[实用新型]一种电动汽车电池组主动均衡电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动汽车动力电池领域，尤其是一种电动汽车电池组主动均衡电路。

背景技术

目前，为了使电动汽车动力电池均衡充放电，常用的做法是采用电阻被动均衡，其工作原理是在电池单体上并联一个电阻网络，当电池电压升高时，短路并联电阻网络，使电流流过并联电阻变成热量损耗，这种方式的均衡电流只能达30mA左右，存在均衡电流小，均衡效果差的缺陷，且只能在充电状态下进行均衡。此外，现有的主动均衡电路也存在电路复杂，可靠性差等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电路简单、能够有效提高电池组中各电池单体电压的一致性、可靠性强的电动汽车电池组主动均衡电路。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种电动汽车电池组主动均衡电路，包括中央处理器，其输出端分别与倒相开关、PWM控制器和输出扫描阵列的输入端相连，其输入端与用于采集各电池单体电压的电压采样回路的输出端相连，PWM控制器的输出端与开关变压器的输入端相连，开关变压器的输出端与倒相开关的输入端相连，输出扫描阵列的输出端通过矩阵电子开关与电池组内的各个电池单体相连。

由上述技术方案可知，本实用新型采用能量转移的方式，将电压较高的电池单体的能量转移到电压较低的电池单体，或从总体电池组中获取能量，将它转移到电压较低的电池单体，克服了常规被动均衡电路只能在充电状态下才能进行均衡充电的问题；能快速的消除系统中的电池短板，实现对电池组的多充多放，延长了电动汽车的续驶里程。

附图说明

图1是现有技术的电路框图；

图2是本实用新型的电路框图；

图3、4、5是本实用新型的充放电原理示意图。

具体实施方式

一种电动汽车电池组主动均衡电路，包括中央处理器3，其输出端分别与倒相开关、PWM控制器2和输出扫描阵列的输入端相连，其输入端与用于采集各电池单体电压的电压采样回路6的输出端相连，PWM控制器2的输出端与开关变压器1的输入端相连，开关变压器1的输出端与倒相开关的输入端相连，输出扫描阵列的输出端通过矩阵电子开关4与电池组5内的各个电池单体相连。所述的电池组5由多个电池单体串联而成。如图2所示。

如图2所示，所述的电压采样回路6的输出端通过光耦与隔离电路的输入端相连，隔离电路的输出端与中央处理器3的输入端相连。还包括DC-DC电源电路，DC-DC电源电路向PWM控制器2和隔离电路供电。中央处理器3用于获取电压采样回路6采集的各电池单体的电压值、控制PWM控制器2的工作状态。由输出扫描阵列控制矩阵电子开关4的接通或断开，用于从电池单体获取能量或为电池单体进行补充电量；矩阵电子开关4用于切换输入/输出能量之极性变换；倒相开关用于切换能量传递的方向；采用DC/DC电源电路和隔离电路，用于对不同电源及信号之间的隔离；采用电压采样回路6用于监控各电池单体的当前电压。

以下结合图2、3、4、5对本实用新型作进一步的说明。

 图3中PK1为PWM控器2及开关回路；T为开关变压器1，它是一个双向能量转换的多绕组高频变压器，用于能量转换；PK2、PK3是倒相开关，K1～K5为连接各电池单体的矩阵电子开关4。电路的工作原理如下：中央处理器3通过电压采样回路6采集各电池单体电压，当电池各单体电压差异较大时，中央处理器3控制PWM控制器2即PK1开始工作，PWM控制器2即PK1控制开关变压器1即T接通或断开，在开关变压器1即T上会产生脉动的电流，此电流被次级线圈感应，产生一个电压，经过处理后，得到一个内部充电电源，中央处理器3控制倒相开关PK2、PK3，输出扫描陈列，矩阵电子开关4即K1～K5，将内部充电电源加载到电池电压较低的单体电池上，完成充放电的工作。

 在放电状态下，如果电池组5中有电池单体电压过低时，如图4中B1电池单体电压过低，此时PK1接通，有电流从B1正端经过T流向B4电池单体的负端(图4中虚线箭头回路)，T从总体电池中获取工作电源，加到T的初级， PK1断开后，PK2和K1，K2接通，此能量经T的次级感应，产生一个充电电压，通PK2，K1，B1，K2形成回路，完成对B1电池单体的充电( 图4中实线箭头回路)。

在充电过程中，如果电池组5中有电池单体电压过高时，如果图5中B3电池单体电压过高，此时图5中K3，K4，PK3接通，B3电池单体中的电能将通过B3电池单体正极，K3，PK3，K4，B3负极形成放电回路（图5中虚线箭头回路），K3，K4，PK3断开后，PK1接通T中存储的能量通过PK1，T，B1，B4形成放电回路，对整体电池组5进行充电，(图5中实线箭头回路)。