[发明专利]被动式均衡电路及相应的被动式均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及储能产品的管理系统，特别是涉及在多个储能单元中实现能量均衡的被动式均衡电路和相应的被动式均衡方法。 

背景技术

储能产品，例如电池或者类似电池的其他能量储存产品，广泛地应用在各类电子产品中。以下以电池为例，一个电池组通常包括多个相互串联的电池，由于每一个电池在充电状态、阻抗和温度特性等各方面的差异，其会造成这些电池之间的不均衡。这种不均衡现象将使得整个电池组的容量减小、寿命缩短。因此，目前已经设计出均衡电路以对多个串联的电池进行调节，从而保持电池组的容量，延长电池组的寿命。而被动式均衡电路因为成本低廉、结构简单而得到了广泛地应用。 

图1为一种现有的被动式均衡电路的示意图。如图1所示，现有的被动式均衡电路包括100包括多个串联的电池110和多个均衡单元120，其中每一个电池110分别与一个对应的均衡单元120相连。每一个均衡单元120包括比较器121、均衡启动电压源122、均衡电阻123和开关元件124。 

其中，比较器121的一个输入端电性连接对应的电池110以采集对应电池110的电压，而其另一个输入端电性连接均衡启动电压源122，从而将对应电池110的电压与均衡启动电压源122所提供的均衡启动电压进行比较，以产生相应的控制信号。 

均衡电阻123和开关元件124并联在对应电池110的正、负电极端， 从而构成一个均衡回路，且开关元件124进一步连接比较器121的输出端以接收比较器121所产生的控制信号，从而根据控制信号而确定开关元件124是否导通，即均衡电阻123、开关元件124所构成的均衡回路是否对对应的电池110执行均衡操作。 

在充电过程中，均衡单元120中的比较器121采集对应电池110的电压，并与均衡启动电压源122所提供的均衡启动电压进行比较。如果所采集的对应电池110的电压高于均衡启动电压，则比较器121所发出的控制信号控制开关元件124闭合，均衡电阻123和开关元件124所构成的均衡回路开启，以利用均衡电阻123对对应电池110进行放电，以消耗对应电池110的电量。也就是说，电池组中的各个电池110，在充电过程中，电量状态越高的电池110越早到达均衡启动电压，其对应的均衡回路开启的时间也越长，消耗的电量也越多，从而达到了电池组中的各个电池110的电量均衡的目的。 

但是，现有的被动式均衡电路100由于各个电池110中多余的电量会被对应的均衡电阻123消耗，所以被动式均衡电路100工作时会散发出大量的热量，特别是当被动式均衡电路100中有比较多的电池110的电压高于均衡启动电压源122所提供的均衡启动电压，需要对其执行均衡操作时，则发热量会相应地增加，散热的问题比较严重。因此现有的被动式均衡电路100的均衡电流不能太大，其均衡能力有限。 

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种新的被动式均衡电路，其能够减小均衡电流，减少发热量。 

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种被动式均衡电路，其包括多个储能单元、多个均衡单元和分时控制器。所述多个储能单元串联在一起。每一个均衡单元分别与一个对应的储能单 元相连，以采集所述对应的储能单元的电压，从而确定是否对所述对应的储能单元执行均衡操作，并在需要执行均衡操作时对所述对应的储能单元执行均衡操作。所述分时控制器连接所述多个均衡单元，以根据需要执行均衡操作的均衡单元的数目，而分时段地控制所述需要执行均衡操作的均衡单元对所述对应的储能单元分时段地执行均衡操作。 

其中，每一个均衡单元分别包括均衡控制单元和均衡回路单元。所述均衡控制单元连接所述对应的储能单元，以采集所述对应的储能单元的电压，从而确定是否对所述对应的储能单元执行均衡操作。所述均衡回路单元并联于所述对应的储能单元，以在所述均衡控制单元确定需要对所述对应的储能单元执行均衡操作时，对所述对应的储能单元执行均衡操作。 

其中，所述均衡控制单元分别包括均衡启动电压源和比较器。所述均衡启动电压源电性连接所述对应的储能单元的负电极端。所述比较器的第一输入端电性连接所述对应的储能单元的正电极端，其第二输入端电性连接所述均衡启动电压源，而其输出端电性连接所述分时控制。其中，所述比较器采集所述对应的储能单元的电压，并与所述均衡启动电压源所提供的均衡启动电压进行比较，以在所述比较器的输出端输出对应的第一控制信号。