电池组充放电电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电池组充放电电路及其控制方法，电池组充放电电路包括电源、第一开关模块、第二开关模块、电感、电池组充放电模块、第一控制模块和第二控制模块。第一开关模块的第一端与电源的正极端电性连接，第一开关模的第二端与第二开关模块的第一端电性连接，第二开关模块的第二端与电源的负极端电性连接；电感的第一端分别与第一开关模块的第二端和第二开关模块的第一端电性连接。电池组充放电模块包括多个DC

【技术实现步骤摘要】
电池组充放电电路及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电池充放电
，尤其是涉及一种电池组充放电电路及其控制方法。

技术介绍

[0002]在电池充放电领域中，通常会用到双向DC
‑
DC变换器技术，如图1所示为现有技术中的Buck
‑
Boost双向直流变换器。当该变换器处于Buck模式时，若开关S01导通，则开关S04导通，开关S02和S03断开，电源向电感L01充电存储能量，同时电容C02维持输出电压基本恒定，并给电池充电；若开关S01断开，则S02和S04导通，S03断开，电感L01的电流通过开关S02和S04续流。当该变换器处于Boost模式时，若开关S01和S04导通，开关S02和S03断开，电源向电感L01充电存储能量，同时电容C02维持输出电压基本恒定，并给电池充电；若开关S01和S03导通，开关S02和S04断开，电感L01的电流通过开关S01和S03续流。对于这种变换器，具备以下缺点：所需的电感体积较大、纹波和谐波较大、EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)较差；且只能够给单个电池充电，效率较低。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本专利技术提出了一种电池组充放电电路，能够同时给多个电池充电，且电感电流的谐波较小。
[0004]本专利技术还提出了一种电池组充放电电路的控制方法。
[0005]第一方面，根据本专利技术实施例的电池组充放电电路，包括：电源；BUCK电路，与所述电源电性连接，所述BUCK电路内具有储能元件；电池组充放电模块，与所述BUCK电路电性连接，所述电池组充放电模块包括多个依次串联的DC
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DC充放电单元，每个所述DC
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DC充放电单元内分别具有电池；第一控制模块，连接有第一载波信号；第二控制模块，连接有第二载波信号；其中，所述第一控制模块用于根据所述BUCK电路的输出电流和所述第一载波信号，控制所述电源对所述储能元件充电，及所述电源通过所述BUCK电路对所述电池组充放电模块提供充电电流，或者，控制所述储能元件对所述电池组充放电模块提供充电电流；所述第二控制模块用于根据每个所述DC
‑
DC充放电单元内的所述电池的充电电压和所述第二载波信号，控制所述DC
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DC充放电单元对相应的所述电池进行充电或者将相应的所述电池旁路。
[0006]根据本专利技术实施例的电池组充放电电路，至少具有如下有益效果：前级采用Buck控制模式，后级采用多个依次串联的DC
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DC充放电单元给电池充电，利用每个电池需要充电的电量或者充电状态不一样，得到不同的充电电压反馈信号，从而相应的控制每个DC
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DC充放电单元对电池进行充电或将电池旁路；这样能够使得电池组母线电压上升和下降会存在多个电平，从而降低了母线电压的上升斜率和下降斜率，减小了共模电压；且电感电压变化较小，电感电流峰峰值较小，从而减小了电感的纹波，所需要的电感的体积也相应减小。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，所述储能元件为电感，所述BUCK电路还包括：第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与所述电源的正极端电性连接；第二开关模块，所述第二
开关模块的第一端分别与所述第一开关模块的第二端和所述电感的第一端电性连接，所述电感的第二端与所述电池组充放电模块的第一端电性连接，所述第二开关模块的第二端分别与所述电源的负极端和所述电池组充放电模块的第二端电性连接。
[0008]根据本专利技术的一些实施例，每个所述DC
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DC充放电单元包括第三开关模块、第四开关模块和所述电池，所述第三开关模块的第一端与所述第四开关模块的第一端电性连接，所述第四开关模块的第二端与所述电池的正极端电性连接，所述第三开关模块的第二端与所述电池的负极端电性连接；其中，多个所述DC
‑
DC充放电单元的所述第三开关模块依次串联形成一通路，所述通路的两端分别与所述电感的第二端和所述第二开关模块的第二端电性连接。
[0009]根据本专利技术的一些实施例，所述第一控制模块包括：电流转电压单元，用于采集所述BUCK电路的输出电流，并将所述输出电流转换为第一电压；第一比较器，所述第一比较器的第一输入端连接所述第一电压，所述第一比较器的第二输入端连接第一参考电压；第二比较器，所述第二比较器的第一输入端连接所述第一载波信号，所述第二比较器的第二输入端与所述第一比较器的输出端电性连接；第一驱动单元，所述第一驱动单元的输入端与所述第二比较器的输出端电性连接，所述第一驱动单元的输出端分别与所述第一开关模块的受控端和所述第二开关模块的受控端电性连接。
[0010]根据本专利技术的一些实施例，所述第二控制模块包括多个控制单元，所述控制单元与所述DC
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DC充放电单元一一对应，每个所述控制单元包括：第三比较器，所述第三比较器的第一输入端连接相应的所述电池的充电电压，所述第三比较器的第二输入端连接第二参考电压；第四比较器，所述第四比较器的第一输入端连接所述第二载波信号，所述第四比较器的第二输入端与所述第三比较器的输出端电性连接；第二驱动单元，所述第二驱动单元的输入端与所述第四比较器的输出端电性连接，所述第二驱动单元的输出端分别与相应的所述第三开关模块的受控端和所述第四开关模块的受控端电性连接。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述第一载波信号和所述第二载波信号采用同步的载波信号。
[0012]根据本专利技术的一些实施例，所述第一载波信号和所述第二载波信号采用同步的三角载波信号。
[0013]第二方面，根据本专利技术实施例的电池组充放电电路的控制方法，包括以下步骤：第一控制模块采集BUCK电路的输出电流，并根据所述输出电流和第一载波信号，控制电源对所述BUCK电路内的储能元件充电，及所述电源通过所述BUCK电路对所述电池组充放电模块提供充电电流，或者，控制所述储能元件对所述电池组充放电模块提供充电电流；第二控制模块采集每个DC
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DC充放电单元内的电池的充电电压，并根据每个所述电池的充电电压和第二载波信号，控制所述DC
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DC充放电单元对相应的所述电池进行充电或者将相应的所述电池旁路。
[0014]根据本专利技术实施例的电池组充放电电路的控制方法，至少具有如下有益效果：利用每个电池需要充电的电量或者充电状态不一样，得到不同的充电电压反馈信号，从而相应的控制每个DC
‑
DC充放电单元对电池进行充电或者将电池旁路；这样使得电池组母线电压上升和下降会存在多个电平，从而降低了母线电压的上升斜率和下降斜率，减小了共模电压；且电感电压变化较小，电感电流峰峰值较小，从而减小了电感的纹波，所需要的电感
的体积也相应减小。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述的第一控制模块采集BUCK电路的输出电流，并根据所述输出电流和第一载波信号，控制电源对所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池组充放电电路，其特征在于，包括：电源；BUCK电路，与所述电源电性连接，所述BUCK电路内具有储能元件；电池组充放电模块，与所述BUCK电路电性连接，所述电池组充放电模块包括多个依次串联的DC
‑
DC充放电单元，每个所述DC
‑
DC充放电单元内分别具有电池；第一控制模块，连接有第一载波信号；第二控制模块，连接有第二载波信号；其中，所述第一控制模块用于根据所述BUCK电路的输出电流和所述第一载波信号，控制所述电源对所述储能元件充电，及所述电源通过所述BUCK电路对所述电池组充放电模块提供充电电流，或者，控制所述储能元件对所述电池组充放电模块提供充电电流；所述第二控制模块用于根据每个所述DC
‑
DC充放电单元内的所述电池的充电电压和所述第二载波信号，控制所述DC
‑
DC充放电单元对相应的所述电池进行充电或者将相应的所述电池旁路。2.根据权利要求1所述的电池组充放电电路，其特征在于，所述储能元件为电感，所述BUCK电路还包括：第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与所述电源的正极端电性连接；第二开关模块，所述第二开关模块的第一端分别与所述第一开关模块的第二端和所述电感的第一端电性连接，所述电感的第二端与所述电池组充放电模块的第一端电性连接，所述第二开关模块的第二端分别与所述电源的负极端和所述电池组充放电模块的第二端电性连接。3.根据权利要求2所述的电池组充放电电路，其特征在于，每个所述DC
‑
DC充放电单元包括第三开关模块、第四开关模块和所述电池，所述第三开关模块的第一端与所述第四开关模块的第一端电性连接，所述第四开关模块的第二端与所述电池的正极端电性连接，所述第三开关模块的第二端与所述电池的负极端电性连接；其中，多个所述DC
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DC充放电单元的所述第三开关模块依次串联形成一通路，所述通路的两端分别与所述电感的第二端和所述第二开关模块的第二端电性连接。4.根据权利要求3所述的电池组充放电电路，其特征在于，所述第一控制模块包括：电流转电压单元，用于采集所述BUCK电路的输出电流，并将所述输出电流转换为第一电压；第一比较器，所述第一比较器的第一输入端连接所述第一电压，所述第一比较器的第二输入端连接第一参考电压；第二比较器，所述第二比较器的第一输入端连接所述第一载波信号，所述第二比较器的第二输入端与所述第一比较器的输出端电性连接；第一驱动单元，所述第一驱动单元的输入端与所述第二比较器的输出端电性连接，所述第一驱动单元的输出端分别与所述第一开关模块的受控端和所述第二开关模块的受控端电性连接。5.根据权利要求4所述的电池组充放电电路，其特征在于，所述第二控制模块包括多个控制单元，所述控制单元与所述DC
‑
DC充放电单元一一对应，每个所述控制单元包括：第三比较器，所述第三比较器的第一输入端连接相应的所述电池的充电电压，所述第
三比较器的第二输入端连接第二参考电压；第四比较器，所述第四比较器的第一输入端连接所述第二载波信号，所述第四比较器的第二输入端与所述第三比较器的输出端电性连接；第二驱动单元，所述第二驱动单元的输入端与所述第四比较器的输出端电性连接，所述第二驱动单元的输出端分别与相应的所述第三开关模块的受控端和所述第四开关模块的受控端电性连接。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晨，严安顺，
申请(专利权)人：珠海泰坦新动力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：