均衡电路制造技术

一种均衡电路，包括电池包、微控制单元、多个第一开关、多个第二开关、第三开关、变压器及采集单元；所述电池包包括N个并联及串联的单体电池，所述变压器包括一个原边绕组和多个与所述单体电池对应设置的副边绕组；所述第一开关与所述第二开关一一对应，所述第一开关与所述单体电池一一对应；所述微控制单元用于通过收到的信息判断单体电池的工作状况、选择需要均衡的电池单体，并向所述第三开关、相应的第一开关及相应的第二开关发出对应的控制信号，以控制所述第三开关、相应的第一开关及相应的第二开关的导通与截止频率以及均衡时电流的大小，进以通过所述变压器实现所述能量输入输出端口与一个或多个单体电池之间的双向均衡。

Equilibrium circuit

【技术实现步骤摘要】
均衡电路
本技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种均衡电路。
技术介绍
目前，电动汽车正在逐渐推广并在未来将具有广阔的前景。电动汽车通常采用动力电池供电。电动汽车的动力电池虽然在出厂时具有较好的一致性，但是由于环境的改变和电池的老化，不同电池的容量就可能产生很大的差异。为了延长电池的使用时间，增加电池的寿命，我们需要均衡电路来平衡单体电池的一致性。然而目前的均衡技术只能针对各个单个电池进行均衡，不能实现对多个单体电池或者整个电池包一起进行同时均衡，不利于保持电池的一致性，均衡耗时长且效率低。鉴于以上内容，实有必要提供一种新的均衡电路以克服以上缺陷。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种效率高且成本低均衡电路。为了实现上述目的，本技术提供一种均衡电路，所述均衡电路包括电池包、微控制单元、N个第一开关、N个第二开关、第三开关、变压器及采集单元；所述电池包包括N个串联的单体电池，所述变压器包括一个原边绕组和多个与所述单体电池对应设置的副边绕组；所述第一开关与所述第二开关一一对应，所述第一开关与所述单体电池一一对应；所述第二开关的第一端与对应的副边绕组的同名端相连，所述第二开关的第二端依次通过所述第一开关的第一端和第二端与对应的单体电池的正极相连，其中第1个副边绕组的异名端与第1个单体电池的负极相连，第M个副边绕组的异名端通过第M-1个第一开关与第M个单体电池的负极相连，所述第M个副边绕组的异名端还通过第M-1个第二开关与第M-1个副边绕组的同名端相连，以实现将多个副边绕组的电感量串联；所述原边绕组的同名端与能量输入输出端口相连，所述原边绕组异名端通过所述第三开关接地；所述采集单元与各个单体电池的正极和负极以及所述微控制单元相连，所述采集单元用于采集各个单体电池的电压及电流信息，并将采集到的信息发送给所述微控制单元；所述微控制单元与所述第一开关的第三端、第二开关的第三端及所述第三开关的第三端相连，所述微控制单元用于通过收到的信息判断单体电池的工作状况、选择需要均衡的电池单体，并向所述第三开关、相应的第一开关及相应的第二开关发出对应的控制信号，以控制所述第三开关、相应的第一开关及相应的第二开关的导通与截止频率以及均衡时电流的大小，进而通过所述变压器实现所述能量输入输出端口与一个或多个单体电池之间的双向均衡，M≥2且M≤N，M为自然数，N为自然数。进一步地，当所述微控制单元判断第L个单体电池需要均衡时，所述微控制单元输出高电平至第L个第一开关的第三端及第L-1个第一开关的第三端，所述第L个第一开关及所述第L-1个第一开关导通，所述微控制单元分别向所述第三开关的第三端和第L个第二开关的第三端发送状态互补的脉冲宽度调制信号以控制所述第三开关与所述第L个第二开关交替导通，进而实现所述能量输入输出端口与所述第L个单体电池之间能量的转移，L≥2且L≤N，L为自然数。进一步地，当所述微控制单元判断第1个单体电池需要均衡时，所述微控制单元输出高电平至第1个第一开关的第三端，所述第1个第一开关导通，所述微控制单元分别向所述第三开关的第三端及第1个第二开关的第三端发送两个状态互补的脉冲宽度调制信号以控制所述第三开关与所述第1个第二开关交替导通，进而实现所述能量输入输出端口与所述第一个单体电池之间能量的转移。进一步地，当所述微控制单元判断第i个单体电池至第j个单体电池都需要均衡时，所述微控制单元输出高电平至第i个第一开关的第三端、第j个第一开关的第三端及第i+1个第二开关到第j-1个第二开关的第三端，所述第i个第一开关、所述第j个第一开关及所述第i+1个第二开关到所述第j-1个第二开关导通；所述微控制单元分别向所述第三开关的第三端及第j个第二开关的第三端发送两个状态互补的脉冲宽度调制信号以控制所述第三开关与所述第j个第二开关交替导通，进而实现所述能量输入输出端口与第i个到第j个所述单体电池之间能量的转移，0＜i＜j≤N，i为自然数，j为自然数。进一步地，每个第一开关为接触器或继电器或三极管或金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。进一步地，每个第二开关为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。进一步地，所述第三开关为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管。进一步地，多个副边绕组的匝数相同。相比于现有技术，本技术通过多个第一开关、多个第二开关及第三开关的之间的相互配合实现了对多个单体电池甚至整个电池包进行同时及同步均衡，实现了均衡的高效性，尤其是整个电池包都处于低压的情况下；本技术还通过微控制单元进行对多个第一开关、多个第二开关及第三开关对整个电路实现总体控制以及通过变压器实现了能量的双向转移；综上所述，本技术能更有效的维持电池的一致性，达到更好的保护电池的目的，安全可靠，实用性强。【附图说明】图1为本技术的实施例提供的均衡电路的电路图。图2为本技术的实施例提供的均衡电路的控制原理图。【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。请参阅图1，图1为本技术的实施例提供的均衡电路100的电路图。所述均衡电路100包括电池包1、微控制单元2、N个第一开关K1、N个第二开关K2、第三开关K3及变压器T。所述电池包1包括N个串联的单体电池C。所述变压器T包括一个原边绕组Ta和N个与所述单体电池C对应设置且匝数相同的副边绕组Tn。所述第一开关K1与所述第二开关K2一一对应，所述第一开关K1与所述单体电池C一一对应，N＞0且N为自然数。请同时参阅图1和图2，所述第二开关K2的第一端与对应的副边绕组Tn的同名端相连，所述第二开关K2的第二端依次通过所述第一开关K1的第一端和第二端与对应的单体电池C的正极相连。其中第1个副边绕组Tn的异名端与第1个单体电池的负极相连，第M个副边绕组Tn异名端通过第M-1个第一开关K1与第M个单体电池C的负极相连，所述第M个副边绕组Tn的异名端还通过第M-1个第二开关K2与第M-1个副边绕组Tn的同名端相连，需要注意的是M≥2且M≤N且M为自然数。所述原边绕组Ta的同名端与能量输入输出端口V相连，所述原边绕组Ta的原边异名端通过所述第三开关K3接地。所述第一开关K1的第三端、所述第二开关K2的第三端及所述第三开关K3的第三端分别与所述微控制单元2相连。所述均衡电路100还包括采集单元3，所述采集单元3与每个单体电池C的正极和负极相连，所述采集单元3还与所述微控制单元2相连。下面将对所述均衡电路100的工作原理进行说明。所述采集单元3用于采集各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均衡电路，其特征在于：包括电池包、微控制单元、N个第一开关、N个第二开关、第三开关、变压器及采集单元；所述电池包包括N个串联的单体电池，所述变压器包括一个原边绕组和多个与所述单体电池对应设置的副边绕组；所述第一开关与所述第二开关一一对应，所述第一开关与所述单体电池一一对应；所述第二开关的第一端与对应的副边绕组的同名端相连，所述第二开关的第二端依次通过所述第一开关的第一端和第二端与对应的单体电池的正极相连，其中第1个副边绕组的异名端与第1个单体电池的负极相连，第M个副边绕组的异名端通过第M‑1个第一开关与第M个单体电池的负极相连，所述第M个绕组的异名端还通过第M‑1个第二开关与第M‑1个副边绕组的同名端相连，以实现将多个副边绕组的电感量串联；所述原边绕组的同名端与能量输入输出端口相连，所述原边绕组异名端通过所述第三开关接地；所述采集单元与各个单体电池的正极和负极以及所述微控制单元相连，所述采集单元用于采集各个单体电池的电压及电流信息，并将采集到的信息发送给所述微控制单元；所述微控制单元与所述第一开关的第三端、第二开关的第三端及所述第三开关的第三端相连，所述微控制单元用于通过收到的信息判断单体电池的工作状况、选择需要均衡的电池单体，并向所述第三开关、相应的第一开关及相应的第二开关发出对应的控制信号，以控制所述第三开关、相应的第一开关及相应的第二开关的导通与截止频率以及均衡时电流的大小，进以通过所述变压器实现所述能量输入输出端口与一个或多个单体电池之间的双向均衡，M≥2且M≤N，M为自然数，N为自然数。...

【技术特征摘要】
1.一种均衡电路，其特征在于：包括电池包、微控制单元、N个第一开关、N个第二开关、第三开关、变压器及采集单元；所述电池包包括N个串联的单体电池，所述变压器包括一个原边绕组和多个与所述单体电池对应设置的副边绕组；所述第一开关与所述第二开关一一对应，所述第一开关与所述单体电池一一对应；所述第二开关的第一端与对应的副边绕组的同名端相连，所述第二开关的第二端依次通过所述第一开关的第一端和第二端与对应的单体电池的正极相连，其中第1个副边绕组的异名端与第1个单体电池的负极相连，第M个副边绕组的异名端通过第M-1个第一开关与第M个单体电池的负极相连，所述第M个绕组的异名端还通过第M-1个第二开关与第M-1个副边绕组的同名端相连，以实现将多个副边绕组的电感量串联；所述原边绕组的同名端与能量输入输出端口相连，所述原边绕组异名端通过所述第三开关接地；所述采集单元与各个单体电池的正极和负极以及所述微控制单元相连，所述采集单元用于采集各个单体电池的电压及电流信息，并将采集到的信息发送给所述微控制单元；所述微控制单元与所述第一开关的第三端、第二开关的第三端及所述第三开关的第三端相连，所述微控制单元用于通过收到的信息判断单体电池的工作状况、选择需要均衡的电池单体，并向所述第三开关、相应的第一开关及相应的第二开关发出对应的控制信号，以控制所述第三开关、相应的第一开关及相应的第二开关的导通与截止频率以及均衡时电流的大小，进以通过所述变压器实现所述能量输入输出端口与一个或多个单体电池之间的双向均衡，M≥2且M≤N，M为自然数，N为自然数。2.如权利要求1所述的均衡电路，其特征在于：当所述微控制单元判断第L个单体电池需要均衡时，所述微控制单元输出高电平至第L个第一开关的第三端及第L-1个第一开关的第三端，所述第L个第一开关及所述第L-1个第一开关导通，所述微控制单元分别向所述第三开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄，陈贵华，饶睦敏，李瑶，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44