[发明专利]一种应用于动力电池的主被动结合型混合均衡电路

摘要

本发明公开了一种应用于动力电池的主被动结合型混合均衡电路。本发明包括底层被动均衡电路、中间层基于多绕组能量直接转移的主动均衡电路、上层基于多变压器的主动均衡电路。底层电路包括多个被动均衡器；中间层电路包括多个多绕组均衡器，每个多绕组均衡器包括多个单绕组均衡器；上层电路包括多个双向反激变换均衡器，每个双向反激变换均衡器包括一个原、副边侧电路。多个原边侧电路并联，正极接第一个多绕组均衡器的正极，负极接最后一个多绕组均衡器的负极。多个副边侧电路串联，每个副边侧电路接对应的单绕组均衡器。本发明通过三个层次的均衡电路的协同工作，在保证均衡效率与均衡速度的前提下，实现了电池组的所有电池剩余能量相同。

主权项

1.一种应用于动力电池的主被动结合型混合均衡电路，其特征在于：包括底层被动均衡电路、中间层基于多绕组能量直接转移的主动均衡电路、上层基于多变压器的主动均衡电路；所述的底层被动均衡电路包括m组被动均衡器，每组包括n个被动均衡器，其中k个为正向绕组被动均衡器，n‑k个为反向绕组被动均衡器；每个正向绕组被动均衡器包括一个NMOS管和一个电阻器：第一NMOS管Q₁的漏极接第一电阻器R₁的一端；每个反向绕组被动均衡器包括一个NMOS管和一个电阻器：第二NMOS管Q₂的漏极接第二电阻器R₂的一端；所述的中间层基于多绕组能量直接转移的主动均衡电路，包括m个多绕组均衡器，每个多绕组均衡器包括n个单绕组均衡器，其中k个为正向绕组均衡器，另外n‑k个为反向绕组均衡器；所述的正向绕组均衡器包括两个NMOS管和一个变压器正向绕组：第三NMOS管Q₃的源极接第四NMOS管Q₄的源极，第三NMOS管Q₃的漏极接变压器正向绕组的异名端；第四NMOS管Q₄的漏极与对应的正向绕组被动均衡器中第一NMOS管Q₁的源极连接，作为电池负极接入端；变压器正向绕组的同名端与对应的正向绕组被动均衡器中第一电阻器R₁的另一端连接，作为电池正极接入端；所述的反向绕组均衡器包括两个NMOS管和一个变压器反向绕组：第五NMOS管Q₅的源极接第六NMOS管Q₆的源极，第五NMOS管Q₅的漏极接变压器反向绕组的同名端；第六NMOS管Q₆的漏极与对应的反向绕组被动均衡器中第二NMOS管Q₂的源极连接，作为电池负极接入端；变压器反向绕组的异名端与对应的反向绕组被动均衡器中第二电阻器R₂的另一端连接，作为电池正极接入端；每个多绕组均衡器中，第一个正向绕组均衡器的电池正极接入端作为该多绕组均衡器的正极接入端，电池负极接入端接第二个正向绕组均衡器的电池正极接入端，依此将k个正向绕组均衡器串联；每个多绕组均衡器中，最后一个反向绕组均衡器的电池负极接入端作为该多绕组均衡器的负极接入端，电池正极接入端接前一个反向绕组均衡器的电池负极接入端，依此将n‑k个反向绕组均衡器串联；最后一个正向绕组均衡器的电池负极接入端接第一个反向绕组均衡器的电池正极接入端，将一个多绕组均衡器中的n个单绕组均衡器串联；所述的上层基于多变压器的主动均衡电路，包括m个双向反激变换均衡器，每个双向反激变换均衡器包括一个原边侧电路和一个副边侧电路；所述的原边侧电路包括两个NMOS管和一个变压器的原边侧绕组，第七NMOS管Q₇的源极接第八NMOS管Q₈的源极，第八NMOS管Q₈的漏极接原边侧绕组的异名端，第七NMOS管Q₇的漏极作为该双向反激变换均衡器的全部电池负极接入端，变压器的原边侧绕组的同名端作为该双向反激变换均衡器的全部电池正极接入端；所述的副边侧电路包括两个NMOS管和一个变压器的副边侧绕组，第九NMOS管Q₉的源极接第十NMOS管Q₁₀的源极，第九NMOS管Q₉的漏极接变压器的副边侧绕组的同名端，第十NMOS管Q₁₀的漏极作为该双向反激变换均衡器的负极接入端，变压器的副边侧绕组的异名端作为该双向反激变换均衡器的正极接入端；第一个双向反激变换均衡器的负极接入端接第二个双向反激变换均衡器的正极接入端，依此将m个双向反激变换均衡器的副边侧电路串联；底层基于多绕组能量直接转移的主动均衡电路中每个多绕组均衡器的正极接入端与对应的双向反激变换均衡器正极接入端连接，每个多绕组均衡器的负极接入端与对应的双向反激变换均衡器负极接入端连接；所有的双向反激变换均衡器的全部电池正极接入端连接后，与底层基于多绕组能量直接转移的主动均衡电路中的第一个多绕组均衡器的正极接入端连接；所有的双向反激变换均衡器的全部电池负极接入端连接后，与底层基于多绕组能量直接转移的主动均衡电路中的最后一个多绕组均衡器的负极接入端连接，将m个双向反激变换均衡器的原边侧电路并联。