[发明专利]一种串联电池组的主动均衡电路及其均衡方法

权利要求书

1.一种串联电池组的主动均衡电路，是在由n个串联组成的电池组上连接有可控开关阵列和H桥型储能模块；其特征在于，所述的可控开关阵列由n+1个可控开关管S₁-S_n+1组成；所述的H桥型储能模块由4个电流方向转换开关K₁-K₄和1个储能电感器L₁组成，其中转换开关K₁-K₄组成H桥的4个桥臂，储能电感器L₁则串联在H桥中间，作为能量转移的中转站；所述的n≥2，所述的电池单体B₁-Bn从1-n连续排序，所述的可控开关管S₁-S_n+1从1-(n+1)连续排序；

所述的串联电池组、可控开关阵列和H桥型储能模块的连接结构是，电池单体B₁的正、负极分别对应连接可控开关管S₁、S₂，电池单体B₂的正、负极分别对应连接可控开关管S₂、S₃，依次类推，直至最后一个电池单体B_n的正、负极分别对应连接可控开关管S_n、S_n+1；将奇数排序的可控开关管S₁、S₃、S₅.....的另一侧与H桥储能模块的上桥臂相连，将偶数排序的可控开关管S₂、S₄、S₆.....的另一侧与H桥储能模块的下桥臂相连。

2.一种如权利要求1所述的串联电池组的主动均衡电路的均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，首先电池管理电路的外围电路工作，电压检测模块和电流检测模块检对各电池的相关参数进行检测，均衡控制器模块根据检测结果或由检测电压、电流估算的SOC，选出最大电量值和最小电量值的那两块单体电池；并判断那两块单体电池的排序是否一个为奇数一个为偶数；

第二步，放电过程

均衡控制器模块输出信号，并配合开关管驱动模块，驱动那块高电量电池正负极对应连接的2个可控开关管和H桥型储能模块中的电流方向转换开关K1、K4导通，此时电流从K1的左上桥臂经过电感器L₁流向K4的右下桥臂，或从K4的右下桥臂经过电感器L₁流向K1的左上桥臂，高电量电池中部分能量被储存在电感器L₁中，然后关闭上述导通的可控开关管和电流方向转换开关；

第三步，充电过程

如果那两块单体电池的排序是一个为奇数一个为偶数时进行充电过程一，否则进行充电过程二：

充电过程一：均衡控制器模块继续输出信号并配合开关管驱动模块，驱动那块低电量电池正负极对应连接的2个可控开关管和H桥型储能模块中的电流方向转换开关K1、K4导通，储存在电感器L₁中的能量被转移到那块低能量的电池中，然后关闭上述导通的可控开关管和电流方向转换开关；返回第一步；

充电过程二：

均衡控制器模块继续输出信号并配合开关管驱动模块，驱动那块低电量电池正负极对应连接的2个可控开关管和H桥型储能模块中的电流方向转换开关K2、K3导通，储存在电感器L₁中的能量被转移到那块低能量的电池中，然后关闭上述导通的可控开关管和电流方向转换开关；返回第一步；

第四步，上述过程循环往复，直至所有单体电池的电压或SOC趋于一致或在可接受范围内，停止工作。

3.如权利要求2所述的串联电池组的主动均衡电路的均衡方法，其特征在于，在第一步中，除选出最大电量值和最小电量值的那两块外，还可选出多个最大电量值和多个最小电量值的电池联组；并判断出电池联组第一个单体电池的排序是奇数还是偶数；

在第二步时以此判断是进行充电过程一还是充电过程二；如果最大电量值的电池联组第一个单体电池的排序是奇数，最小电量值的电池联组第一个单体电池的排序是偶数，属于一奇一偶的情况，进行充电过程一；否则进行充电过程二。

4.如权利要求2所述的串联电池组的主动均衡电路的均衡方法，其特征在于，在高电量电池联组放电过程中，均衡控制器模块输出信号，并配合开关管驱动模块，驱动电池联组排序第一个电池正极、和排序末一个电池负极对应连接的2个可控开关管和H桥型储能模块中的电流方向转换开关K1、K4导通；在低电量电池联组充电过程中，均衡控制器模块输出信号，并配合开关管驱动模块，驱动电池联组排序第一个电池正极、和排序末一个电池负极对应连接的2个可控开关管和H桥型储能模块中的电流方向转换开关K1、K4或K2、K3导通。