[发明专利]电池系统的能量均衡电路

说明书

本发明涉及一种电池系统的能量均衡电路，包括：控制模块、电池选择模块和均衡模块，均衡模块包括储能单元和开关单元，储能单元的使能端通过开关单元与控制模块相连，电池选择模块的一端与控制模块相连，电池选择模块的另一端分别与储能单元的能量传输端和开关单元相连，控制模块获取电池系统中的每个电池的电压值，比较任意两个电池的电压值的大小，得到电压差值，当电压差值大于预设阈值时，确定电压差值大于预设阈值对应的两个电池均为均衡电池，控制模块将均衡电池中的高电压对应的电池中的均衡能量存储至储能单元，然后将储能单元的能量分配至均衡电池中的低电压对应的电池，实现能量的双向均衡，提高了能量均衡的效率。

技术领域

本发明涉及电池能量均衡技术领域，具体涉及一种电池系统的能量均衡电路。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、重量轻、绿色环保等特点，在新能源汽车及电力储能领域应用迅速拓展。在一个电池系统中，要用大量的单体电芯通过串、并联方式集成，然而，锂离子电池还存在一些弱点，诸如过充电、过放电、低温应用限制等。电池内在参数的离散性及组成电池包时的荷电状态的不一致，都会对电池系统的使用形成潜在危害。电池管理系统就是要把系统中所有单体电池的电压、温度，及充放电状态进行采集、管理、控制，通过对电池的均衡控制，使电池系统始终处于最佳状态。

电阻放电型在均衡过程中，能量消耗在电阻上，会产生大量的热，存在安全隐患，电阻均衡方式一般均衡电流都很小，均衡效果较差。电容型均衡电路，由于电池的电压差只有几十毫伏，电容充放电能量也很小，此方法的均衡效果有限，导致能量耗散较多。共变压器型均衡缺点是当电压比较高、电池组串联电池数量比较多的时候，变压器的副边绕组的精确匹配难度就会较大，变压器的漏感所造成的电压差也很难补偿，元件多，体积大不易于模块化，开关管耐压高，能量耗散较高。电感升降压式变换型均衡技术，因结构比较简单，不适用于串联电池组数目较多的场合，在电池组数目较多时，能量耗散较高。

上述无论哪种形式的均衡电路，只能实现对能量的有限量均衡，并使部分能量耗散，对电池的使用寿命产生一定的损害，导致能量均衡效率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电池系统的能量均衡电路，以实现能量的双向均衡，提高能量均衡的效率。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种电池系统的能量均衡电路，包括：控制模块、电池选择模块和均衡模块；

所述均衡模块包括储能单元和开关单元；

所述储能单元的使能端通过所述开关单元与所述控制模块相连；

所述电池选择模块的一端与所述控制模块相连，所述电池选择模块的另一端与所述储能单元的能量传输端相连；

所述控制模块获取所述电池系统中的每个电池的电压值，比较任意两个所述电池的电压值的大小，得到电压差值，当所述电压差值大于预设阈值时，确定所述电压差值大于所述预设阈值对应的两个所述电池均为均衡电池；

所述控制模块发送高电压选择信号至所述电池选择模块，发送充电信号至所述开关单元，使所述均衡电池中的高电压对应的电池与所述储能单元导通，使所述高电压对应的电池中的均衡能量存储至所述储能单元；

所述控制模块发送低电压选择信号至所述电池选择模块，发送放电信号至所述开关单元，所述均衡电池中的低电压对应的电池与所述储能单元导通，使所述储能单元将所述均衡能量分配至所述低电压对应的电池，以实现能量的双向均衡。

可选的，上述所述储能单元包括升压储能电感、第一升压续流开关管、第一降压整流开关管、第一储能电容和第二储能电容；

所述升压储能电感一端与所述电池选择模块相连，所述升压储能电感的另一端分别与所述第一升压续流开关管的第三端和所述第一降压整流开关管的第二端相连；