[发明专利]一种电池均衡-交流加热一体化拓扑及控制方法

权利要求书

1.一种电池均衡-交流加热一体化拓扑，其特征在于，包括：

若干个串联的电池模组，每个电池模组并联一个开关管，相邻开关管串联连接；电池模组根据串接顺序分成奇数组和偶数组，开关管也根据串接顺序分成奇数组和偶数组；偶数组的电池模组正极及与该电池模组并联的开关管之间串联有电感；偶数组中相邻的开关管之间通过电容相连；

拓扑结构中各元件的连接关系为：

电池模组M₁、M₂、M₃、M₄…M_n-1、M_n串联；

每个电池模组并联一个MOSFET开关管Q₁、Q₂、Q₃、Q₄…Q_n-1、Q_n，其中，Q₁与M₁并联，Q₂与M₂并联，…，Q_n与M_n并联；开关管依次串联，其中，Q₂漏极与Q₁源极串联，Q₃漏极与Q₂源极串联，…，Q_n漏极与Q_n-1源极串联；

偶数下标的电池模组正极和与之并联的MOSFET开关管的漏极之间串联电感L₁、L₂…L_n/2，其中，电池模组M₂正极与开关管Q₂漏极之间串联电感L₁，…，电池模组M_n正极与开关管Q_n漏极串联电感L_n/2；

相邻偶数下标MOSFET开关管漏极之间通过电容C₁、C₂…C_n/2-1相连，其中，开关管Q₂、Q₄通过C₁相连，…，开关管Q_n-2、Q_n通过C_n/2-1相连。

2.如权利要求1所述的电池均衡-交流加热一体化拓扑，其特征在于，奇数组的开关管和偶数组的开关管与信号控制器连接，所述信号控制器用于施加状态互补的PWM信号，使得两组开关管交替导通。

3.如权利要求2所述的电池均衡-交流加热一体化拓扑，其特征在于，所述信号控制器对奇数组的开关管和偶数组的开关管施加的PWM信号占空比均为50％。

4.如权利要求2所述的电池均衡-交流加热一体化拓扑，其特征在于，当电池模组温度低于设定温度阈值时，所述信号控制器用于调节PWM信号的频率为低频信号，以实现低温电池的自加热。

5.如权利要求2所述的电池均衡-交流加热一体化拓扑，其特征在于，当电池模组温度等于设定温度阈值时，所述信号控制器用于调节PWM信号的频率为高频信号，以利用电感实现相邻两个模组之间的均衡，利用电容实现相邻两两模组之间的均衡。

6.如权利要求1所述的电池均衡-交流加热一体化拓扑，其特征在于，所述开关管为MOSFET开关管。

7.一种基于如权利要求1-6中任一项所述的电池均衡-交流加热一体化拓扑的控制方法，其特征在于，包括：

产生状态互补的PWM信号并施加于奇数组和偶数组的开关管，使得两组开关管交替导通；

获取电池实时温度，并与设定温度阈值比较，根据温度比较结果来调节PWM信号的频率，以实现电池交流加热和均衡一体化。

8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，当电池模组温度低于设定温度阈值时，调节PWM信号的频率为低频信号，以实现低温电池的自加热。