[发明专利]基于电容和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路

权利要求书

1.一种基于电容和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路，包括均衡子电路和加热子电路；其特征在于，均衡子电路包括多个均衡单元和一个补充开关，每个均衡单元均包括电池单体、电容和两个开关；每个均衡单元的电池单体和电容串联，两个开关的一端分别与电容的两端连接，两个开关的另一端均与电池单体连接；补充开关与第一个均衡单元的电池单体、电容串联；上一个均衡单元的一个开关与下一个均衡单元的电池单体和电容串联；

加热子电路包括导电膜和多个与均衡单元数量相同的加热单元；每个加热单元包括两个开关，导电膜通过每个加热单元的两个开关与各自的均衡单元的电容并联；导电膜包覆在动力电池表面。

2.根据权利要求1所述的基于电容和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路，其特征在于，所述开关为MOS管或IGBT。

3.根据权利要求1所述的基于电容和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路，其特征在于，所述导电膜为石墨烯电热膜或宽线金属膜。

4.根据权利要求1所述的基于电容和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路，其特征在于，当电池单体之间的电压相差大于或等于主被动均衡压差阈值时，打开高电量电池单体所在均衡单元的一个开关和上一个均衡单元的一个开关，将高电量电池单体与高电量电池单体所在均衡单元的电容连通，多余的电量转移至电容上；然后关闭之前打开的开关，再打开高电量电池单体所在均衡单元的另一个开关和低电量电池单体所在均衡单元的一个开关，将高电量电池单体所在均衡单元的电容与低电量电池单体连通，将电容上的电量转移至低电量电池单体上；以主动均衡频率重复前述操作，实现电路的主动均衡功能；

当电池单体之间的压差小于主被动均衡压差阈值时，打开高电量电池单体所在均衡单元的一个开关和上一个均衡单元的一个开关，将高电量电池单体与高电量电池单体所在均衡单元的电容连通，高电量电池单体上多余的电量转移至电容上；然后关闭之前开关的开关，再打开高电量电池单体所在均衡单元的电容与导电膜之间的两个开关，将电容与导电膜连通，电容放电并将电量转移至导电膜上；以被动均衡频率重复前述操作，实现电路的被动均衡功能；

当环境温度低于零摄氏度，且电池单体之间的压差大于或等于加热压差阈值时，打开高电量电池单体所在均衡单元的一个开关和上一个均衡单元的一个开关，将高电量电池单体与高电量电池单体所在均衡单元的电容连通，高电量电池单体上多余的电量转移至电容上；然后关闭之前开关的开关，再打开高电量电池单体所在均衡单元的电容与导电膜之间的两个开关，将电容与导电膜连通，电容放电并将电量转移至导电膜上；以低温加热频率重复前述操作，实现电路的均衡与加热功能；

当环境温度低于零摄氏度，且电池单体之间的压差小于加热压差阈值时，先将补充开关和最后一个均衡单元的一个开关打开，此时所有电容相当于串联在一起形成整体电容，对所有电池单体进行整体放电，对整体电容进行充电；然后关闭之前打开的开关，再打开加热子电路两端的开关，将导电膜与整体电容连通，整体电容上的电量转移至导电膜上；以低温加热频率重复前述操作，实现电路的加热功能。

5.根据权利要求4所述的基于电感和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路，其特征在于，所述主被动均衡压差阈值为0.03V。

6.根据权利要求4所述的基于电感和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路，其特征在于，所述加热压差阈值为0.01V。

7.根据权利要求4所述的基于电感和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路，其特征在于，所述主动均衡频率大于或等于1000Hz。

8.根据权利要求4所述的基于电感和导电膜的动力电池均衡与加热复合电路，其特征在于，所述被动均衡频率和加热频率均大于或等于200Hz。