[发明专利]电池组均衡电路及其控制方法

说明书

本发明涉及一种电池组均衡电路，包括n对串联的电池对，且每对电池对包括两个串联的单体电池。还包括n个电阻与2n个开关元件，电阻的一端连接电池对中两个单体电池的连接极，另一端分别通过两个开关元件分别连接两个单体电池的另一电极。此外，还提供了一种电池组均衡电路的控制方法。上述电池组均衡电路及其控制方法，电池对中的两个单体电池共用一个电阻，电阻数量仅为传统均衡方法的一半，对比传统的均衡方法启用所有电阻，本发明只需要启用一半的电阻即可达到电压均衡的目的，降低了单体电池的能耗，能量利用率较高，并且电阻的数量较少，电路结构较简单、成本较低。

技术领域

本发明涉及电池组均衡技术领域，特别是涉及一种电池组均衡电路及其控制方法。

背景技术

锂离子电池具有可靠性高、环保无污染、无记忆效应、自放电率低等优点而被广泛应用于电动汽车、光伏系统等相关领域。在电池的实际使用过程中，由于电池组中各个电池的初始容量差异、衰减特性不对称、温度分布不均匀等现象，导致单体电池充放电不均衡。如果单体电池长期工作在不均衡状态下，能量储存性能会严重下降，甚至还会发生火灾或爆炸等严重事故。为了让电池单体工作在最佳性能状态，充分发挥电池组的性能，采用电池均衡技术减小串联电池组内每个单体电池之间的个体差异是十分必要的。

传统的电池均衡方法主要分为被动均衡和主动均衡两大类，其中被动均衡分为固定电阻法和可控电阻法两种，主动均衡主要包含电容法、电感法和变压法三大类。

固定电阻被动均衡法，是每节单体电池与一个固定阻值的电阻相连，通过电阻来消耗掉电量过高的电池单体的电量，从而达到与电量低的单体电压均衡的效果。但是，均衡过程是通过消耗多余电量来达到均衡状态，在电路中会损耗掉很多电量，能量的利用率较低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的电池均衡方法能量的利用率较低的问题，提供一种能量利用率较高的电池组均衡电路及其控制方法。

一种电池组均衡电路，包括n对串联的电池对，且每对电池对包括两个串联的单体电池，还包括n个电阻与2n个开关元件，所述电阻的一端连接所述电池对中两个单体电池的连接极，另一端分别通过两个开关元件分别连接所述两个单体电池的另一电极。

进一步的，所述开关元件为晶体管。

进一步的，还包括与2n个电容与2n个切换元件，所述电容通过切换元件电连接单体电池，且切换所述切换元件时，所述电容与相邻单体电池中的一个单体电池形成接通的并联回路。

进一步的，所述2n个电容串联，所述切换元件包括切换端与两个选择端，所述切换端连接相邻电容的连接端，所述两个选择端分别连接单体电池的两级。

进一步的，还包括检测模块与控制模块，所述检测模块与单体电池电连接，用于检测所述单体电池的输出电压，所述控制模块与所述检测模块电连接，用于获取所述输出电压并根据所述输出电压控制所述开关元件与切换元件。

一种电池组均衡电路的控制方法，包括以下步骤：

获取相邻单体电池的输出电压并得出电压差；

判断所述电压差是否小于第一阈值；若是，则

控制开关元件接通输出电压较大的单体电池与电阻的串联回路。

进一步的，还包括以下步骤：

判断所述电压差是否大于第二阈值；若是，则

控制开关元件断开电阻所在的串联回路，且控制切换元件接通电容所在的并联回路。

进一步的，所述控制切换元件接通电容所在的并联回路的步骤包括以下步骤：

接通相邻单体电池中输出电压较大的单体电池与电容的并联回路；

判断相邻的单体电池的电压差是否小于第三阈值；若是，则