，每个单体电池之间都有差异。即使成组配组做得很好，单体电池一致性很高，由于实际应用环境的细微差别，如成组时的接触电阻、环境温度、震动、压力等都不可能完全相同，这些都会导致单节电池衰减速率的不同。成组电池中各个单体电池一致性的差异，会导致有些单体提前充满，有些单体提前放完，引起安全问题。即使管理系统做得很好，可避免安全问题，但是提前充满、提前放完等使用条件会加速落后电池的衰减，增大单体电池之间的离散性。而电池组的整体性能是受最落后单体电池限制的，最好情况也只能发挥出这个单体的容量。所以电池成组必须解决由单体一致性引起的安全、寿命和续航里程等问题。对于电池箱(串联数量可以为1,2,3,…n中的任意节)之间的主动均衡，现有的做法是将单个电池箱电压和电池箱组总电压通过不同比例的电阻分压到可以处理的范围后进行比较，来决定哪个电池箱要对外分流或要补充能量。以两个电池箱均衡为例，如图1所示。R1、R2对电池箱2的电压进行分压并输出到比较器，R3、R4对电池箱组总电压进行分压并输出到比较器。比较器U1通过比较输入的两个电压判断电池箱2的电压是需要对外分流还是要补充能量，比较器输出信号到控制电路，控制电路控制电流源电路实现电池箱2的对外分流或者是补充能量。如图2所示为一种电源电路的实现方式。该电路由两个反激电路组成。开关管Q1，二极管D1和变压器T1组成一个反激电路；开关管Q2，二极管D2和变压器T2组成另一个反激电路。当电池箱2的电压高于电池箱1的电压，电池箱2需要对外分流时，控制电路U2控制开关管Q2、二极管D2和变压器T2组成的反激电路工作；控制开关管Q1、二极管D1和变压器T1组成的反激电路停止工作。当电池箱1的电压高于电池箱2的电压，电池箱2需要补充能量时，控制电路U2控制开关管Q1，二极管D1和变压器T1组成的反激电路工作；控制开关管Q2，二极管D2和变压器T2组成的反激电路停止工作。传统方案中，上下两个分压电阻阻值差异大，下分压电阻阻值远小于上分压电阻阻值，导致电阻匹配难度大，电压系数、温度系数也不同，而且还引入了一定程度的放大效果。因此，传统方案中，变压器输出电压实际值与理想值之间的偏差很大，且会随着输入电压、环境温度变化。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种电池箱间主动均衡电路，以解决现有技术中由于分压电阻阻值不易匹配，导致电压系数、温度系数存在差异，且存在放大效应，使得整个系统的电压偏差较大的问题。第一方面，提供一种电池箱均衡电路，用于主动均衡两个相邻的串联连接的电池箱一和电池箱二的电压，其特征在于，所述电池箱均衡电路包括：分压电路，并联连接在所述电池箱一和电池箱二上，输出分压电压；比较器，一个接收端接收所述分压电压，另一接收端连接至所述电池箱一和电池箱二的公共节点，输出比较信号；控制电路，用于根据所述比较信号生成电源电路控制信号；电源电路，用于根据所述电源电路控制信号来均衡所述两个相邻的串联连接的电池箱间的电压。优选地，其中，将所述电池箱一和电池箱二的公共节点作为所述电池箱均衡电路的参考地。优选地，所述分压电路由两个电阻串联连接构成，在所述两个电阻的公共节点输出所述分压电压。优选地，所述两个电阻的阻值的比例与所述电池箱一和电池箱二的电池串联节数的比例相同，或者，与所述电池箱一和电池箱二的最终均衡电压的比例相同。优选地，当所述分压电压大于所述参考地的电压时，所述电源电路将所述电池箱一的能量转移至所述电池箱二；当所述分压电压小于所述参考地的电压时，所述电源电路将所述电池箱二的能量转移至所述电池箱一。优选地，所述分压电压大于所述参考地的电压时，所述电源电路将所述电池箱一的能量转移至所述电池箱一和电池箱二；当所述分压电压小于所述参考地的电压时，所述电源电路将所述电池箱二的能量转移至所述电池箱一和电池箱二。优选地，所述电源电路为一个双向反激式变换器，所述双向反激式变换器由第一开关、第二开关、以及由相互耦合的第一绕组和第二绕组构成的第一变压器构成，所述第一绕组、第一开关、第二绕组以及第二开关串联连接后，并联在所述分压电路的两端，且所述第一开关的一端与所述第一绕组连接，另一端接至所述参考地，所述第一开关和第二开关受控于所述电源电路控制信号。优选地，所述电源电路由两个反激式变换器构成，第一反激式变换器的输入端连接至所述电池箱一，输出端连接至所述电池箱二；第二反激式变换器的输入端连接至所述电池箱二，输出端连接至所述电池箱一。优选地，所述电源电路由两个反激式变换器构成，第一反激式变换器的输入端连接至所述电池箱一，输出端也连接至所述电池箱一；第二反激式变换器的输入端连接至所述电池箱二，输出端连接至所述电池箱一。优选地，所述电源电路由两个正激式变换器构成，第一正激式变换器的输入端连接至所述电池箱一，输出端也连接至所述电池箱一；第二正激式变换器的输入端连接至所述电池箱二，输出端连接至所述电池箱一。优选地，所述第一正激式变换器和所述第二正激式变换器共用一个输出电感，且共用一个输出续流二极管。优选地，所述电源电路还包括一驱动电路，用于接收所述电源电路控制信号，并将其转换成所述第二开关或者所述第二反激式变换器和第二正激式变换器的功率开关的驱动信号。优选地，所述驱动电路为电荷泵电路或变压器。第二方面，提供一种电池箱组，其特征在于，包括：至少两个电池箱；以及，上述的电池箱均衡电路；其中，在每两个相邻的串联连接的电池箱间接入所述电池箱均衡电路。本专利技术技术通过将两个相邻的且串联连接的电池箱一和电池箱二的公共节点作为电池均衡电路的参考地，故分压电压的值比较小且能反映电池箱组的电压大小，通过比较分压电压和参考地的电压，即可判断两个电池箱的电压均衡情况。且由于分压电路的电阻阻值和电池箱的电池串联节数的比例是相同的，而两个电池箱电池串联节数一般差距不大，使分压电路的电阻易于匹配，这使得电压系数、温度系数趋于相同，且不存在放大效应，因此整个系统能够实现很小的电压偏差。采用本专利技术的电池箱均衡电路，不需要经传统的分压方法将电池箱组的电压和电池箱二的电压分别分压至一较小的电压范围，使其能够满足比较器的输入电压范围的要求。从而避免了传统方案中，上下两个分压电阻阻值差异大，导致电阻匹配难度大，电压均衡精度差的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中的电池箱均衡电路的电路框图；图2为现有技术中的一个电池箱均衡电路；图3为本专利技术的电池箱均衡电路的电路框图；图4为本专利技术的电池箱组的电路框图；图5为本专利技术的第一实施例的电池箱均衡电路；图6为本专利技术的第二实施例的电池箱均衡电路；图7为本专利技术的第三实施例的电池箱均衡电路；图8为本专利技术的第四实施例的电池箱均衡电路；图9为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池箱均衡电路，用于主动均衡两个相邻的串联连接的电池箱一和电池箱二的电压，其特征在于，所述电池箱均衡电路包括：分压电路，并联连接在所述电池箱一和电池箱二上，输出分压电压；比较器，一个接收端接收所述分压电压，另一接收端连接至所述电池箱一和电池箱二的公共节点，输出比较信号；控制电路，用于根据所述比较信号生成电源电路控制信号；电源电路，用于根据所述电源电路控制信号来均衡所述两个相邻的串联连接的电池箱间的电压。

【技术特征摘要】
1.一种电池箱均衡电路，用于主动均衡两个相邻的串联连接的电池箱一和电池箱二的电压，其特征在于，所述电池箱均衡电路包括：分压电路，并联连接在所述电池箱一和电池箱二上，输出分压电压；比较器，一个接收端接收所述分压电压，另一接收端连接至所述电池箱一和电池箱二的公共节点，输出比较信号；控制电路，用于根据所述比较信号生成电源电路控制信号；电源电路，用于根据所述电源电路控制信号来均衡所述两个相邻的串联连接的电池箱间的电压。2.根据权利要求1所述的电池箱均衡电路，其特征在于，其中，将所述电池箱一和电池箱二的公共节点作为所述电池箱均衡电路的参考地。3.根据权利要求1所述的电池箱均衡电路，其特征在于，所述分压电路由两个电阻串联连接构成，在所述两个电阻的公共节点输出所述分压电压。4.根据权利要求3所述的电池箱均衡电路，其特征在于，所述两个电阻的阻值的比例与所述电池箱一和电池箱二的电池串联节数的比例相同，或者，与所述电池箱一和电池箱二的最终均衡电压的比例相同。5.根据权利要求2所述的电池箱均衡电路，其特征在于，当所述分压电压大于所述参考地的电压时，所述电源电路将所述电池箱一的能量转移至所述电池箱二；当所述分压电压小于所述参考地的电压时，所述电源电路将所述电池箱二的能量转移至所述电池箱一。6.根据权利要求2所述的电池箱均衡电路，其特征在于，所述分压电压大于所述参考地的电压时，所述电源电路将所述电池箱一的能量转移至所述电池箱一和电池箱二；当所述分压电压小于所述参考地的电压时，所述电源电路将所述电池箱二的能量转移至所述电池箱一和电池箱二。7.根据权利要求5所述的电池箱均衡电路，其特征在于，所述电源电路为一个双向反激式变换器，所述双向反激式变换器由第一开关、第二开关、以及由相互耦合的第一绕组和第二绕组构成的第一变压器构成，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄必亮，林利瑜，奚淡基，周逊伟，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33