[发明专利]一种动力锂离子电池模块的主动均衡电路及其均衡方法

权利要求书

1.一种动力锂离子电池模块主动均衡电路，其特征在于：包括锂离子电池组、充放电开关组单元，充放电总线单元，能量转移电路和均衡控制器；

所述锂离子电池组包含一个以上的锂离子单体电池，通过所述充放电开关组单元连接到所述充放电总线单元上；所述能量转移电路两侧分别与所述充放电总线单元相连；

所述均衡控制器分别与所述能量转移单元、所述开关组单元及所述锂离子电池组相连，以控制所述开关组单元选通所需充放电的锂离子单体电池到所述能量转移电路中并进行充放电。

2.根据权利要求1所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路，其特征在于：

所述充放电开关组单元包含开关数目均等于所述锂离子电池组中锂离子单体电池数目的充电选通开关组和放电选通开关组，且所述充电选通开关组和所述放电选通开关组中的开关均与所述锂离子单体电池一一对应连接。

3.根据权利要求1所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路，其特征在于：所述充放电总线单元包括充电总线和放电总线；所述能量转移电路包括电容C、二极管D1和D2、电感L1和L2、以及控制开关SW1、SW2、SW3和SW4；

所述电容C通过所述二极管D1后与所述电感L1并联，所述二极管D1的正极与所述电容C相连；所述控制开关SW1和SW2的一端分别与所述电感L1的两端相连，另一端与所述放电总线相连；

所述控制开关SW3和SW4的一端分别连接到所述电容C的两端，另一端分别连接到所述电感L2的两端；所述电感L2通过所述二极管D2后连接到所述充电总线上，所述二极管D2的正极与所述电感L2相连。

4.根据权利要求1所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路，其特征在于：所述开关组单元、所述充放电总线单元、所述能量转移电路和所述均衡控制器集成在一个IC微处理器中。

5.根据权利要求3所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路，其特征在于：所述控制开关由一个MOSFET管和一个导通电压为0.2～0.3V的二极管组成，所述二极管与所述MOSFET管内寄生二极管的极性相反。

6.根据权利要求5所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路，其特征在于：所述MOSFET管采用高侧驱动方式驱动。

7.一种用于权利要求1所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路的均衡方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）实时检测并比较各单体电池的端电压，计算目标单体电压，将端电压最低的单体电池连接到所述充电总线上；将端电压最高的单体电池连接到所述放电总线上；

（2）控制所述控制开关的开启和关闭，进行主动均衡；

（3）实时监测正在均衡的两个单体电池的电压是否达到目标单体电压值，如果是则关断四个控制开关；如果不是则不动作；

（4）检测是否还有其他单体电压不一致，如果有则返回步骤（1）进行新的循环；如果没有则关闭所述开关组单元，进入低功耗状态。

8.根据权利要求7所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路的均衡方法，其特征在于：所述步骤（2）中的主动均衡过程包括以下步骤：

（21）开启放电侧的控制开关；

（22）当放电侧电感的电流等于需求值时，关断放电侧控制开关；

（23）开启充电侧控制开关；

（24）关闭充电侧开关；

（25）开启放电侧控制开关，并返回步骤（22）。

9.根据权利要求8所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路的均衡方法，其特征在于：所述步骤（22）中需求值为与所述锂离子电池容量相关的经验值。

10.根据权利要求9所述的动力锂离子电池模块主动均衡电路的均衡方法，其特征在于：所述步骤（23）和所述步骤（25）之前还包括延时过程。