[发明专利]一种基于半桥CLLC直流变换器的锂离子电池均衡电路

说明书

本发明公开了一种基于半桥CLLC直流变换器的锂离子电池均衡电路，该均衡电路包括多组电池组、开关网络、半桥CLLC直流变换器、控制器和开关驱动网络，其中，每个电池组包括两个电池单体，每个电池组对应设置一多绕组变压器。本发明通过半桥CLLC直流变换器实现电池组之间的能量均衡，通过LC谐振腔实现电池组内部的能量均衡。本发明利用N沟道MOSFET并联的体二极管的续流作用并使电路工作在特定频率以实现全部MOSFET的软开关，大大降低了开关损耗，有利于提高开关频率，减小电路体积。

技术领域

本发明涉及锂离子电池组均衡技术领域，具体涉及一种基于半桥CLLC直流变换器的锂离子电池均衡电路。

背景技术

锂离子电池因具有高能量密度、高循环效率的特点而被广泛应用于新能源汽车和储能系统中。然而由于电池单体电压和容量有限，为了满足负载的功率和电压需求，不论是电动车的电池组还是储能系统中应用的储能电池，都需要将大量电池单体串并联。由于锂离子电池的生产工艺、使用材料不可能完全相同，锂离子电池单体间存在着不一致性，使得在充放电的过程中，每个单体获得或释放的能量并不相同。随着使用时间的增加，这种不一致性会更加明显，使得各电池单体过度充电或过度放电所带来的风险大大提高。均衡电路能够将电池单体的能量进行合理地分配以解决电池单体不一致性带来的安全问题。

中国发明专利(CN202011518465.8)公开一种基于对称CLLC直流变换器的锂离子电池均衡电路，通过多绕组变压器实现任意电池单体间的均衡，同时其利用对称CLLC变换器的特性实现了软开关，大大降低了开关损耗，提高了均衡效率。但是这种均衡电路每一个电池单体就需要一个多绕组变压器，随着电池数量的增加，多绕组变压器的数量和制作难度会大大增加。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于半桥CLLC 直流变换器的锂离子电池均衡电路。本发明通过半桥CLLC直流变换器，实现了能量在电压高的电池组与电压低的电池组之间的传输，通过LC谐振腔，实现了电池组内部的能量均衡。利用半桥CLLC电路中MOSFET的体二极管续流以及LC谐腔振实现了电路的软开关，有效降低了开关损耗，所需绕组数量更少。同时本发明不需要电压采样电路，大大缩小了电路体积，降低了成本。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于半桥CLLC直流变换器的锂离子电池均衡电路，均衡电路包括n个串联电池组、开关网络、CLLC直流变换器、控制器和开关驱动电路；

进一步地，每个串联电池组由两个电池单体组成，电池组依次命名为P₁、 P₂、...、P_i、...、P_n，i＝1、2、3、...、n，其中的电池单体依次命名为B₁、B₂、...、 B_i、...、B_2n-1、B_2n，i＝1、2、3、...、n；