[发明专利]主动均衡电路

说明书

【技术领域】

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种应用于电动汽车的主动均衡电路。

【背景技术】

目前，电动汽车正在逐渐推广并在未来将具有广阔的前景。随着电动汽车的迅速发展，电动汽车对锂电池组及BMS的要求也越来越高，均衡电路作为而没有均衡系统锂电池组及BMS必不可少的一个部分，重要性不言而喻，没有均衡系统锂电池组就像是得不到保养的发动机，没有均衡功能的BMS只是一个数据采集器，很难称得上是管理系统。相对于被动均衡，主动均衡不需借助充电过程，可在在任意状态下对电池组进行均衡控制，理论上说是一种低能耗，高效率的均衡方式，然而对现有的主动均衡技术研究进行现状分析，大多数主动均衡方案依然存在均衡效率低、稳定性差、拓展性低等问题。

鉴于此，实有必要提供一种主动均衡电路以克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种效率高、稳定性高及拓展性高的主动均衡电路。

为了实现上述目的，本发明提供一种主动均衡电路，用以实现单体电池在放电或静止状态时的底部均衡和在充电或静止的状态时的顶部均衡，所述主动均衡电路包括主控单元、电池监控单元、电池组及N块均衡功能板；所述电池组包括N个依次串联的单体电池，所述均衡功能板与所述单体电池一一对应相连，所述主控单元与所述电池监控单元相连，所述电池监控单元与每个单体电池的两端相连；所述均衡功能板包括变压器、驱动单元、第一开关单元及第二开关单元；所述电池组的正极依次通过第一开关单元的第一端和第二端与所述变压器的原边同名端相连，所述电池组的负极与所述变压器的原边异名端相连，所述变压器的副边异名端与所述单体电池的负极相连，所述变压器的副边同名端依次通过所述第二开关单元的第一端和第二端与所述单体电池的正极相连，所述第一开关单元的第三端和所述电子开关的第三端分别与所述驱动单元相连，所述驱动单元与主控单元相连；所述电池监控单元用于实时检测各个单体电池的电压，并将各个单体电池的电压实时传输给所述主控模块；所述主控单元用于根据电池监控单元输入的电压计算出平均电压并与各个单体电池的电压进行比较以确定需要均衡的单体电池及均衡的模式，还向需要均衡的所述单体电池对应的驱动单元发送均衡指令并输出相应的电量信息至驱动单元；所述均衡功能板用于对对应的单体电池的进行均衡处理；所述驱动单元用于根据所述主控单元输入的均衡指令输出PWM信号控制所述第一开关单元和第二开关单元进而控制能量的转移，所述驱动单元还用于根据接受到的电量信息通过控制所述PWM信号的占空比调整均衡电流的大小和周期；所述变压器用于实现需要均衡的单体电池与所述电池组双向能量转移，N为自然数。

进一步地，当所述电池组在放电或静止状态时，若所述主控单元测得第M个单体电池的电压值低于所述电池组的平均电压值且第M个单体电池的电压值与所述电池组的平均电压值之差大于设定启动阈值，所述主控单元立即发送能量补偿命令及相应的电量信息至所述第M块均衡功能板上对应的驱动单元；所述驱动单元收到能量补偿命令后输出PWN信号至对应的第一开关单元的第三端使所述第一开关单元导通，所述驱动单元还根据收到的电量信息确定需要补偿的电量及补偿周期，通过控制PWN波的占空比控制补偿电流的大小和时间；所述第一开关单元导通后，所述电池组开始以一定的电流向对应的变压器的原边充电，所述变压器的原边储存能量，电压反向抬高，所述变压器原边的能量传入所述变压器的副边；当所述第一开关单元导通一定的时间后所述驱动单元停止对所述第一开关单元的第三端输出PWN信号同时开始输出PWN信号至对应的第二开关单元的第三端，所述第一开关单元断开，所述第二开关单元导通，所述变压器的能量经过副边补偿给所述第M个单体电池，以此实现对第N个所述单体电池在放电或静止状态下的底部均衡，M≤N，M为自然数。