串联电池组的主被动混合均衡电路及其充电控制方法

专利主权项内容

1.一种串联电池组的主被动混合均衡电路，所述串联电池组包括多个串联的单体电池，其特征在于，所述均衡电路包括：主动均衡电路、被动均衡电路和控制电路，所述主动均衡电路包括：能量切换开关组、反激式变压器和储能电容，所述被动均衡电路包括：接地滤波电路和放电开关组，所述控制电路包括：主控制单元和电池监测单元；其中，串联电池组的输出端分别与所述接地滤波电路的输入端和反激式变压器的输入端相连接，所述接地滤波电路的输出端与所述电池监测单元的输入端相连接，所述电池监测单元的输出端与所述放电开关组的输入端相连接，所述放电开关组的输出端与所述串联电池组的输入端相连接；所述电池监测单元与所述主控制单元相连接，所述主控制单元的输出端与所述能量切换开关组的输入端相连接，所述能量切换开关组的输出端分别与所述反激式变压器的输入端和储能电容的输入端相连接，所述反激式变压器的输出端与所述储能电容的输入端相连接，所述储能电容的输出端与所述串联电池组的输入端相连接；所述接地滤波电路，用于对每个单体电池输出的模拟电信号进行过滤，并输出过滤后的模拟电信号；所述电池监测单元，用于采集所述过滤后的模拟电信号，并将所述过滤后的模拟电信号转换成数字电信号，将所述数字电信号发送至所述主控制单元；所述主控制单元，用于接收所述数字电信号，并根据所述数字电信号控制所述能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供串联电池组将能量储存在所述反激式变压器的初级线圈；所述反激式变压器，所述反激式变压器的初级线圈将所述能量传递给其次级线圈，所述次级线圈将存储的能量传递给所述储能电容；所述储能电容，用于将存储的能量传递给串联电池组，以实现所述储能电容与串联电池组之间的能量转换；所述储能电容，还用于将存储的能量传递给所述单体电池，以实现所述储能电容与各个单体电池之间的能量转换；以及所述电池监测单元，还用于根据所述数字电信号控制所述放电开关组中的每个开关元件的导通与关断，以供所述串联电池组中的待放电的各个单体电池放电；所述主控制单元具体包括：第一电源模块、第一SPI通信接口模块、单片机控制器、异或门处理电路、第一磁偶隔离模块和第一驱动模块；其中，所述第一电源模块分别与所述单片机控制器、异或门处理电路、第一磁偶隔离模块和第一驱动模块相连接，所述第一SPI通信接口模块分别与所述电池监测单元和单片机控制器相连接，所述单片机控制器的输出端和异或门处理电路的输入端相连接，所述异或门处理电路的输出端与所述第一磁偶隔离模块的输入端相连接，所述第一磁偶隔离模块的输出端与所述第一驱动模块的输入端相连接，以及所述第一驱动模块的输出端与所述能量切换开关组的输入端相连接；所述单片机控制器，用于通过第一SPI通信接口模块接收所述电池监测单元输出的数字电信号，并根据所述数字电信号控制发出对所述能量切换开关组的时序控制信号，并将所述时序控制信号发送至所述异或门处理电路；所述异或门处理电路，用于接收所述时序控制信号，并对该时序控制信号进行运算，输出运算后的时序控制信号至所述第一磁偶隔离模块；所述第一磁偶隔离模块，用于接收所述运算后的时序控制信号，并对该运算后的时序控制信号进行磁偶隔离，并将磁偶隔离后的时序控制信号发送至所述第一驱动模块；所述第一驱动模块，用于接收所述磁偶隔离后的时序控制信号，并根据该磁偶隔离后的时序控制信号发送对应的驱动信号至所述能量切换开关组，以控制所述能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断；所述第一电源模块，用于分别为所述单片机控制器、异或门处理电路、第一磁偶隔离模块和第一驱动模块供电；所述电池监测单元具体包括：第二电源模块、第二SPI通信接口模块、电池模拟信号采集接口模块、电池管理芯片、第二磁偶隔离模块和第二驱动模块；其中，所述第二电源模块分别与所述第二磁偶隔离模块和第二驱动模块相连接，所述接地滤波电路的输出端与所述第二SPI通信接口模块的输入端相连接，所述电池管理芯片分别与所述第二SPI通信接口模块和电池模拟信号采集接口模块相连接，所述电池管理芯片的输出端与所述第二磁偶隔离模块的输入端相连接，所述第二磁偶隔离模块的输出端与所述第二驱动模块的输入端相连接，所述第二驱动模块的输出端与所述放电开关组的输入端相连接，以及所述第二SPI通信接口模块与所述主控制单元相连接；所述电池管理芯片，用于通过电池模拟信号采集接口模块采集所述接地滤波电路输出的过滤后的模拟电信号；所述电池管理芯片，用于通过第二SPI通信接口模块将所述过滤后的模拟电信号转换成数字电信号，将所述数字电信号发送至所述主控制单元，以供所述主控制单元根据所述数字电信号控制所述能量切换开关组中的每个开关元件的导通与关断；所述电池管理芯片，还用于根据所述数字电信号控制发出对所述放电开关组的时序控制信号，并将所述放电开关组的时序控制信号发送至所述第二磁偶隔离模块；所述第二磁偶隔离模块，用于接收所述放电开关组的时序控制信号，并对该放电开关组的时序控制信号进行磁偶隔离，并将磁偶隔离后的时序控制信号发送至所述第二驱动模块；所述第二驱动模块，用于接收所述磁偶隔离后的时序控制信号，并根据该磁偶隔离后的时序控制信号发送对应的驱动信号至所述放电开关组，以控制所述放电开关组中的每个开关元件的导通与关断。