电池均衡电路及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电池均衡电路及控制方法，所述电池均衡电路包括选择电路和电池放电电路，所述选择电路接收表征每节电池两端电压差的电池电压信号，并从中选出最大的电池电压信号；所述电池放电电路在所述最大的电压信号达到阈值电压时，则对所述最大的电压信号所对应的电池放电。本发明专利技术选择电压最大的电池放电，电路发热量明显降低，从而可以提高电路安全性能和电池使用寿命。

Battery balance circuit and control method

The invention discloses a battery equalization circuit and control method of the battery equalization circuit includes a selection circuit and battery discharge circuit, the selection circuit voltage at both ends of each battery voltage difference of the receiving characterization, and select the maximum battery voltage signal from the battery discharge circuit; the voltage signal at the maximum the threshold voltage is reached, the battery discharge to the voltage signal corresponding to the maximum. The invention selects the battery discharge with the maximum voltage, and reduces the heat of the circuit obviously, thus improving the safety performance of the circuit and the battery life.

【技术实现步骤摘要】
电池均衡电路及控制方法
本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种电池均衡电路及控制方法。
技术介绍
一个电池组包括多节电池，由于实际生产工艺的问题，每个单体电池之间都有差异，电池组充放电过程也会造成每节电池上电压和容量的不同。现有技术的电池均衡电路，以四节电池为例，每节电池均并联一个串联电路，每个串联电路包括一个电流源和一个开关串联。采样4节电池上电压，经比较电路后输出4个开关信号控制每个串联电路中每个开关的通断。现有技术电池均衡电路的选择电路原理图如图1所示，所述选择电路包括四个比较器U101、U102、U103和U104。将采样得到的四节电池电压分别于设定的均衡开启阈值电压Vref相比较，输出控制信号V101、V102、V103和V104分别去控制与电池并联的串联电路中开关的通断。当某节电池上电压大于Vref时，对应比较器输出高电平控制所述电池并联电路上的开关闭合，此时所述电池向相应并联电路上的电流源放电。当所述电池电压下降至均衡开启阈值电压Vref时，对应比较器输出低电平控制所述电池并联电路上的开关断开。由于各个电池上电压有可能同时大于均衡开启阈值电压Vref，因而这种电池均衡电路会存在多节电池同时向相应并联电路上电流源放电的情况，易造成电路上热量大，引起电路安全、降低电池使用寿命及缩短电池续航里程的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种多节电池均衡电路和控制方法，用于解决现有技术存在的电路安全、电池使用寿命低和电池续航里程短的问题。为实现上述目的，本专利技术提供了一种电池均衡电路，包括：选择电路，接收表征每节电池两端电压差的电池电压信号，并从中选出最大的电池电压信号；电池放电电路，在所述最大的电池电压信号达到阈值电压时，则对所述最大的电池电压信号所对应的电池放电。可选的，所述的选择电路包括比较电路，所述比较电路包括一个或多个比较器，将每节电池上的电压通过比较器进行比较，选出最大电池电压。可选的，所述的选择电路将每两节电池上的电压进行比较，选出较大电压，将选出的所有较大电压再两两进行比较，以此类推，直至选出最大电池电压。可选的，所述的选择电路只需要一个比较器，所述比较器两端接收电池电压信号，不断切换比较器两端输入的电池电压信号，直至选出最大电池电压。可选的，所述选择电路包括差分放大电路和输出电路，所述差分放大电路和输出电路连接形成负反馈结构，所述差分放大电路一端输入电池电压信号，另一端输入经输出电路反馈调节后的电压信号，所述反馈调节后的电压信号为最大电池电压信号。可选的，所述差分放大电路包括多个输入管和电流镜，所述输入管输入电池电压信号，所述电流镜输出端连接所述多个输入管；可选的，所述输出电路包括多个输出管和电流源，所有输出管相并联，所述并联端一端接负载，所述负载可以为电阻或电流源，所述并联端与所述电流源公共端的电压为最大电池电压。可选的，输入最大电池电压的输入管与电流镜公共连接端处的电压为低电平，输入非最大电池电压的输入管与电流镜公共连接端的电压为高电平，通过判断输入管与电流镜公共连接端的电压大小可选出电压最大的电池。可选的，所述选择电路包括镜像电路和输出电路及电池电压转换成的电流源，所述镜像电路、输出电路和电流源连接形成负反馈结构。可选的，所述镜像电路包括第一镜像管和多个第二镜像管，所有镜像电路共用第一镜像管，所述电流源表征相应的电池电压：经反馈调节后，流经所述第一镜像管的电流为最大输入电流，所述最大输入电流表征最大电池电压。可选的，所述电流源与所述镜像电路输出端相连，所述最大电池电压转化的电流源与镜像电路公共连接端处的电压为高电平，其他电流源与镜像电路公共端处的电压为低电平，通过判断每个电流源与镜像电路公共端处的电压大小可选出电压最大的电池。可选的，所述电池放电电路包括多个电池放电模块，每个电池对应一个电池放电模块。可选的，所述电池放电模块包括开关和电阻或开关和电流源，所述电阻或电流源用来给电池放电；所述最大电池电压达到阈值电压时，最大电池电压所对应的电池放电模块中的开关闭合，所述最大电池电压所对应的电池放电。本专利技术还提供一种电池均衡控制方法，包括以下步骤：采样每节电池上电压，并从中选出最大的电压信号；在所述最大的电压信号达到阈值电压时，则对所述最大的电压信号所对应的电池放电；采样每节电池两端电压的采样方式为周期性采样或者连续性采样。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：采样每节电池上电压，并从中选出最大的电压信号；所述最大的电压信号达到阈值电压时，则对所述最大的电压信号所对应的电池放电。本专利技术所述的电池均衡电路可以集成在片内，也可以由分立器件搭建而成。本专利技术选择电压最大的电池放电，电路发热量明显降低，从而可以提高电路安全性能和电池使用寿命。附图说明：图1为现有技术电池均衡电路中的选择电路示意图；图2为本专利技术电池均衡电路的电路原理图；图3为本专利技术选择电路的第一种电路示意图；图4为本专利技术选择电路的第二种电路示意图；图5为本专利技术选择电路的第三种电路示意图；图6为本专利技术选择电路的第四种电路示意图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。如图2所示，示意了本专利技术电池均衡电路的电路结构，并以4节电池为例，包括电池放电电路、选择电路U01、放电开关管S01、充电开关管S02和充电器/负载模块U02。正常充放电时，S01和S02均导通；出现电池过充或充电过流等充电故障时S02关断，切断充电器U02向电池组的充电回路；出现电池过放或放电过流等放电故障时S01关断，切断电池组向负载U02的放电回路。Pack+、Pack-分别为充电器/负载的正极和负极。电池放电电路包括4个放电模块，每个电池放电模块包括一节电池、一个电流源(或电阻)和一个开关。每节电池上并联一个串联电路，所述串联电路由一个电流源和一个开关管组成。采样每节电池两端电压，每节电池上电压分别为V1、V2、V3和V4，经选择电路U01后输出4个开关信号控制所述串联电路中每个开关的通断。本专利技术所述电池电压采样为周期性采样或连续性采样，当采样得到的最大电池电压达到阈值电压时，所述最大电池电压所对应的电池放电。参照图3，示意了本专利技术比较电路U01的第一种电路结构，包括四个比较器U301、U302、U303和U304。例如，将V1和V2通过比较器U301选出V1、V2中的最大值，将V3和V4通过比较器U303选出V3和V4中最大值，将V1和V2中的最大值与V3和V4中的最大值进行比较选出V1、V2、V3和V4中的最大值Vmax。将所述最大值Vmax与阈值电压Vref通过比较器U304进行比较，输出比较信号OUT。比较信号OUT为高电平时，电压最大的电池并联电路上的开关闭合，电压最大的电池通过电流源放电。此外，比较器U301本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池均衡电路，包括：选择电路，接收表征每节电池两端电压差的电池电压信号，并从中选出最大的电池电压信号；电池放电电路，在所述最大的电池电压信号达到阈值电压时，则对所述最大的电池电压信号所对应的电池放电。

【技术特征摘要】
1.一种电池均衡电路，包括：选择电路，接收表征每节电池两端电压差的电池电压信号，并从中选出最大的电池电压信号；电池放电电路，在所述最大的电池电压信号达到阈值电压时，则对所述最大的电池电压信号所对应的电池放电。2.根据权利要求1所述的电池均衡电路，其特征在于：所述的选择电路包括比较电路，所述比较电路包括一个或多个比较器，将每节电池上的电压通过比较器进行比较，选出最大电池电压。3.根据权利要求2所述的电池均衡电路，其特征在于：所述的选择电路将每两节电池上的电压进行比较，选出较大电压，将选出的所有较大电压再两两进行比较，以此类推，直至选出最大电池电压。4.根据权利要求2所述的电池均衡电路，其特征在于：所述的选择电路只需要一个比较器，所述比较器两端接收电池电压信号，不断切换比较器两端输入的电池电压信号，直至选出最大电池电压。5.根据权利要求1所述的电池均衡电路，其特征在于：所述选择电路包括差分放大电路和输出电路，所述差分放大电路和输出电路连接形成负反馈结构，所述差分放大电路一端输入电池电压信号，另一端输入经输出电路反馈调节后的电压信号，所述反馈调节后的电压信号为最大电池电压信号。6.根据权利要求5所述的电池均衡电路，其特征在于：所述差分放大电路包括多个输入管和电流镜，所述输入管输入电池电压信号，所述电流镜输出端连接所述多个输入管。7.根据权利要求6所述的电池均衡电路，其特征在于：所述输出电路包括多个输出管和电流源，所有输出管相并联，所述并联端一端接负载，所述负载可以为电阻或电流源，所述并联端与所述电流源公共端的电压为最大电池电压。8.根据权利要求6所述的电池均衡电路，其特征在于：输入最大电池电压的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐爱民，林利瑜，黄必亮，任远程，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