一种均衡电路及控制方法技术

本发明专利技术提供了一种均衡电路及控制方法，涉及电池均衡技术领域，均衡电路包括电池单元、变换器单元以及变压器单元，所述变压器单元分别与电池单元以及变换器单元耦合。电池单元包括多个依次串联的电池子单元，变压器单元包括多个依次串联的变压器子单元，且变压器子单元与电池子单元一一对应，变压器子单元与对应的电池子单元耦合。其中，多个变压器子单元均包括变压器，多个变压器的一次侧绕组依次串联连接构成变换器单元的电感。每个电池子单元均包括限流电阻，每个限流电阻的阻值均相同。本发明专利技术提供的均衡电路，无论电池包需要串联的电池单体的数量为多少，直接串联与之数量相同的变压器即可。变压器制作简单，且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】
一种均衡电路及控制方法
本专利技术涉及电池均衡
，尤其涉及一种均衡电路及控制方法。
技术介绍
随着新能源技术的飞速发展，电池作为重要的储能单元得到了广泛的应用。由于目前电池技术限制，电池单体电压较低，为了增加储能容量及输出功率，在大容量大功率应用中，通常将电池进行并联和串联组合成为电池包。然而，由于制造工艺、初始容量、环境温度等方面的差异，电池之间的参数特性并不完全一致。在串联使用的过程中，这些不一致性会逐渐积累，造成不同串联单元的电池电压不均衡，在实际应用中造成某些电池单元过充电和过放电等现象，影响电池的使用特性和寿命，甚至直接造成电池组的损坏。针对上述情况下的电池电压不均衡问题，已有的解决方法分为两大类：一类的基本原理是使用被动电阻元件消耗电压较高单元上的多余能量来实现均衡，另一类则是在不同串联电池单元之间进行能量转移来实现均衡。电阻耗能的方法存在的缺点是：仅在充电过程结束前能够起作用，且存在能量浪费的缺陷。主动均衡技术中，参数相同的电池模组的变压器集成在一个磁环上，当电池数量增加时，生产困难；此外还存在电路控制复杂，生产成本高的不足。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种均衡电路及控制方法，以改善上述问题。第一方面，本专利技术较佳实施例提供一种均衡电路，所述均衡电路包括电池单元、变换器单元以及变压器单元，所述变压器单元分别与所述电池单元以及所述变换器单元耦合。所述电池单元包括多个依次串联的电池子单元，所述变压器单元包括多个依次串联的变压器子单元，且所述变压器子单元与所述电池子单元一一对应，所述变压器子单元与对应的所述电池子单元耦合。其中，多个所述变压器子单元均包括变压器，多个所述变压器的一次侧绕组依次串联连接构成所述变换器单元的电感。每个所述电池子单元均包括限流电阻，每个所述限流电阻的阻值均相同。在本专利技术较佳实施例中，上述变换器单元为全桥变换器单元，所述变换器单元还包括第一高频开关管、第二高频开关管、第三高频开关管以及第四高频开关管，所述第一高频开关管、第二高频开关管、第三高频开关管以及第四高频开关管构成全桥式电路，所述第一高频开关管与所述第二高频开关管串联连接，所述第三高频开关管与所述第四高频开关管串联连接，串联的所述第一高频开关管以及第二高频开关管与串联的所述第三高频开关管以及第四高频开关管并联连接，所述电感的一端耦合于所述第一高频开关管以及第二高频开关管形成的桥臂之间，所述电感的另一端耦合于所述第三高频开关管以及第四高频开关管形成的桥臂之间。在本专利技术的较佳实施例中，上述变换器单元为半桥变换器单元，所述变换器单元还包括第五高频开关管、第六高频开关管、第一电容以及第二电容，所述第五高频开关管以及第六高频开关管串联连接，所述第一电容以及第二电容串联连接，串联连接的第五高频开关管以及第六高频开关管与串联连接的第一电容以及第二电容并联连接。在本专利技术的较佳实施例中，每个所述变压器的线圈匝数相同。在本专利技术的较佳实施例中，每个所述电池子单元还包括电池、整流滤波器，所述整流滤波器包括整流管，所述电池子单元对应的所述变压器子单元的变压器的二次侧绕组与整流滤波器耦合后，一端与所述限流电阻的一端串联，另一端与所述电池的负极耦合，所述电池的正极与所述限流电阻的另一端耦合，每个所述电池子单元的所述电池的正负极依次耦合。在本专利技术的较佳实施例中，上述整流管为快恢复二极管、MOSFET或IGBT器件。在本专利技术的较佳实施例中，上述整流滤波器为全桥整流滤波器，所述整流滤波器包括第一整流管、第二整流管、第三整流管以及第四整流管，所述第一整流管与第二整流管串联连接，所述第三整流管与所述第四整流管串联连接，串联连接的第一整流管以及第二整流管与串联连接的所述第三整流管以及第四整流管并联连接，所述电池子单元对应的所述变压器子单元的二次侧绕组的一端耦合于所述第一整流管以及第二整流管形成的桥臂之间，另一端耦合于所述第三整流管以及第四整流管形成的桥臂之间。在本专利技术的较佳实施例中，上述整流滤波器为半波整流滤波器，所述半波整流滤波器包括第五整流管，所述第五整流管与所述变压器的二次侧绕组耦合，所述第五整流管的的另一端与所述限流电阻耦合。在本专利技术的较佳实施例中，上述整流滤波器为全波整流滤波器，所述全波整流滤波器包括第六整流管以及第七整流管，所述第六整流管与所述第七整流管并联连接后，正极与所述变压器的二次侧绕组耦合，负极与所述限流电阻的一端耦合。第二方面，本专利技术较佳实施例提供一种均衡电路的控制方法，应用于上述均衡电路，所述方法包括：控制每个所述电池单元对应的所述变压器的输出电压。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例提供的均衡电路及控制方法，每个电池单元均对应设置有变压器，所述变压器依次串联连接起来，且由于变压器的结构与绕组线圈匝数相同，每个变压器输出的电压均相同。在应用中，无论电池包中需要串联的电池的数量为多少，直接串联与之数量相同的变压器即可。变压器制作简单，且成本低廉。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术较佳实施例提供的均衡电路的结构示意图；图2为本专利技术较佳实施例提供的均衡电路的一种电路结构示意图；图3为本专利技术较佳实施例提供的均衡电路的整流滤波器的一种电路结构示意图；图4为本专利技术较佳实施例提供的均衡电路的整流滤波器的另一种电路结构示意图；图5为本专利技术较佳实施例提供的均衡电路的另一种电路结构示意图；图6为本专利技术较佳实施例提供的均衡电路的控制信号的波形图。图标：100-均衡电路；200-电池单元；210-电池子单元；300-变压器单元；310-变压器子单元；400-变换器单元。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“耦合”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是耦合；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均衡电路，其特征在于，所述均衡电路包括电池单元、变换器单元以及变压器单元，所述变压器单元分别与所述电池单元以及所述变换器单元耦合；所述电池单元包括多个依次串联的电池子单元，所述变压器单元包括多个依次串联的变压器子单元，且所述变压器子单元与所述电池子单元一一对应，所述变压器子单元与对应的所述电池子单元耦合；其中，多个所述变压器子单元均包括变压器，多个所述变压器的一次侧绕组依次串联连接构成所述变换器单元的电感；每个所述电池子单元均包括限流电阻，每个所述限流电阻的阻值均相同。

【技术特征摘要】
1.一种均衡电路，其特征在于，所述均衡电路包括电池单元、变换器单元以及变压器单元，所述变压器单元分别与所述电池单元以及所述变换器单元耦合；所述电池单元包括多个依次串联的电池子单元，所述变压器单元包括多个依次串联的变压器子单元，且所述变压器子单元与所述电池子单元一一对应，所述变压器子单元与对应的所述电池子单元耦合；其中，多个所述变压器子单元均包括变压器，多个所述变压器的一次侧绕组依次串联连接构成所述变换器单元的电感；每个所述电池子单元均包括限流电阻，每个所述限流电阻的阻值均相同。2.根据权利要求1所述的均衡电路，其特征在于，所述变换器单元为全桥变换器单元，所述变换器单元还包括第一高频开关管、第二高频开关管、第三高频开关管以及第四高频开关管，所述第一高频开关管、第二高频开关管、第三高频开关管以及第四高频开关管构成全桥式电路，所述第一高频开关管与所述第二高频开关管串联连接，所述第三高频开关管与所述第四高频开关管串联连接，串联的所述第一高频开关管以及第二高频开关管与串联的所述第三高频开关管以及第四高频开关管并联连接，所述电感的一端耦合于所述第一高频开关管以及第二高频开关管形成的桥臂之间，所述电感的另一端耦合于所述第三高频开关管以及第四高频开关管形成的桥臂之间。3.根据权利要求1所述的均衡电路，其特征在于，所述变换器单元为半桥变换器单元，所述变换器单元还包括第五高频开关管、第六高频开关管、第一电容以及第二电容，所述第五高频开关管以及第六高频开关管串联连接，所述第一电容以及第二电容串联连接，串联连接的第五高频开关管以及第六高频开关管与串联连接的第一电容以及第二电容并联连接。4.根据权利要求1所述的均衡电路，其特征在于，每个所述变压器的线圈匝数相同。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫，
申请(专利权)人：山东谦恒电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37