[发明专利]一种电感变压器电池均衡电路

说明书

本发明公开了一种电感变压器电池均衡电路，包括电池模组、电池单元、均衡电感、均衡变压器。本发明的有益效果是：把单体电池之间的压差放大了4倍，从而压差得到了增大，克服了电感均衡在单体间电压压差较小时均衡效率降低的缺点，从而大大提升了均衡效率；在电感均衡电路中并联了消磁电阻，防止由于电感磁化而导致均衡效率下降；与每节电池单体并联了高频滤波电容，用于在能量传输过程中滤除杂波；对串联单体电池进行了分组变压器法均衡，总体电路设计简单，易于实现，均衡效果理想；采用了分组均衡的电路结构，大大提高了电池均衡的效率和能量利用率。

技术领域

本发明涉及一种均衡电路，具体为一种电感变压器电池均衡电路，属于电池管理技术领域。

背景技术

电池组中单体电池在制造和使用过程中必然存在电压、容量、内阻等不一致，并且是一个不断累积的过程，时间越长单体电池之间产生的差异越大；并且锂离子电池组还会受到使用环境的影响，在使用过程中单体电池的不一致性会被逐渐放大，从而导致某些单体电池性能加速衰减。

针对电池不一致性造成的一系列问题，采用均衡管理能有效改善这些问题。均衡管理是指通过旁路电阻直接消耗产生热量或利用储能元件转移单体电池间相差的电量等方式，使电池间的容量达到近似一致水平。良好的均衡管理可以提高电池组的转化效率，延长电池组的使用寿命，改善电池组的可用容量，在一定程度上可避免电池组处于不安全状态。

而对于现有的电池均衡方法：

1)开关电感法是管理相邻两节电池单体的主动均衡，主要功能是对相邻两节电池之间的荷电状态差异进行判断，根据均衡算法的结果，均衡模块以开关电源的方式，通过电感的中转站作用把电压高的电池多余电量转移到电压低的电池，实现电池容量最大化。此方案只需要开关和电感来完成均衡电路的搭建，优点是结构比较简单，均衡过程中几乎没有能量损失；但是只能在相邻电池单体间进行能量转移，又因为电感作为能量转移媒介有一个缓冲期，所以当电池组中各单体电压差较小时，无法完成大电流均衡，均衡效果会不理想；

2)变压器均衡电路，可以同时实现多个电池单体的均衡，使所有电池单体的端电压最终接近平均电压水平。该拓扑具有操作简单，易于控制的优点，但是当电池单体数目较多时，多绕组变压器设计困难，难以保证一次侧各绕组的一致性，存在不易扩展的缺点。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决问题而提供一种电感变压器电池均衡电路。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种电感变压器电池均衡电路，包括

电池模组，由多个串联在一起的电池单体构成；

电池单元，由电池模组中的四个相连的电池单体组成；

均衡电感，其由储能电感构成，且所述均衡电感与相邻的两个电池单元进行并联连接；

均衡变压器，其由变压器均衡原边绕组1、变压器均衡的副边绕组2以及变压器均衡磁芯构成，所述变压器均衡磁芯设置在变压器均衡原边绕组1和变压器均衡的副边绕组2之间，所述变压器均衡原边绕组1分别连接在每个电池单体的电路中，所述变压器均衡的副边绕组2连接在每组电池单元的电路中；

其均衡电路的均衡方法包括以下步骤：

步骤一、首先通过均衡电感完成相邻两个电池单元之间的均衡；

步骤二、然后再利用变压器完成每个电池单元内的四个电池单体的均衡。

作为本发明再进一步的方案：所述储能电感在连接电路中并联有消磁电阻。

作为本发明再进一步的方案：每个所述电池单体均并联有一个高频滤波电容。

作为本发明再进一步的方案：每个所述电池单体的连接电路中均连接有功率开关管。