[实用新型]一种具有完备均衡支路的电压均衡电路

说明书

本实用新型公开了一种具有完备均衡支路的电压均衡电路。均衡电路包括四个以上结构相同的开关单元，每个开关单元配置一个电池；开关单元包括两个MOS管，电池的正极连接到第一MOS管的漏极，第一MOS管的源极连接到第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接到电池的负极；所有开关单元所配置的电池串联；任意两个开关单元的第一MOS管的源极之间均连接有一条均衡支路；每个开关单元的第一MOS管的源极还分别连接有一条均衡支路，这些均衡支路的另一端相互连接。本实用新型可实现电池组内所有电池间的能量传输，快速地均衡电池电压。在结构上具有对称性，均衡速度与电池电压的不均衡分布无关，且均衡速度不随电池数量的增加而变慢。

技术领域

本实用新型涉及锂电池/超级电容电压均衡技术领域，尤其是一种具有完备均衡支路的电压均衡电路。

背景技术

锂电池和超级电容常被作为储能元件用于纯电动汽车和新能源发电等场合。但是，因为单个锂电池/超级电容(为了便于说明，下文将锂电池和超级电容统称为电池)的电压通常很低，所以常需要将大量的电池单体串联使用，以满足负载的大电压需求。由于生产制造的原因，各电池单体的内阻、电压、自放电率等参数有差异，这种差异会造成电池在充放电时产生电压的不一致。电池间电压的不一致会浪费电池组的可用容量，加速电池的老化、缩短电池的使用寿命。为了解决电池单体的不一致性问题，需要在电池组中加入均衡电路。

现有的均衡电路主要包括能量耗散型和非能量耗散型。能量耗散型均衡电路是使用电阻等耗能元件将高压电池中的能量消耗，以实现电池组中电池电压的均衡。该方式成本低、体积小，但能量浪费严重。非耗散型均衡电路利用电容、电感等非耗能元件作为传能媒介，实现能量从高压电池到低压电池的传输。其中，以电容为传能媒介的均衡电路由于电路结构简单、控制简单而被广泛研究。单电容均衡电路是其中结构最简单的，但该均衡电路只能同时实现两个电池间的能量传输，均衡速度慢。传统的开关电容均衡电路，包括单层开关电容均衡电路、双层开关电容均衡电路以及链形开关均衡电路等，可以同时在多个电池间传输能量，但其均衡速度随电池的电压不均衡分布而变化，同时其均衡速度随着电池数量的增多而下降。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有完备均衡支路的电压均衡电路。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种具有完备均衡支路的电压均衡电路，包括四个以上结构相同的开关单元，每个开关单元配置一个电池；所述开关单元包括两个MOS管，电池的正极连接到第一MOS管的漏极，第一MOS管的源极连接到第二MOS管的漏极，第二MOS管的源极连接到电池的负极；所有开关单元所配置的电池串联；任意两个开关单元的第一MOS管的源极之间均连接有一条均衡支路；每个开关单元的第一MOS管的源极还分别连接有一条均衡支路，这些均衡支路的另一端相互连接。

进一步地，所述均衡支路为单电容支路。

进一步地，所述均衡支路为电容与电感串联支路。

进一步地，所述任意两个开关单元的第一MOS管的源极之间均连接有一条均衡支路，其均衡支路为单电容支路；所述每个开关单元的第一MOS管的源极还分别连接有一条均衡支路，这些均衡支路的另一端相互连接，其均衡支路为电容与电感串联支路。

进一步地，所述任意两个开关单元的第一MOS管的源极之间均连接有一条均衡支路，其均衡支路为电容与电感串联支路；所述每个开关单元的第一MOS管的源极还分别连接有一条均衡支路，这些均衡支路的另一端相互连接，其均衡支路为单电容支路。