[发明专利]串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡电路及方法

权利要求书

1.一种串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡电路，其特征在于，包括蓄电池组、选通开关阵列、电量耗散回路、极性匹配开关阵列、隔离型DC/DC变换器、双极性差分式电压测量电路、微控制器单元、充放电电流检测回路和开关电路单元；

所述蓄电池组包括多个串联节电池，所述选通开关阵列将蓄电池组的奇数串联节电池正极通过电控开关连接至奇母线、偶数串联节电池正极和蓄电池组的总负极通过电控开关连接至偶母线，所述奇母线和偶母线分别接至电量耗散回路的两端、极性匹配开关阵列的两输出端和双极性差分式电池电压测量电路的两输入端；

所述极性匹配开关阵列将奇母线与偶母线与隔离型DC/DC变换器的输出断开或者转换为相同电压极性后连接在一起，所述双极性差分式电压测量电路将奇母线和偶母线上的双极性高共模电池电压差分信号调理转换为适合于微控制器单元输入要求的参考于信号地的单极性电压送入微控制器单元，所述充放电电流检测回路和开关电路串接于蓄电池组的总负极输出连线上。

2.如权利要求1所述串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡电路，其特征在于，所述极性匹配开关阵列包括两组交叉并联的双刀联动电控开关，第一组电控开关的一路常开开关跨接于奇母线与隔离式DC/DC变换器的正极之间，另一路常开开关跨接于偶母线与隔离式DC/DC变换器的负极之间；

第二组电控开关的一路常开开关跨接于偶母线与隔离式DC/DC变换器的正极之间，另一路常开开关跨接于奇母线与隔离式DC/DC变换器的负极之间，通过控制两路电控开关分时接通使隔离式DC/DC变换器的输出与通过选通开关阵列选通的蓄电池组串联节电池极性相同地连接。

3.如权利要求2所述串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡电路，其特征在于，所述极性匹配开关阵列由多组电控开关组成四个端口的电路单元，其中两个端口与奇母线和偶母线相连，另外两个端口与隔离式DC/DC变换器的正负输出端相连，内部开关的通断由微控制器单元控制。

4.如权利要求1所述串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡电路，其特征在于，所述的选通开关阵列由电池串联节数加一个电控开关组成，所述蓄电池组由多节蓄电池串联而成，其总正极、总负极及每一个电池串联连节点均接至选通开关阵列的一个电控开关常开开关触点的一端，与奇数编号的串联节电池正极相连的电控开关常开开关触点的另一端连接到奇母线上，与偶数编号的串联节电池的正极和蓄电池组总负极相连的电控开关常开开关触点的另一端连接到偶母线上。

5.如权利要求1所述串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡电路，其特征在于，所述电量耗散回路是由一个电控开关的常开开关触点和一个电阻或等效的电能耗散电路网络串联组成；

或者，

所述隔离式DC/DC变换器的输入端接至蓄电池组的总正极和总负极，输出端分别接至所述极性匹配开关阵列的输入端；

或者，

所述双极性差分式电池电压测量电路的两个输入端分别连接至奇偶两条母线上，输出端接至微控制器单元。

6.如权利要求1所述串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡电路，其特征在于，所述微控制器单元对来自于双极性差分式电池电压测量电路输出的信号进行AD转换采集，并根据分时测量所得的蓄电池组所有串联节电池的电压、充放电电流等参数判定的蓄电池组工作状态，控制选通开关阵列、极性匹配开关阵列和电量耗散电路内的相应电控开关的通断，用于实现蓄电池组的有效容量的在线测定评估以及充放电两种工作状态下蓄电池各串联节电池荷电量的高效均衡管理。

7.一种串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡系统，其特征在于，包括至少一组蓄电池组，所述蓄电池组利用权利要求1-6任一项所述串联电池组容量在线监测和充放电双状态均衡电路进行蓄电池组的有效容量的测定评估以及充放电两种工作状态下蓄各串联节电池荷电量的高效均衡管理。