The invention relates to an efficient second-order equalization circuit structure. The second-order equalization circuit consists of three first-order equalization circuits, two inductors, four MOSFET switches and four anti-parallel diodes. The first-order equalization circuit consists of an equalization module consisting of three cells, two inductors, four MOSFET switches and four anti-parallel diodes. Compared with the existing equalization circuit, the proposed second-order equalization circuit is efficient, simple and reliable, which can effectively reduce the equalization time when the energy needs to be transferred in a wide range, and the number of inductors, MOSFETs and other components used in the equalization circuit structure with the same efficiency is smaller. It can effectively improve the working efficiency of the circuit and reduce the cost. It can be applied to a large number of series batteries, such as batteries for electric vehicles, which need a large range of energy transfer.
【技术实现步骤摘要】
一种高效二阶均衡电路结构
本专利技术属于电子电路
，具体为一种高效二阶均衡电路结构，如电动汽车蓄电池组中采用的二阶均衡电路结构。
技术介绍
随着传统化石能源的日益枯竭和使用化石能源造成的污染问题不断加重，各国逐渐重视电能的发展与使用。而蓄电池作为目前主要的电能存储工具，在新能源及电动汽车等领域已获得越来越广泛的应用，但蓄电池单体电压低、容量小，应用范围较窄。为了满足高压大容量的应用要求，一般将蓄电池单体串并联使用。但由于蓄电池单体自身制作工艺等原因，不同单体之间诸如电解液密度、电极等效电阻等都存在着差异，这些差异都可能会导致在使用过程中电池单元充电与放电速率的不同，使得电池组在经过多个充放电循环后，各单体电池的剩余容量的分布大致将会出现高低不一的情况，若不加以均衡将容易出现过充和过放现象，进而导致电池的实际容量与标定容量出现差别。日积月累，可能会明显地减低整个电池组的表现。长时间的不均衡会导致整个蓄电池组寿命缩短，严重影响整个系统的正常工作，甚至存在过热起火的安全隐患。因此采用电路均衡技术可显著提高蓄电池整体性能，也对维护整个电池组安全运转具有重要意义。电池均衡的主要思路是利用电力电子变换器对电池的能量进行转移或消耗，从而达到均衡的目的，所以根据对电池能量处理方式的不同，均衡电路可以分为被动均衡和主动均衡。被动均衡一般将能量较高电池单体通过控制开关利用旁路电阻消耗能量，虽然拓扑结构简单且易实现，但能量效率极低，研究价值不高。主动均衡主要是利用储能元件对电池的能量进行转移，以期达到电池组能量状态的一致，效率高。目前基于电感的Buck-boost主动均衡...
【技术保护点】
1.一种高效二阶均衡电路结构，其特征在于，所述二阶均衡电路结构组成包括：三个电路结构完全相同的一阶均衡电路结构(M1,M2,M3)、第一电感(LM1)、第二电感(LM2)、四个MOSFET开关(QM1,QM2,QM3,QM4)与四个反并联二极管(dm1,dm2,dm3,dm4)；其中，三个一阶均衡电路结构(M1,M2,M3)分别为第一一阶均衡电路结构(M1)、第二一阶均衡电路结构(M2)、第三一阶均衡电路结构(M3)；四个MOSFET开关分别为：MOSFET开关A(QM1)、MOSFET开关B(QM2)、MOSFET开关C(QM3)和MOSFET开关D(QM4)；四个反并联二极管(dm1,dm2,dm3,dm4)分别为：反并联二极管A(dm1)、反并联二极管B(dm2)、反并联二极管C(dm3)和反并联二极管D(dm4)；上述每个一阶均衡电路(M1,M2,M3)均包括：三个电池单体(C1，C2，C3)、第三电感(L1)、第四电感(L2)、四个MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)、四个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)；三个电池单体(C1，C2，C3)分别为：第一电池单体(C1...
【技术特征摘要】
1.一种高效二阶均衡电路结构，其特征在于，所述二阶均衡电路结构组成包括：三个电路结构完全相同的一阶均衡电路结构(M1,M2,M3)、第一电感(LM1)、第二电感(LM2)、四个MOSFET开关(QM1,QM2,QM3,QM4)与四个反并联二极管(dm1,dm2,dm3,dm4)；其中，三个一阶均衡电路结构(M1,M2,M3)分别为第一一阶均衡电路结构(M1)、第二一阶均衡电路结构(M2)、第三一阶均衡电路结构(M3)；四个MOSFET开关分别为：MOSFET开关A(QM1)、MOSFET开关B(QM2)、MOSFET开关C(QM3)和MOSFET开关D(QM4)；四个反并联二极管(dm1,dm2,dm3,dm4)分别为：反并联二极管A(dm1)、反并联二极管B(dm2)、反并联二极管C(dm3)和反并联二极管D(dm4)；上述每个一阶均衡电路(M1,M2,M3)均包括：三个电池单体(C1，C2，C3)、第三电感(L1)、第四电感(L2)、四个MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)、四个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)；三个电池单体(C1，C2，C3)分别为：第一电池单体(C1)、第二电池单体(C2)和第三电池单体(C3)；一阶均衡电路(M1,M2,M3)中的四个MOSFET开关分别为：第一MOSFET开关(Q1)、第二MOSFET开关(Q2)、第三MOSFET开关(Q3)和第四MOSFET开关(Q4)；一阶均衡电路(M1,M2,M3)中的四个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)分别为：第一反并联二极管(d1)、第二反并联二极管(d2)、第三反并联二极管(d3)和第四反并联二极管(d4)；上述每个一阶均衡电路(M1,M2,M3)的具体电路连接方式为：三个电池单体(C1，C2，C3)串联，四个MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)分别与四个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)并联，每个反并联二极管(d1,d2,d3,d4)的正极与每个相应MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)的源极连接，其负极与每个相应MOSFET开关(Q1,Q2,Q3,Q4)的漏极连接；第三电感(L1)一端连接在第一电池单体(C1)的负极，也即第二电池单体(C2)的正极，另一端连接在第一MOSFET开关(Q1)的源极、也即第二MOSFET开关(Q2)的漏极；第四电感(L2)一端连接在第二单体电池(C2)的负极，也即第三电池单体(C3)的正极，另一端连接在第三MOSFET开关(Q3)的源极、也即第四MOSFET开关(Q4)的漏极；而第一MOSFET开关(Q1)的漏极连接在第一单体电池(C1)的正极，源极连接在第二MOSFET开关(Q2)的漏极，第二MOSFET开关(Q2)的源极连接在第三单体电池(C3)的负极；第三MOSFET开关(Q3)的漏极连接在第一单体电池(C1)的正极，源极连接在第四MOSFET开关(Q4)的漏极，第四MOSFET开关(Q4)的源极连接在第三单体电池(C3)的负极；其中，第一一阶均衡电路结构(M1)中相互串联的第一电池单体(C1)、第二电池单体(C2)和第三电池单体(C3)构成第一电池组；第二一阶均衡电路结构(M2)中相互串联的第一电池单体(C4)、第二电池单体(C5)和第三电池单体(C6)构成第二电池组；第三一阶均衡电路结构(M3)中相互串联的第一电池单体(C7)、第二电池单体(C8)和第三电池单体(C9)构成第三电池组；上述二阶均衡电路结构的具体电路连接方式为：三个一阶均衡电路结构(M1,M2,M3)串联，四个所述MOSFET开关(QM1,QM2,QM3,QM4)分别与四个反并联二极管(dm1,dm2,dm3,dm4)并联，每个反并联二极管(dmi,i＝1,2,3,4)的正极与相应MOSFET开关(QMi,i＝1,2,3,4)的源极连接，负极与相应MOSFET开关(QMi,i＝1,2,3,4)的漏极连接；第一电感(LM1)一端连接在第一一阶均衡电路(M1)中的第三电池单体(C3)的负极，也即第二一阶均衡电路(M2)中的第一电池单体(C...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁晓峰，张东淮，张寰宇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。