【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源均衡，更具体地，涉及一种均衡电路和方法。
技术介绍
1、随着新能源行业的发展，电池系统在汽车、储能领域得到了更广泛的应用。为了提升电池容量，电池串并联数目不断增加，但电池系统中单体电压的不一致性会严重影响到电池容量，同时也会影响到电池组的使用寿命。依据“木桶效应”，电池组在循环寿命和容量利用率等方面明显劣于单体性能。随着电池组的循环使用，单体不一致性将加剧，进一步恶化锂离子电池的成组特性，极易发生少数单体过充过放情况，从而导致电池组性能大幅衰减，极端情况下甚至可能燃烧、爆炸等恶性事故，给锂离子电池的应用推广造成极大的阻碍。
2、对电池组进行均衡控制，即在循环使用过程中，以能量消耗或者转移的方式对电池组内的单体能量适时进行平衡，从而降低单体发生过充过放的概率，消除放电深度差异对电池组的不利影响。具体的，当某节电池电压过低时，将所接电源的能量转移到该节电池上，反之，将电池电压过高的能量转移到电源，完整地实现在充电和放电时的实时均衡，发挥出每节电池的潜力。保证充电时每节电池都能够充满，放电时每节电池都能放至最低的极限，使电池组的每个节电池的能力能得到最充分的发挥。因而，提高了电池组的整体能量利用率，还可以延长电池循环寿命。
3、然而，传统的均衡电路通常需要大量的电子元器件，如电容器、电阻器、开关管等，成本相对较高，这限制了电池组均衡技术的应用范围。因此，寻找一种成本低廉的电池组均衡电路技术已成为电池领域研究的热点问题。
技术实现思路
1、鉴于上述
2、根据本专利技术的一方面，提供一种用于电源组的均衡电路，所述电源组包括串联连接的多个子电源组，每个所述子电源组包括至少一个电源，所述均衡电路包括：多个均衡单元，每个均衡单元与所述多个子电源组中对应的一个相连接；以及多个储能元件，所述多个储能元件的第一端分别与对应的均衡单元连接，所述多个储能元件的第二端与一公共节点连接，其中，每个所述均衡单元均包括：连接在对应的子电源组的正极端和储能元件的第一端之间的第一开关；以及连接在对应的子电源组的负极端和储能元件的第一端之间的第二开关，其中，每个均衡单元被配置为通过交替导通所述第一开关和所述第二开关来改变对应的子电源组与储能元件之间的能量传输路径，以采用所述多个储能元件的充电和放电过程在所述多个子电源组之间进行能量转移。
3、可选地，所述多个均衡单元包括第一均衡单元以及多个第二均衡单元，其中，所述第一均衡单元被配置为根据所述启动信号来导通所述第一开关或者所述第二开关，所述第二均衡单元被配置为根据与其相连的储能元件上的电压变化来导通所述第一开关或者所述第二开关。
4、可选地，所述多个第二均衡单元被配置为，若在与其连接的储能元件上检测到正电压变化，则导通所述第一开关，关断所述第二开关；若在与其连接的储能元件上检测到负电压变化，则导通所述第二开关，关断所述第一开关。
5、可选地，每个所述第二均衡单元还均包括：电压检测模块，被配置为根据其对应的储能元件上的电压变化，来导通所述第一开关或者第二开关。
6、可选地，每个所述均衡单元还包括：电流过零检测模块，被配置为获取所述均衡单元中导通的开关的电流极性，并根据所述电流极性在电流过零时将该导通的开关切换为关断。
7、可选地，每个所述储能元件包括：至少一个飞电容器；或者至少一个飞电容器与电感器串联的结构。
8、根据本专利技术的另一方面，提供一种用于电源组的均衡方法，包括：将所述电源组拆分为多个子电源组，每个子电源组包括至少一个电源；设置多个均衡单元，每个均衡单元与多个子电源组中的对应一个相连接；设置多个储能元件，所述多个储能元件的第一端分别与对应的均衡单元连接，所述多个储能元件的第二端与一公共节点连接；以及在每个所述均衡单元中设置连接于对应的子电源组的正极端和对应的储能元件的第一端之间的第一开关，以及连接于对应的子电源组的负极端和对应的储能元件的第一端之间的第二开关；以及通过交替导通所述第一开关和所述第二开关来改变对应的子电源组与储能元件之间的能量传输路径，以通过所述多个储能元件的充电和放电过程在所述多个子电源组之间进行能量转移。
9、可选地，采用所述均衡单元改变对应的子电源组与储能元件之间的能量传输路径的步骤还包括：从多个均衡单元中选择一个均衡单元作为第一均衡单元，将所述多个均衡单元中的其余的均衡单元作为第二均衡单元；向所述第一均衡单元提供一启动信号控制所述第一均衡单元中的开关切换；通过所述公共节点将所述第一均衡单元对应的子电源组的直流电压的阶跃波传递到多个第二均衡单元对应的储能元件；以及分别根据与每个第二均衡单元相连的储能元件上的电压变化来控制该第二均衡单元中的开关切换。
10、可选地，所述分别根据与每个第二均衡单元相连的储能元件上的电压变化来控制该第二均衡单元中的开关切换的步骤包括：若在所述储能元件上检测到正电压变化，则导通其对应的第二均衡单元中的第一开关，并关断其对应的第二均衡单元中的第二开关；若在所述储能元件上检测到负电压变化，则导通其对应的第二均衡单元中的第二开关，并关断其对应的第二均衡单元中的第一开关。
11、可选地，还包括：获取所述均衡单元中导通的开关的电流极性，并根据所述电流极性在电流过零时将该导通的开关切换为关断。
12、可选地，每个所述储能元件包括：至少一个飞电容器；或者至少一个飞电容器与电感器串联的结构。
13、综上所述，本专利技术实施例提供的均衡电路和方法，将多个串联连接的电源构成的电源组拆分为多个子电源组，每个子电源组包括至少一个电源。然后设置多个均衡单元以及储能元件，每个均衡单元以及储能元件与相应的子电源组连接，通过所述均衡单元改变相应的子电源组与储能元件之间的能量传输路径，以及采用多个储能元件的充电和放电过程在所述多个子电源组之间进行能量转移，从而使得电压较高的子电源组队电压较低的子电源组进行充电，实现多个子电源组之间的能量均衡。与传统的均衡电路相比，本专利技术提供的均衡电路可以将测量和均衡电路拆分到每个子电源组内实施，便于维修和维护。此外，将高压的串联电源组分解为多个子电源组也有利于连线设计和emc设计。
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1.一种用于电源组的均衡电路，所述电源组包括串联连接的多个子电源组，每个所述子电源组包括至少一个电源，所述均衡电路包括：
2.根据权利要求1所述的均衡电路，其中，所述多个均衡单元包括第一均衡单元以及多个第二均衡单元，
3.根据权利要求2所述的均衡电路，其中，所述多个第二均衡单元被配置为，
4.根据权利要求3所述的均衡电路，其中，每个所述第二均衡单元还均包括：
5.根据权利要求3或4所述的均衡电路，其中，每个所述均衡单元还包括：
6.根据权利要求1所述的均衡电路，其中，每个所述储能元件包括：
7.一种用于电源组的均衡方法，包括：
8.根据权利要求7所述的均衡方法，其中，采用所述均衡单元改变对应的子电源组与储能元件之间的能量传输路径的步骤还包括：
9.根据权利要求8所述的均衡方法，其中，所述分别根据与每个第二均衡单元相连的储能元件上的电压变化来控制该第二均衡单元中的开关切换的步骤包括：
10.根据权利要求9所述的均衡方法，还包括：
11.根据权利要求7所述的均衡方法
...【技术特征摘要】
1.一种用于电源组的均衡电路，所述电源组包括串联连接的多个子电源组，每个所述子电源组包括至少一个电源，所述均衡电路包括：
2.根据权利要求1所述的均衡电路，其中，所述多个均衡单元包括第一均衡单元以及多个第二均衡单元，
3.根据权利要求2所述的均衡电路，其中，所述多个第二均衡单元被配置为，
4.根据权利要求3所述的均衡电路，其中，每个所述第二均衡单元还均包括：
5.根据权利要求3或4所述的均衡电路，其中，每个所述均衡单元还包括：
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭磊，田怀山，于亚冰，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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