[发明专利]一种电池均衡电路的执行电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池均衡技术领域。

背景技术

在现实中，串联电池组被广泛的使用，特别是动力电池组，串联的电池单体个数越来越多，容量越来越大。在电池组中串联的电池单体个数越多，电池单体的一致性就越显重要，而且在电池组的多次充放电使用中，电池单体的容量差异就会愈来愈明显，从而影响电池组的使用性能和使用寿命。因此有必要用电池组的均衡电路对电池单体进行均衡，减小电池单体间的差异。

在目前电池的均衡电路中，使用储能电感的无损电能搬移是效率最高的均衡方式，电感储存电能和释放电能由电路中的开关器件控制完成，而开关器件导通和关断大都依靠外部电路产生的PWM信号驱动，最基本的PWM信号由振荡电路产生的锯齿波信号通过比较电路和取样电路比较后产生，原则上每个电池单体至少有一个开关器件，而每个开关器件必须有自己单独的PWM信号，由N个电池单体组成的电池组至少有N个锯齿波信号电路和取样比较电路，而锯齿波信号电路和取样电路在叠加串联电源的状态下，在电压的波动中(在均衡电流的作用下，叠加串联的电路必有电压波动干扰)很难稳定工作，并输出稳定可靠的PWM信号。有的均衡电路采用了单片机，用单片机产生PWM信号，但单片机无论用什么方式来产生PWM信号，都必需对单体电池进行高精度的测量采样处理。高精度的测量采样意味着采样电路和调理电路复杂，造成系统成本升高，而且由于单片机外接端口数量的限制，对电池组中电池单体串联的个数有一定的要求，对于串联电池单体个数高的电池组只能采用多个单片机组合使用，这些客观的原因造成了目前的无损主动均衡电路相对成本较高，难以在大众领域推广普及使用，而采用自激振荡工作方式的均衡电路，已知的有对电感电流进行采样，转而控制开关器件的导通和关断，来达到电能搬移的目的，在对电流进行采样的电流采样电路中，无损电流采样器件要不结构复杂，要不价格昂贵，只在对特别大的电流进行采样时使用。一般情况下通常采用采样电阻进行采样，但在使用电感的均衡电路中，电感电流是均衡电路的总电流，在较大的均衡电流下，电流采样电路的损耗和发热就会影响整体电路的性能，同时，由于采样于电感电流，电路的振荡频率受电感充放电电流变化速率的限制，只能工作在相对较低的频率下，这对采用小体积电感造成困难，也就是很难让整体均衡电路进一步小型化，在空间狭小环境中使用受到限制。

发明内容

本发明提供一种电池均衡电路的执行电路，通过自激振荡工作方式实现电池电能搬移，对相邻的串联电池进行电能搬移，解决了现有技术中单电感的自激振荡开关电路振荡频率相对较低，采样电阻功耗相对过大的问题。

本发明的具体技术方案是：一种电池均衡电路的执行电路，对相邻的串联电池进行电能搬移，所述串联电池包括电能输出电池和电能接收电池，电能输出电池的正极和电能接收电池的负极连接或者电能输出电池的负极和电能接收电池的正极连接，所述电池均衡电路的执行电路，其特征在于，包括：

一自激振荡开关电路，和所述电能输出电池连接，吸收电池电能；

一输出电路，和所述电能接收电池连接，向电池输出电能；

所述自激振荡开关电路包括控制开关电路、电感和阈值电压比较电路，所述控制开关电路的第一端和所述电感的第二端连接，所述控制开关电路包括串联连接的控制开关和电流采样电路，所述电流采样电路的输出端和所述阈值电压比较电路的输入端连接，所述阈值电压比较电路的输出端直接或通过一控制开关驱动电路和所述控制开关的控制端连接，其中，所述控制开关电路的第二端和所述电感的第一端作为与电能输出电池连接的输入端；

所述输出电路的一端和所述电感的第二端连接，另一端作为和电能接收电池连接的输出端，所述输出电路由续流二极管或电容构成；所述控制开关是半导体器件。

所述阈值电压比较电路由电压比较器构成，所述电压比较器的另一输入端和一参考电压Vref连接。

所述阈值电压比较电路由门电路构成，所述门电路除了输出端和与所述电流采样电路连接的输入端外，其余的各端与相应的电平连接或在电路工作时与相应的电平连接，使得该门电路具有阈值电压。

所述门电路是或门电路或或非门电路，所述或门电路或或非门电路的所有输入端相连接，或除了与所述电流采样电路连接的输入端外，其余的各输入端与低电平连接或在电路工作时与低电平连接。

所述门电路是与门电路或与非门电路，所述与门电路或与非门电路的所有输入端相连接，或除了与所述电流采样电路连接的输入端外，其余的各输入端与高电平连接或在电路工作时与高电平连接。

所述阈值电压比较电路可以是反相器。