[发明专利]基于LCC谐振变换器的电池均衡电路及方法

权利要求书

1.一种基于LCC谐振变换器的电池均衡电路，其特征在于，包括电池组、开关选通网络、LCC谐振电路、半桥整流电路、全波整流电路、变压器、控制单元及采集单元，其中：

电池组由N个电池单体串联形成，将N个电池单体分别定义为电池单体Cell₁、Cell₂、…、Cell_N；

采集单元，用于采集电池组中N个电池单体的参数信息，将采集到的参数信息发送给控制单元

开关选通网络在控制单元的控制下对电池组中需要进行均衡的电池单体进行选择，使得需要进行均衡的电池单体与全波整流电路导通，并保持不需要进行均衡的电池单体与全波整流电路断开；所述开关选通网络包括2N个由所述控制单元控制打开、闭合的开关，分别定义为开关k₁、k₂、…、k_N、…、k_2N，电池单体Cell_i的正极与开关k_i的一端相连，电池单体Cell_i的负极与开关k_N+i的一端相连，i＝1,2,…,N，开关k_i的另一端及开关k_N+i的另一端连接所述全波整流电路；

全波整流电路连接在变压器的副边上，变压器的原边与LCC谐振电路相连，LCC谐振电路连接由控制单元控制的半桥整流电路；所述变压器为多绕组变压器，所述变压器的副边线圈分为第一绕组和第二绕组，则所述全波整流电路包括整流二极管D₁、整流二极管D₂、滤波电容C_o和滤波电感L_f，整流二极管D₁的正极与变压器副边的第一绕组上端相连，整流二极管D₂的正极与变压器副边的第二绕组下端相连；整流二极管D₁及整流二极管D₂的负极均与滤波电容C_o上端相连，且与滤波电感L_f左端相连；滤波电感L_f右端与所述开关k₁、k₂、…、k_N的另一端相连；变压器副边的中间抽头及所述开关k_N+1、k_N+2、…、k_2N的另一端均与滤波电容C_o下端相连；所述LCC谐振电路包括串联电感L_r、串联电容C_s和并联电容C_p，串联电感L_r的一端与所述半桥整流电路相连，串联电感L_r的另一端与串联电容C_s串联后连接所述变压器的原边上端，并联电容C_p与所述变压器的原边并联；所述半桥整流电路包括N型MOSFET管Q₁和N型MOSFET管Q₂，N型MOSFET管Q₁和N型MOSFET管Q₂的门极均与所述控制单元相连；N型MOSFET管Q₁的漏极与所述电池单体Cell₁的正极相连，N型MOSFET管Q₁源极与所述串联电感L_r的一端相连；N型MOSFET管Q₂的漏极与所述串联电感L_r的一端相连，N型MOSFET管Q₂的源极与所述电池单体Cell_N的负极相连。

2.一种基于LCC谐振变换器的电池均衡方法，其特征在于，基于如权利要求1所述的电池均衡电路，包括以下步骤：

由所述采集单元测量每一所述电池单体的端电压，由所述控制单元计算所述电池组的平均电压，并根据每一所述电池单体的端电压判断电压值是否在所设定的范围，若不在所设定的范围则启动由所述LCC谐振电路、半桥整流电路、全波整流电路及变压器组成的均衡电路，并控制所述开关选通网络选通相应开关，并产生PWM信号进行均衡，当被均衡的所述电池单体的端电压满足所设定的电压范围时，均衡过程结束。