CN102035010A - 电池单元均衡电路及方法 - Google Patents

电池单元均衡电路及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102035010A
CN102035010A CN2009101785658A CN200910178565A CN102035010A CN 102035010 A CN102035010 A CN 102035010A CN 2009101785658 A CN2009101785658 A CN 2009101785658A CN 200910178565 A CN200910178565 A CN 200910178565A CN 102035010 A CN102035010 A CN 102035010A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery unit
battery
parameter
cell balancing
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009101785658A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102035010B (zh
Inventor
张楚涛
陈松涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
O2Micro International Ltd
Original Assignee
O2Micro International Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by O2Micro International Ltd filed Critical O2Micro International Ltd
Priority to CN2009101785658A priority Critical patent/CN102035010B/zh
Priority to US12/891,784 priority patent/US8164305B2/en
Priority to JP2010218851A priority patent/JP5687016B2/ja
Publication of CN102035010A publication Critical patent/CN102035010A/zh
Priority to US13/100,451 priority patent/US8339100B2/en
Priority to US13/445,423 priority patent/US8344694B2/en
Priority to US13/713,944 priority patent/US8957625B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN102035010B publication Critical patent/CN102035010B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电池单元均衡电路及方法。电池单元均衡电路包括串联连接的第一电池单元和第二电池单元以及连接至第一电池单元和第二电池单元的变压器。第一电池单元具有第一数值的参数。第二电池单元具有第二数值的参数，并且第一数值大于第二数值。变压器将第一电池单元的部分能量转移至第二电池单元。变压器包括连接至第一电池单元两端的初级线圈和连接至第二电池单元两端的次级线圈。由于本发明的电池单元均衡电路使用变压器，将第一电池单元的部分能量直接转移至第二电池单元，因此，本发明的电池单元均衡电路可以适用于电池的充电过程、放电过程和空闲状态，并且可以提高均衡效率和降低电路的复杂度。

Description

电池单元均衡电路及方法
技术领域
本发明涉及一种电池管理系统，特别是涉及一种对多个电池单元进行均衡处理的电池单元均衡电路及方法。
背景技术
具有多个电池单元的电池组，例如锂离子电池组，被广泛应用于电动工具中，以给电动工具供电。电动工具包括但不限于电动车和混合动力电动车。然而，各个电池单元会因为老化程度或电池温度不同而产生差异，随着充/放电循环次数的增加会导致电池单元之间的电压或容量的差异，从而造成电池单元不均衡。
由于电池单元的不均衡，在某些电池单元未被充满的情况下，另外有些电池单元却可能出现过充现象，或者是在某些电池单元未被完全放电时，另外有些电池单元却可能出现过放电，这都会影响整个电池组的容量或使用寿命。虽然可以采用硬件或软件保护来避免失衡电池单元的过充电或过放电，但会影响整个电池组的使用效率。因此，当电池组的电池单元出现不均衡时，需要对电池组进行均衡处理。
电池单元均衡分为被动均衡和主动均衡两种。被动均衡是将具有较高能量的电池单元的多余能量通过并联的旁路电阻发热而被消耗掉，然而，被动均衡过程中产生的热量会影响电池组的使用寿命。相反，主动均衡是将一个或若干个电池单元的能量转移到另一个或另外若干个电池电元中。
图1所示是一种现有技术的电池单元均衡电路100的结构框图。电池组包括电池单元102_1、102_2、102_3......102_n。变压器包括初级线圈104和多个匝数相等的次级线圈106_1、106_2、106_3......106_n。初级线圈104与开关108串联连接。每个电池单元与一个次级线圈连接。开关108处于闭合状态，电池组的放电电流I流经变压器的初级线圈104。开关108断开之后，在每个次级线圈中产生感应电流I1、I2、I3......In。具有最小电抗的次级线圈中产生的感应电流最大。每个电池单元接收的充电电流与该电池单元相应的电压成反比。由于在均衡过程中，每个电池单元都会获得从电池组转移出来的能量，因此均衡效率低。此外，这种方法只能通过转移整个电池组的能量来均衡电池单元。因此，这种电池单元均衡方法适用于电池组的放电过程，而在电池组的充电过程中效果较差。
图2所示是另一种现有技术的电池单元均衡电路200的结构框图。在相邻的电池单元之间使用一对N型和P型金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)及电感来构成能量转移电路。除了电感的寄生阻抗和体二极管的导通阻抗消耗掉的极少能量，其他能量存储在电感中。当顶部电池单元202_3需要将能量转移至底部电池单元202_1，具有特定频率和占空比的控制信号P2控制MOSFET 204_4处于闭合状态，将能量从电池单元202_3转移至电感L2。当控制信号P2控制MOSFET 204_4处于断开状态，存储在电感L2中的能量达到最大值。由于电感L2中的电流会继续流动，通过闭合的MOSFET 204_3或其正向偏置的体二极管，电感L2中存储的能量转移给电池单元202_2，其中MOSFET 204_3的闭合和断开由控制信号N2来控制。接着，以类似的方式，利用控制信号P1和N1来控制MOSFET 204_2和MOSFET 204_1的闭合和断开，将电池单元202_2中的能量转移至电池单元202_1。因此，电池单元202_3多余的能量可以转移到电池单元202_1。由此可见，这种均衡方式只能在相邻的两个电池单元之间进行。当电池组中包括2个以上串联连接的电池单元需要被均衡，例如电池单元202_1、202_2和202_3，这将花费很长的时间来将一个电池单元的能量转移到另一个不相邻的电池单元，例如，从电池单元202_3转移到电池单元202_1，如上所述，需要先将能量从电池单元202_3转移到电池单元202_2，再从电池单元202_2转移到电池单元202_1。此外，产生控制信号的控制电路将会很复杂。而且，由于需要过多的能量中转单元，需要转移的部分能量会转变为热量。因此，这种均衡方式的效率很低且耗时很长。另外，假设存在N个串联连接的电池单元，就需要使用2＊(N-1)个MOSFET来将能量从最顶部的电池单元转移到最底部的电池单元或者从最底部的电池单元转移到最顶部的电池单元，其中N为大于等于2的正整数。这种均衡方式除了效率低外，电路结构也会变得很复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种电池单元均衡电路及方法，可以适用于电池的充电过程、放电过程和空闲状态，并且可以提高均衡效率和降低电路的复杂度。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池单元均衡电路，包括串联连接的第一电池单元和第二电池单元以及连接至第一电池单元和第二电池单元的变压器。第一电池单元具有第一数值的参数。第二电池单元具有第二数值的参数，并且第一数值大于第二数值。变压器将第一电池单元的部分能量转移至第二电池单元。变压器包括连接在第一电池单元两端的初级线圈和连接在第二电池单元两端的次级线圈。
本发明提供了一种电池单元均衡电路，包括电池组及连接至电池组的变压器。电池组包括串联连接的多个电池单元。多个电池单元包括第一电池单元和第二电池单元。第一电池单元具有第一数值的参数，第二电池单元具有第二数值的参数，并且第一数值大于第二数值。变压器包括第一线圈和第二线圈，用于将第一电池单元的部分能量转移至第二电池单元。
本发明提供了一种电池单元均衡电路，包括变压器及串联连接的第一电池模块和第二电池模块。第一电池模块和第二电池模块分别包括多个电池单元。第一电池模块具有第一数值的参数，第二电池模块具有第二数值的参数，并且第一数值大于第二数值。变压器将第一电池模块的部分能量转移至第二电池模块。变压器包括连接至第一电池模块的初级线圈和连接至第二电池模块的次级线圈。
本发明还提供了一种电池单元均衡方法，包括以下步骤：检测第一电池单元的参数，第一电池单元的参数具有第一数值；检测与第一电池单元串联连接的第二电池单元的参数，第二电池单元的参数具有第二数值，第一数值大于第二数值；及将第一电池单元的部分能量通过变压器转移至第二电池单元。
本发明还提供了一种电池单元均衡方法，包括以下步骤：检测串联连接的多个电池单元中每一个电池单元的参数；从检测到的多个电池单元的参数中选择具有第一数值的参数的电池单元和具有第二数值的参数的电池单元，第一数值大于第二数值；及将具有第一数值的参数的电池单元的部分能量通过变压器转移至具有第二数值的参数的电池单元。
与现有技术相比，本发明的电池单元均衡电路使用变压器，将具有第一数值的参数的第一电池单元的部分能量直接转移至具有第二数值的参数的第二电池单元，其中第一数值大于第二数值。参数可以是但不限于电压、容量或荷电状态中的一种。在本发明的一个实施例中，将电压作为参数，第一数值和第二数值分别是多个电池单元中的最高电压的值和最低电压的值。本发明的电池单元均衡电路可以适用于电池的充电过程、放电过程和空闲状态，并且可以提高均衡效率和降低电路的复杂度。
附图说明
以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，以使本发明的特性和优点更为明显。
图1是一种现有技术的电池单元均衡电路的结构框图。
图2是另一种现有技术的电池单元均衡电路的结构框图。
图3是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路的结构框图。
图4是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路的结构框图。
图5是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路的结构框图。
图6是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路的结构框图。
图7是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路的结构框图。
图8是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路的控制流程图。
图9是根据本发明一个实施例的均衡电池单元的方法流程图。
具体实施方式
以下将对本发明的实施例给出详细的说明。在以下对本发明的详细描述中，为了提供一个针对本发明的完全的理解，阐明了大量的具体细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外的一些实例中，对于大家熟知的方案、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
图3是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路300的结构框图。电池单元均衡电路300包括电池组302、与电池组302连接的变压器303及检测和控制单元308。电池组302包括6个串联连接的电池单元302_1-302_6。可以理解的是，电池组可以包括任意数量的电池单元，这里限定为6个电池单元，只是为了方便描述本发明。
电池单元均衡电路300还包括6个开关306_1-306_6。变压器303包括6个线圈304_1-304_6及磁芯305。每个线圈通过一个对应的开关与一个电池单元并联连接，例如，线圈304_1通过开关306_1与电池单元302_1并联连接。在一个实施例中，6个线圈304_1-304_6的匝数相等。在一个实施例中，变压器303是反激式变压器(flyback transformer)，换句话说，6个线圈304_1-304_6中不会同时有电流流过。请参照图3，电池单元302_1、302_3和302_5的正极分别与线圈304_1、304_3和304_5的同名端连接，电池单元302_2、302_4和302_6的负极分别与线圈304_2、304_4和304_6的同名端连接。图3揭示的电池单元与对应线圈的连接方式只是本发明的一个具体实例，当然也可以采用其他各种连接方式，例如，电池单元302_1和302_2的负极分别与线圈304_1和304_2的同名端连接，电池单元302_3-302_6的正极分别与线圈304_3-304_6的同名端连接。
请参照图3，检测和控制单元308用来检测电池组302中每个电池单元的参数，并从检测到的6个电池单元的参数中选择具有第一数值的参数的电池单元和具有第二数值的参数的电池单元，其中第一数值大于第二数值。检测和控制单元308还控制具有第一数值的参数的电池单元的部分能量通过变压器303转移至具有第二数值的参数的电池单元。参数可以是但不限于电压、荷电状态或容量中的一种。虽然在以下所有的实施例中，都是以电压为均衡目标参数来举例说明本发明的电池单元均衡电路是如何实现电池单元的均衡，然而，如本领域普通技术人员所理解的，本发明的电池单元均衡电路采用其他参数，如荷电状态，为均衡目标参数来均衡电池单元的原理与采用电压为均衡目标参数的原理是相同的。
参照图3，假设在电池组302中，电池单元302_1具有最高电压。因此，需要在充电过程中均衡电池单元302_1。为了抑制电池单元302_1的电压上升过快而提前终止充电过程，需要转移电池单元302_1中多余的能量。检测和控制单元308产生具有第一预定频率和占空比为D1的控制信号来控制开关306_1的闭合和断开。在开关306_1闭合时，电流I1由电池单元302_1流向线圈304_1，由于电感效应，电流随时间线性增大，鉴于电感是变压器的固定特性，最大电流值由开关闭合的时间决定。从电池单元302_1中转移出来的能量被存储在变压器303的磁芯305中。在本发明的一个实施例中，开关306_1的闭合时间Ton可以根据电池单元302_1的电压V，线圈304_1的电感L以及电池单元302_1需要的平均均衡电流
Figure B2009101785658D0000051
来确定：
Figure B2009101785658D0000052
其中f为第一预定频率。
另外，假设在电池组302中，电池单元302_4具有最低电压。最有效的电池单元均衡方法是直接将电池单元302_1多余的能量转移给电池单元302_4。检测和控制单元308产生具有第一预定频率和占空比为等于或小于(1-D1)的控制信号来控制开关306_4的闭合和断开。开关306_1断开后，开关306_4闭合，线圈304_4中出现感应电流I4，最终将变压器303的磁芯305中存储的能量，即从电池单元302_1中转移出来的能量，转移到电池单元302_4中。值得注意的是，与线圈304_1连接的开关306_1和与线圈304_4连接的开关306_4交替的闭合和断开，即，当开关306_1处于闭合状态，开关306_4处于断开状态，而当开关306_1处于断开状态，开关306_4处于闭合状态或先处于闭合状态再处于断开状态。此外，若检测和控制单元308控制开关306_2和306_6始终处于断开状态，电池单元302_1的能量就不会被转移到电池单元302_2和302_6中。
在上面所举的例子中，线圈304_1和线圈304_4分别起到初级线圈和次级线圈的作用。相反，假设电池单元302_4具有最高电压，电池单元302_1具有最低电压，那么在将电池单元302_4多余的能量转移到电池单元302_1中，线圈304_4作为初级线圈，而线圈304_1作为次级线圈。也就是说，6个线圈304_1-304_6根据实际应用，可以分别充当初级线圈和次级线圈。
以上这种电池均衡方式可以将具有最高电压的电池单元的部分能量直接转移到具有最低电压的电池单元中，因此，可以在很短的时间内高效地完成电池均衡。由于是将具有最高电压的电池单元的能量直接转移到具有最低电压的电池单元中，本发明的电池单元均衡电路也同样适用于电池的放电过程及空闲状态。空闲状态是指电池既不充电也不放电。
下面以图3为例进一步说明本发明的电池单元均衡电路的其他具体应用。请继续参照图3，假设在电池组302的充电过程中，在所有的电池单元中，电池单元302_1具有最高电压，电池单元302_3具有最低电压，在电池单元302_2、302_4和302_6中，电池单元302_4具有最高电压，电池单元302_6具有最低电压。显然，电池单元302_1多余的能量不能直接转移到电池单元302_3中。但是，可以通过控制开关306_1和306_6交替的闭合和断开，将电池单元302_1多余的能量转移到电池单元302_6中，这样可以避免电池单元302_1过充电。另外，可以通过控制开关306_4和306_3交替的闭合和断开，将电池单元302_4多余的能量转移到电池单元302_3中，这样可以避免电池单元302_3充电速度过慢。虽然将电池单元302_4多余的能量转移到电池单元302_3中，在电池组302充电过程中不是必须的，但是在电池组302放电过程中就很重要，因为这样可以延长电池组302的放电时间，提高电池组302的使用效率。事实上，在充电过程中，同时将电池单元302_4多余的能量转移到电池单元302_3中，可以加快完成电池单元的均衡。由此可见，本发明的电池单元均衡电路适用于电池的充电过程、放电过程和空闲状态。
图4是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路的结构框图。图4是将图3所示的6个电池单元扩展到N个电池单元，其中N为正整数。下面以图4为例来说明电池单元均衡电路400是如何实现电池单元的均衡，而不论电池单元是处于充电过程或者放电过程或者空闲状态。电池单元均衡电路400包括电池组402、变压器403及检测和控制单元408。电池组402具有串联连接的N个电池单元402_1-402_n。变压器403包括磁芯405及耦接到磁芯405的N个线圈404_1-404_n。电池单元均衡电路400还包括N个开关406_1-406_n。每个线圈通过一个对应的开关连接到一个电池单元的两端，例如，线圈404_1通过开关406_1连接到电池单元402_1的两端。
请参照图4，线圈404_1，404_3......404_n-1的同名端分别与电池单元402_1，402_3......402_n-1的正极连接，线圈404_2，404_4......404_n的同名端分别与电池单元402_2，402_4......402_n的负极连接。显然，图4揭示的电池单元与对应线圈的连接方式只是本发明的一个具体实例，只是为了方便对本发明的描述。总的来说，可以将N个线圈404_1-404_n分为第一组线圈和第二组线圈，其中第一组线圈的同名端与相应电池单元的正极连接，而第二组线圈的同名端与相应电池单元的负极连接。以图4为例，线圈404_1，404_3......404_n-1可以称为第一组线圈，线圈404_2，404_4......404_n可以称为第二组线圈。与第一组线圈，即线圈404_1，404_3......404_n-1，连接的开关406_1，406_3......406_n-1称为第一组开关；与第二组线圈，即线圈404_2，404_4......404_n，连接的开关406_2，406_4......406_n称为第二组开关。检测和控制单元408控制N个开关406_1-406_n的闭合和断开，其中第一组开关(即开关406_1，406_3......406_n-1)与第二组开关(即开关406_2，406_4......406_n)不会同时闭合。
检测和控制单元408检测电池组402中每一个电池单元的电压，并从与第一组线圈连接的第一组电池单元，即电池单元402_1，402_3......402_n-1中选择具有最高电压的电池单元(如电池单元402_1)和具有最低电压的电池单元(如电池单元402_3)；从与第二组线圈连接的第二组电池单元，即电池单元402_2，402_4......402_n中选择具有最高电压的电池单元(如电池单元402_n)和具有最低电压的电池单元(如电池单元402_2)。检测和控制单元408产生具有第二预定频率和占空比为D2的控制信号来控制开关406_1的闭合和断开，并产生具有第二预定频率和占空比为等于或小于(1-D2)的控制信号来控制开关的406_2的闭合和断开，在开关406_1闭合时，将电池单元402_1多余的能量转移到变压器403的磁芯405中。在开关406_1断开后，开关406_2闭合，线圈404_2中出现感应电流，最终将变压器403中存储的能量，即从电池单元402_1中转移出来的能量，转移到电池单元402_2中。检测和控制单元408产生具有第三预定频率和占空比为D3的控制信号来控制开关406_n闭合和断开，并产生具有第三预定频率和占空比为等于或小于(1-D3)的控制信号来控制开关406_3的闭合和断开。在开关406_n闭合时，将电池单元402_n多余的能量转移到变压器403的磁芯405中。在开关406_n断开后，开关406_3闭合，线圈404_3中出现感应电流，最终将变压器403中存储的能量，即从电池单元402_n转移出来的能量，转移到电池单元402_3中。在一个实施例中，第三预定频率与第二预定频率相等。
图4所示的电池单元均衡电路400可以更一般地理解为，基于电池单元与线圈同名端的连接关系，将N个电池单元分为第一组电池单元和第二组电池单元，例如，第一组电池单元的正极与线圈同名端连接，第二组电池单元的负极与线圈同名端连接。检测和控制单元408从第一组电池单元中选择具有最高电压和最低电压的电池单元，从第二组电池单元中选择具有最高电压和最低电压的电池单元。检测和控制单元408控制对应开关的闭合和断开，将第一组电池单元中具有最高电压的电池单元的多余能量转移到第二组电池单元中具有最低电压的电池单元中，将第二组电池单元中具有最高电压的电池单元的多余能量转移到第一组电池单元中具有最低电压的电池单元中。
图5是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路的结构框图。图5中与图3标号相同的元件具有相同的功能，为简明起见，这里不再赘述。图5中电池单元均衡电路500的开关506_1-506_6采用金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)。每个MOSFET都具有体二极管。假设电池单元302_1具有最高电压，电池单元302_4具有最低电压，在MOSFET 506_1闭合时，电池单元302_1多余的能量转移到变压器的磁芯305中，在MOSFET 506_1断开后，MOSFET 506_4闭合，线圈304_4中出现感应电流。由于体二极管的影响，在MOSFET 506_1断开后，线圈304_2和304_6中也会出现小的感应电流。感应电流与线圈两端等效的负载电抗成反比，因此，与闭合开关MOSFET 506_4连接的电池单元302_4获得从存储在磁芯305中转移出来的大部分能量。
图6是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路600的结构框图。电池单元均衡电路600包括串联连接的N个电池模块602_1、602_2......602_n-1和602_n及变压器603。变压器603包括多个线圈，每个线圈通过一个开关(未图示)与对应的电池模块并联连接。每个电池模块包括多个电池单元。检测和控制单元608检测每个电池模块的电压并选择具有第一电压的电池模块和具有第二电压的电池模块，其中第一电压大于第二电压。在本发明的一个实施例中，第一电压和第二电压分别是N个电池模块中的最高电压和最低电压。变压器603将具有第一电压的电池模块的部分能量转移至具有第二电压的电池模块中。可以理解的是，可以将每个电池模块视作一个电池单元，图6所示的电池单元均衡电路与图3和图4所示的电池单元均衡电路的工作原理相同。在本发明的一个实施例中，每个电池模块包括串联连接的多个电池单元和用来均衡电池单元的变压器，变压器包括通过多个开关与多个电池单元并联连接的多个线圈，每个电池模块内的电池单元之间的均衡原理与图3和图4所示的电池单元均衡电路的原理相同，为简明起见，这里不再赘述。
图7是根据本发明一个实施例的电池单元均衡电路700的结构框图。电池单元均衡电路700包括电池组702、变压器703、第一开关阵列706、第二开关阵列707及检测和控制单元708。电池组702包括串联连接的N个电池单元702_1-702_n。变压器703包括第一线圈704和第二线圈705。第一开关阵列706连接在第一线圈704和电池组702之间。第二开关阵列707连接在第二线圈705和电池组702之间。第一开关阵列706包括第一组开关SA_1-SA_n和第二组开关SB_1-SB_n。第二开关阵列707包括第三组开关SC_1-SC_n和第四组开关SD_1-SD_n。检测和控制单元708检测电池组702中的每个电池单元的电压。假设在电池组702中，电池单元702_1具有最高电压，电池单元702_n具有最低电压。最有效的电池单元均衡方式是将电池单元702_1多余的能量直接转移到电池单元702_n中。检测和控制单元708控制第一开关阵列706中的开关SA_1和SB_1闭合，其他开关断开，并控制第二开关阵列707中的所有开关断开，电流由电池单元702_1流向第一线圈704。从电池单元702_1中转移出来的能量被存储在变压器703的磁芯中。检测和控制单元708控制第一开关阵列706中的开关SA_1和SB_1断开，第二开关阵列707中的开关SC_n和SD_n闭合，第二线圈705中出现感应电流，最终将变压器703的磁芯中存储的能量，即从电池单元702_1中转移出来的能量，转移到电池单元702_n中。此外，若检测和控制单元708控制第二开关阵列中的其他开关始终处于断开状态，电池单元702_1的能量就不会被转移到电池单元702_2-702_n-1中。在该实例中，第一线圈和第二线圈分别起到初级线圈和次级线圈的作用。
显然，也可以采用其他方式将电池单元702_1多余的能量直接转移到电池单元702_n中，例如，检测和控制单元708控制第二开关阵列707中的开关SC_1和SD_1闭合，其他开关断开，并控制第一开关阵列706中的所有开关断开，电流由电池单元702_1流向第二线圈705。从电池单元702_1中转移出来的能量被存储在变压器703的磁芯中。检测和控制单元708控制第二开关阵列707中的开关SC_1和SD_1断开，第一开关阵列706中的开关SA_n和SB_n闭合，第一线圈704中出现感应电流，最终将变压器703的磁芯中存储的能量，即从电池单元702_1中转移出来的能量，转移到电池单元702_n中。此外，若检测和控制单元708控制第一开关阵列中的其他开关始终处于断开状态，电池单元702_1的能量就不会被转移到电池单元702_2-702_n-1中。在该实例中，第二线圈和第一线圈分别起到初级线圈和次级线圈的作用。
图8是根据本发明一个实施例的检测和控制单元执行的控制流程图。下面结合图4对图8的流程800进行描述。在步骤802中，监控多个电池单元中的每个电池单元的电压。在步骤804中，基于电池单元和线圈同名端的连接关系，将电池单元分为第一组电池单元和第二组电池单元。请参照图4，正极与线圈同名端连接的电池单元，如电池单元402_1、402_3......402_n-1为第一组电池单元，负极与线圈同名端连接的电池单元，如电池单元402_2、402_4......402_n为第二组电池单元。在步骤806中，从第一组电池单元中选择具有最高电压V(B_GAH)和最低电压V(B_GAL)的电池单元B_GAH和B_GAL，从第二组电池单元中选择具有最高电压V(B_GBH)和最低电压V(B_GBL)的电池单元B_GBH和B_GBL。在步骤808中，判断第一组电池单元中的最高电压V(B_GAH)和最低电压V(B_GAL)的差值或第二组电池单元中的最高电压V(B_GBH)和最低电压V(B_GBL)的差值是否大于第一阈值电压Vlim。第一阈值电压Vlim的大小可以根据实际应用来选择，在本发明的一个实施例中，第一阈值电压Vlim为0.5伏。若第一组电池单元中的最高电压和最低电压的差值或第二组电池单元中的最高电压和最低电压的差值大于第一阈值电压Vlim，进入步骤810，检查电池是否损坏，否则进入步骤812。
在步骤812中，判断第一组电池单元中的最高电压V(B_GAH)和第二组电池单元中的最低电压V(B_GBL)的差值是否小于第二阈值电压Vbal，第二组电池单元中的最高电压V(B_GBH)和第一组电池单元中的最低电压V(B_GAL)的差值是否小于第二阈值电压Vbal，第一组电池单元中的最高电压V(B_GAH)和最低电压V(B_GAL)的差值是否小于第二阈值电压Vbal，第二组电池单元中的最高电压V(B_GBH)和最低电压V(B_GBL)的差值是否小于第二阈值电压Vbal。第二阈值电压Vbal小于第一阈值电压Vlim，在本发明的一个实施例中，第二阈值电压Vbal为50毫伏。若步骤812中判断的差值都小于第二阈值电压Vbal，则在步骤814终止对电池单元的均衡，否则进入步骤816。
在步骤816中，判断第一组电池单元中的最高电压V(B_GAH)和最低电压V(B_GAL)的差值或第二组电池单元中的最高电压V(B_GBH)和最低电压V(B_GBL)的差值是否大于第三阈值电压Vthb。第三阈值电压Vthb大于第二阈值电压Vbal并且小于第一阈值电压Vlim，在本发明的一个实施例中，第三阈值电压Vthb为0.2伏。若第一组电池单元中的最高电压和最低电压的差值或第二组电池单元中的最高电压和最低电压的差值大于第三阈值电压Vthb，则进入步骤818的正常均衡模式，否则进入步骤820。控制流程在步骤818之后进入步骤822。在步骤822中，将第一组电池单元中具有最高电压的电池单元B_GAH的部分能量转移到第二组电池单元中具有最低电压的电池单元B_GBL，并将第二组电池单元中具有最高电压的电池单元B_GBH的部分能量转移到第一组电池单元中具有最低电压的电池单元B_GAL。
在步骤820中，判断第一组电池单元中的最高电压V(B_GAH)和第二组电池单元中的最低电压V(B_GBL)的差值或第二组电池单元中的最高电压V(B_GBH)和第一组电池单元中的最低电压V(B_GAL)的差值是否大于第三阈值电压Vthb。若第一组电池单元中的最高电压和第二组电池单元中的最低电压的差值或第二组电池单元中的最高电压和第一组电池单元中的最低电压的差值大于第三阈值电压Vthb，则进入步骤824的快速均衡模式，否则进入步骤818的正常均衡模式。
控制流程在步骤824之后进入步骤826。在步骤826中，判断第一组电池单元中的最高电压和第二组电池单元中的最低电压的差值是否大于第二组电池单元中的最高电压和第一组电池单元中的最低电压的差值。若第一组电池单元中的最高电压和第二组电池单元中的最低电压的差值大于第二组电池单元中的最高电压和第一组电池单元中的最低电压的差值，则进入步骤828，否则进入步骤830。在步骤828中，将第一组电池单元中具有最高电压的电池单元B_GAH的部分能量转移到第二组电池单元中具有最低电压的电池单元B_GBL。在步骤830中，将第二组电池单元中具有最高电压的电池单元B_GBH的部分能量转移到第一组电池单元中具有最低电压的电池单元B_GAL。
图8所示的控制流程可以每隔一段时间，例如100毫秒，对每个电池单元的电压进行检测，即步骤802中监控到的电池单元的电压每隔100毫秒进行一次更新。图8所揭示的具体的控制流程仅仅作为示例。也就是说，本发明适用其他合理的控制流程或对图8进行改进的步骤。
图9是根据本发明一个实施例的均衡电池单元的方法流程图。在步骤902，检测串联连接的多个电池单元的电压。在步骤904，从检测到的多个电池单元的电压中选择具有最高电压的电池单元和具有最低电压的电池单元。在步骤906，将具有最高电压的电池单元的能量转移至具有最低电压的电池单元。
本发明的电池单元均衡电路使用能量转移装置，如反激式变压器，将具有第一数值的参数的电池单元的部分能量直接转移至具有第二数值的参数的电池单元，第一数值大于第二数值。在本发明的一个实施例中，参数为电压，第一数值和第二数值分别是所有电池单元中的最高电压的值和最低电压的值。本发明的电池单元均衡电路可以适用于电池的充电过程、放电过程和空闲状态，并且可以提高均衡效率和降低电路的复杂度。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (24)

1.一种电池单元均衡电路，其特征在于，包括：
第一电池单元，该第一电池单元具有第一数值的参数；
与所述第一电池单元串联连接的第二电池单元，该第二电池单元具有第二数值的参数，所述第一数值大于所述第二数值；及
变压器，用于将所述第一电池单元的部分能量转移至所述第二电池单元，所述变压器包括连接至所述第一电池单元两端的初级线圈和连接至所述第二电池单元两端的次级线圈。
2.根据权利要求1所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述参数是电压。
3.根据权利要求1所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述参数是荷电状态。
4.根据权利要求1所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述参数是容量。
5.根据权利要求1所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述第一电池单元的正极与所述初级线圈的同名端连接，所述第二电池单元的负极与所述次级线圈的同名端连接。
6.根据权利要求1所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述电池单元均衡电路还包括第一开关和第二开关，所述第一开关连接在所述第一电池单元和所述初级线圈之间，所述第二开关连接在所述第二电池单元和所述次级线圈之间。
7.根据权利要求6所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述电池单元均衡电路还包括检测和控制单元，用于检测所述第一电池单元的参数和所述第二电池单元的参数，并根据检测到的所述第一数值的参数和所述第二数值的参数，控制所述第一开关和所述第二开关交替的闭合和断开。
8.一种电池单元均衡电路，其特征在于，包括：
电池组，该电池组包括串联连接的多个电池单元，所述多个电池单元包括第一电池单元和第二电池单元，所述第一电池单元具有第一数值的参数，所述第二电池单元具有第二数值的参数，所述第一数值大于所述第二数值；及
连接至所述电池组的变压器，所述变压器包括第一线圈和第二线圈，用于将所述第一电池单元的部分能量转移至所述第二电池单元。
9.根据权利要求8所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述电池单元均衡电路还包括第一开关阵列和第二开关阵列，所述第一开关阵列连接在所述电池组和所述第一线圈之间，所述第二开关阵列连接在所述电池组和所述第二线圈之间。
10.根据权利要求9所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述电池单元均衡电路还包括检测和控制单元，用于检测所述第一电池单元的参数和所述第二电池单元的参数，并根据检测到的所述第一数值的参数和所述第二数值的参数，控制所述第一开关阵列和所述第二开关阵列中各个开关的闭合和断开，以使所述第一电池单元的所述部分能量转移至所述第二电池单元。
11.根据权利要求8所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述电池单元均衡电路还包括第一开关和第二开关，所述第一开关连接在所述第一电池单元和所述第一线圈之间，所述第二开关连接在所述第二电池单元和所述第二线圈之间。
12.根据权利要求11所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述电池单元均衡电路还包括检测和控制单元，用于检测所述第一电池单元的参数和所述第二电池单元的参数，并根据检测到的所述第一数值的参数和所述第二数值的参数，控制所述第一开关和所述第二开关交替的闭合和断开。
13.根据权利要求8所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述参数是电压，所述第一数值是所述多个电池单元中的最高电压的值，所述第二数值是所述多个电池单元中的最低电压的值。
14.一种电池单元均衡电路，其特征在于，包括：
串联连接的第一电池模块和第二电池模块，所述第一电池模块和所述第二电池模块分别包括多个电池单元，所述第一电池模块具有第一数值的参数，所述第二电池模块具有第二数值的参数，所述第一数值大于所述第二数值；及
变压器，用于将所述第一电池模块的部分能量转移至所述第二电池模块，所述变压器包括连接至所述第一电池模块的初级线圈和连接至所述第二电池模块的次级线圈。
15.根据权利要求14所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述第一电池模块的正极与所述初级线圈的同名端连接，所述第二电池模块的负极与所述次级线圈的同名端连接。
16.根据权利要求14所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述参数是电压。
17.根据权利要求14所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述参数是荷电状态。
18.根据权利要求14所述的电池单元均衡电路，其特征在于，所述参数是容量。
19.一种电池单元均衡方法，其特征在于，包括以下步骤：
检测第一电池单元的参数，所述第一电池单元的参数具有第一数值；
检测与所述第一电池单元串联连接的第二电池单元的参数，所述第二电池单元的参数具有第二数值，所述第一数值大于所述第二数值；及
将所述第一电池单元的部分能量通过变压器转移至所述第二电池单元。
20.根据权利要求19所述的电池单元均衡方法，其特征在于，所述转移步骤包括：
将所述第一电池单元的所述部分能量存储在所述变压器的磁芯内，所述变压器包括连接至所述第一电池单元两端的初级线圈和连接至所述第二电池单元两端的次级线圈；及
将存储在所述变压器的所述磁芯内的所述部分能量转移至所述第二电池单元。
21.根据权利要求20所述的电池单元均衡方法，其特征在于，所述存储步骤包括：
控制连接在所述第一电池单元和所述初级线圈之间的第一开关处于闭合状态；及
控制连接在所述第二电池单元和所述次级线圈之间的第二开关处于断开状态。
22.根据权利要求21所述的电池单元均衡方法，其特征在于，所述将存储在所述变压器的所述磁芯内的所述部分能量转移至所述第二电池单元的步骤包括：
控制所述第一开关处于断开状态；及
控制所述第二开关处于闭合状态。
23.一种电池单元均衡方法，其特征在于，包括：
检测串联连接的多个电池单元中每一个电池单元的参数；
从检测到的多个电池单元的参数中选择具有第一数值的参数的电池单元和具有第二数值的参数的电池单元，所述第一数值大于所述第二数值；及
将具有所述第一数值的参数的电池单元的部分能量通过变压器转移至具有所述第二数值的参数的电池单元。
24.根据权利要求23所述的电池单元均衡方法，其特征在于，所述参数是电压，所述第一数值是所述多个电池单元中的最高电压的值，所述第二数值是所述多个电池单元中的最低电压的值。
CN2009101785658A 2009-09-29 2009-09-29 电池单元均衡电路及方法 Active CN102035010B (zh)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101785658A CN102035010B (zh) 2009-09-29 2009-09-29 电池单元均衡电路及方法
US12/891,784 US8164305B2 (en) 2009-09-29 2010-09-27 Battery management system with energy balance among multiple battery cells
JP2010218851A JP5687016B2 (ja) 2009-09-29 2010-09-29 複数の電池セル間のエネルギー均衡を用いる電池管理システム
US13/100,451 US8339100B2 (en) 2009-09-29 2011-05-04 Systems and methods for cell balancing
US13/445,423 US8344694B2 (en) 2009-09-29 2012-04-12 Battery management system with energy balance among multiple battery cells
US13/713,944 US8957625B2 (en) 2009-09-29 2012-12-13 Systems and methods for cell balancing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009101785658A CN102035010B (zh) 2009-09-29 2009-09-29 电池单元均衡电路及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102035010A true CN102035010A (zh) 2011-04-27
CN102035010B CN102035010B (zh) 2013-05-01

Family

ID=43780724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009101785658A Active CN102035010B (zh) 2009-09-29 2009-09-29 电池单元均衡电路及方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US8164305B2 (zh)
JP (1) JP5687016B2 (zh)
CN (1) CN102035010B (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102468673A (zh) * 2011-05-04 2012-05-23 凹凸电子（武汉）有限公司 转换电路、电池单元均衡系统及方法
CN102684263A (zh) * 2012-05-10 2012-09-19 上海众联能创新能源科技有限公司 基于对称多绕组变压器结构的串联电池组均衡电路及应用于该电路的控制方法
CN103066641A (zh) * 2011-10-21 2013-04-24 凌力尔特有限公司 优化的双向平衡方法和系统
CN103384073A (zh) * 2012-04-03 2013-11-06 罗伯特·博世有限公司 蓄电池系统、蓄电池模块充电方法及其平衡方法
CN103457325A (zh) * 2013-09-05 2013-12-18 江苏常隆客车有限公司 一种直接式锂离子电池无损均衡电路及均衡控制方法
CN104242396A (zh) * 2014-09-25 2014-12-24 北京新能源汽车股份有限公司 一种具有均衡功能的电动汽车优化能源系统
CN104539017A (zh) * 2014-12-31 2015-04-22 深圳先进技术研究院 一种动力电池组均衡系统及均衡方法
CN104917239A (zh) * 2015-06-11 2015-09-16 厦门理工学院 一种基于多线圈变压器的串联电池组充电均衡控制方法
CN105978100A (zh) * 2016-06-28 2016-09-28 简式国际汽车设计（北京）有限公司 一种电池双向均衡电路、系统以及均衡方法
CN106451686A (zh) * 2016-12-13 2017-02-22 东莞力朗电池科技有限公司 电池组均衡电路
CN106663953A (zh) * 2014-07-17 2017-05-10 贝能思科技有限公司 均衡串联的电能单位
CN107210610A (zh) * 2014-10-28 2017-09-26 威尔摩得公司 无线充电站
CN107294174A (zh) * 2017-07-25 2017-10-24 西安交通大学 一种电池单体与电池组间均衡电路结构与方法
CN108054447A (zh) * 2017-12-17 2018-05-18 山东元齐新动力科技有限公司 电池功率均衡通路选择电路及其工作方法、存储介质
US11984731B2 (en) 2014-12-22 2024-05-14 The Wiremold Company Ecosystem for surface-based wireless charging system

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8918299B2 (en) * 2009-12-02 2014-12-23 American Electric Vehicles, Inc. System and method for maximizing a battery pack total energy metric
US8791667B2 (en) 2011-01-31 2014-07-29 Infineon Technologies Ag Inductive charge balancing
DE102012203778A1 (de) 2011-04-04 2012-10-04 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Steuerung eines hybridischen Antriebsstrangs und Akkumulatoreinrichtung in diesem
JP2012253999A (ja) * 2011-05-11 2012-12-20 Shindengen Electric Mfg Co Ltd 電力変換回路
JP2012249369A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Toyota Industries Corp 二次電池電力供給起動回路及びセルバランス装置
JP5670261B2 (ja) * 2011-06-09 2015-02-18 株式会社日本自動車部品総合研究所 組電池の容量調節装置
US8692516B2 (en) 2011-09-23 2014-04-08 Linear Technology Corporation Stackable bi-directional multicell battery balancer
CN102577336A (zh) * 2011-07-21 2012-07-11 华为终端有限公司 一种无线宽带设备
US9166416B2 (en) * 2011-09-02 2015-10-20 Boston-Power, Inc. Method for balancing cells in batteries
JP5502918B2 (ja) * 2011-10-13 2014-05-28 株式会社日本自動車部品総合研究所 組電池の充放電装置
US9966780B2 (en) * 2012-03-25 2018-05-08 Gbatteries Energy Canada Inc. Extended life battery
US10084331B2 (en) * 2012-03-25 2018-09-25 Gbatteries Energy Canada Inc. Systems and methods for enhancing the performance and utilization of battery systems
US9231440B2 (en) * 2012-04-18 2016-01-05 Samsung Sdi Co., Ltd. Power supply apparatus and controlling method of the same
JP2014193016A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Nec Corp 蓄電装置、電池制御装置、及び電池制御方法
US10236538B2 (en) * 2013-05-31 2019-03-19 Laurence Lujun Chen Intelligent battery management system and method for optimizing battery set to the best performance
WO2014204649A1 (en) 2013-06-18 2014-12-24 Rocketship, Inc. Battery management system
FR3014612B1 (fr) * 2013-12-10 2015-12-04 IFP Energies Nouvelles Systeme et procede d'equilibrage de la charge d'une pluralite de modules de stockage d'energie
JP2015154606A (ja) 2014-02-14 2015-08-24 株式会社リコー 蓄電状態調整回路、蓄電状態調整システム、及び電池パック
KR102237034B1 (ko) 2014-02-18 2021-04-06 주식회사 실리콘웍스 다양한 밸런싱 동작 모드가 가능한 밸런싱 장치 및 그 방법
JP6528447B2 (ja) 2014-02-25 2019-06-12 株式会社リコー 視差演算システム及び距離測定装置
JP6728565B2 (ja) 2014-02-28 2020-07-22 株式会社リコー スイッチ回路の制御方法、蓄電状態調整回路、蓄電状態調整装置及び蓄電池パック
EP2916424B1 (en) 2014-03-04 2018-05-30 Ricoh Company, Ltd. Storage balancing circuit, storage balancing device, storage battery pack and switch circuit controlling method
EP2916423B1 (en) * 2014-03-04 2016-06-08 Ricoh Company, Ltd. Method of controlling a storage status adjusting circuit, and storage battery pack
JP2015195707A (ja) 2014-03-17 2015-11-05 株式会社リコー 蓄電状態調整回路、蓄電状態調整装置及び蓄電池パック
EP3001497A1 (de) * 2014-09-23 2016-03-30 HILTI Aktiengesellschaft Intelligentes Ladeende
CN106558892B (zh) * 2015-09-29 2019-05-03 华为技术有限公司 确定等效均衡电流的方法和系统、控制均衡的方法和系统
US10181733B2 (en) 2015-12-23 2019-01-15 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method of balancing voltages between battery racks
US10840725B2 (en) 2016-07-10 2020-11-17 Gbatteries Energy Canada Inc. Battery charging with charging parameters sweep
US10377262B2 (en) * 2016-12-06 2019-08-13 National Chung Shan Institute Of Science And Technology Range extending apparatus for electric vehicle and control method thereof
US10158247B2 (en) 2016-12-16 2018-12-18 Dell Products L.P. Systems and methods for enabling multiple battery backup units in a system
CN110768313A (zh) * 2018-07-25 2020-02-07 南京奥视威电子科技股份有限公司 一种电池及外部部件
US10326305B1 (en) 2018-08-27 2019-06-18 Ekergy Llc Personal power plant system and methods of inverse energy generation
US11018512B2 (en) 2018-12-06 2021-05-25 Hitachi Automotive Systems Americas, Inc. Energy storage device charge balancing
US10615610B1 (en) * 2019-05-28 2020-04-07 Ekergy Llc System and method for efficient charging of multiple battery cassettes
US11398734B2 (en) * 2019-06-27 2022-07-26 International Business Machines Corporation Dynamic adjustment of hold-up time between battery packs
JP7441692B2 (ja) * 2020-03-23 2024-03-01 Fdk株式会社 電池電圧均等化装置
CN114597930B (zh) * 2022-05-09 2022-08-26 锦浪科技股份有限公司 一种储能逆变器并机系统的电池平衡方法、装置及系统

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5828201A (en) 1997-10-30 1998-10-27 Lockheed Martin Corporation Method for maintaining the charge capacity of traction battery modules of a hybrid electric vehicle
US6140800A (en) 1999-05-27 2000-10-31 Peterson; William Anders Autonomous battery equalization circuit
TW492021B (en) 1999-11-05 2002-06-21 Tokin Corp Electrical energy storage provided with cell energy adjusting device and adjust method of cell energy
JP2001339865A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Hitachi Ltd セル電圧均等化装置、セル電圧均等化方法、ハイブリッドカー、及び組電池の生産方法
TW542470U (en) * 2000-07-11 2003-07-11 Ind Tech Res Inst Battery voltage balancer
JP3364836B2 (ja) * 2000-10-19 2003-01-08 富士重工業株式会社 電圧イコライザ装置およびその方法
US6642693B2 (en) * 2000-11-21 2003-11-04 Nagano Japan Radio Co., Ltd. Voltage equalizing apparatus for battery devices
US7061207B2 (en) * 2002-08-09 2006-06-13 H2Eye (International ) Limited Cell equalizing circuit
EP1568114B1 (en) 2002-11-25 2013-01-16 Tiax Llc Cell balancing system for equalizing state of charge among series-connected electrical energy storage units
DK1570538T3 (en) 2002-12-03 2017-01-23 Hydrogenics Corp Method and Device for Monitoring Fuel Cell Tensions
JP3848635B2 (ja) * 2003-04-23 2006-11-22 富士重工業株式会社 蓄電素子の電圧均等化装置
US20070257642A1 (en) 2003-06-19 2007-11-08 Sean Xiao Battery cell monitoring and balancing circuit
TWI228340B (en) * 2003-08-08 2005-02-21 Ind Tech Res Inst Voltage balance circuit for rechargeable batteries
CN1186868C (zh) * 2003-09-05 2005-01-26 北京交通大学 串联蓄电池组自动均衡装置
JP2005108543A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Yuasa Corp 蓄電池監視システム及び蓄電池監視方法
JP3795499B2 (ja) 2003-12-26 2006-07-12 富士重工業株式会社 蓄電素子の電圧均等化装置
CN2899130Y (zh) * 2005-08-03 2007-05-09 郭文成 串联电池组均衡控制器
TWI338990B (en) 2006-01-05 2011-03-11 Tpl Inc Method and apparatus for energy harvesting and/or generation, storage, and delivery
JP4490928B2 (ja) * 2006-02-01 2010-06-30 矢崎総業株式会社 電圧検出装置
CN101192755B (zh) * 2006-11-27 2011-06-29 比亚迪股份有限公司 一种动力电池组电压均衡管理装置及其管理方法
TWM319576U (en) 2007-01-24 2007-09-21 Chao-Ming Li Self-switching battery control circuit and charger thereof
KR101124800B1 (ko) 2007-02-09 2012-03-23 한국과학기술원 전하 균일 장치
US7928735B2 (en) 2007-07-23 2011-04-19 Yung-Sheng Huang Battery performance monitor
TWM331246U (en) 2007-11-01 2008-04-21 Nat Univ Chin Yi Technology Equalization charging circuit
JP4824040B2 (ja) 2007-12-14 2011-11-24 富士通株式会社 電池回路の制御装置、充電制御装置、これを用いた電子機器、および制御方法
CN101282046B (zh) 2008-05-07 2010-09-08 陈赖容 电池组管理电路
US8519670B2 (en) 2009-03-23 2013-08-27 Motiv Power Systems, Inc. System and method for balancing charge within a battery pack
CN101877486B (zh) 2009-04-30 2013-04-10 比亚迪股份有限公司 一种用于平衡电网负荷的电池储能电站

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8957625B2 (en) 2009-09-29 2015-02-17 O2Micro, Inc. Systems and methods for cell balancing
CN102468673A (zh) * 2011-05-04 2012-05-23 凹凸电子（武汉）有限公司 转换电路、电池单元均衡系统及方法
CN102468673B (zh) * 2011-05-04 2013-05-08 凹凸电子（武汉）有限公司 转换电路、电池单元均衡系统及方法
TWI460960B (zh) * 2011-05-04 2014-11-11 O2Micro Int Ltd 電池單元平衡方法、系統及電路
CN103066641A (zh) * 2011-10-21 2013-04-24 凌力尔特有限公司 优化的双向平衡方法和系统
TWI558062B (zh) * 2011-10-21 2016-11-11 線性科技股份有限公司 電池平衡系統與平衡電池堆疊的方法
CN103066641B (zh) * 2011-10-21 2015-07-08 凌力尔特有限公司 优化的双向平衡方法和系统
CN103384073A (zh) * 2012-04-03 2013-11-06 罗伯特·博世有限公司 蓄电池系统、蓄电池模块充电方法及其平衡方法
CN103384073B (zh) * 2012-04-03 2017-04-26 罗伯特·博世有限公司 蓄电池系统、蓄电池模块充电方法及其平衡方法
US9692242B2 (en) 2012-04-03 2017-06-27 Robert Bosch Gmbh Battery system, method for charging battery modules, and method for balancing battery modules
CN102684263A (zh) * 2012-05-10 2012-09-19 上海众联能创新能源科技有限公司 基于对称多绕组变压器结构的串联电池组均衡电路及应用于该电路的控制方法
CN103457325B (zh) * 2013-09-05 2019-01-11 江苏常隆客车有限公司 一种直接式锂离子电池无损均衡电路及均衡控制方法
CN103457325A (zh) * 2013-09-05 2013-12-18 江苏常隆客车有限公司 一种直接式锂离子电池无损均衡电路及均衡控制方法
CN106663953A (zh) * 2014-07-17 2017-05-10 贝能思科技有限公司 均衡串联的电能单位
CN106663953B (zh) * 2014-07-17 2019-07-26 贝能思科技有限公司 用于均衡由n个电能单位串联成一串的装置及其制造方法
CN104242396A (zh) * 2014-09-25 2014-12-24 北京新能源汽车股份有限公司 一种具有均衡功能的电动汽车优化能源系统
CN107210610A (zh) * 2014-10-28 2017-09-26 威尔摩得公司 无线充电站
US11984731B2 (en) 2014-12-22 2024-05-14 The Wiremold Company Ecosystem for surface-based wireless charging system
CN104539017A (zh) * 2014-12-31 2015-04-22 深圳先进技术研究院 一种动力电池组均衡系统及均衡方法
CN104917239B (zh) * 2015-06-11 2017-12-22 厦门理工学院 一种基于多线圈变压器的串联电池组充电均衡控制方法
CN104917239A (zh) * 2015-06-11 2015-09-16 厦门理工学院 一种基于多线圈变压器的串联电池组充电均衡控制方法
CN105978100A (zh) * 2016-06-28 2016-09-28 简式国际汽车设计（北京）有限公司 一种电池双向均衡电路、系统以及均衡方法
CN105978100B (zh) * 2016-06-28 2019-04-19 简式国际汽车设计（北京）有限公司 一种电池双向均衡电路、系统以及均衡方法
CN106451686A (zh) * 2016-12-13 2017-02-22 东莞力朗电池科技有限公司 电池组均衡电路
CN107294174A (zh) * 2017-07-25 2017-10-24 西安交通大学 一种电池单体与电池组间均衡电路结构与方法
CN108054447A (zh) * 2017-12-17 2018-05-18 山东元齐新动力科技有限公司 电池功率均衡通路选择电路及其工作方法、存储介质
CN108054447B (zh) * 2017-12-17 2020-07-31 山东元齐新动力科技有限公司 电池功率均衡通路选择电路及其工作方法、存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN102035010B (zh) 2013-05-01
JP5687016B2 (ja) 2015-03-18
US20110076525A1 (en) 2011-03-31
US8164305B2 (en) 2012-04-24
JP2011083182A (ja) 2011-04-21
US8344694B2 (en) 2013-01-01
US20120196159A1 (en) 2012-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102035010B (zh) 电池单元均衡电路及方法
US9013148B2 (en) Lithium-ion battery pack and method of charge/discharge equalizing
CN102468673B (zh) 转换电路、电池单元均衡系统及方法
CN108134414B (zh) 一种模块化均衡电路及其均衡方式
US9136715B2 (en) Rechargeable battery pack and method of charge/discharge equalizing
CN106786880B (zh) 一种新型分层均衡电路
US20100123433A1 (en) Voltage equalization apparatus and method for battery system
CN107733007B (zh) 一种电池组双目标直接均衡电路及均衡方法
US9126499B2 (en) Electric vehicle running control system
CN103326439A (zh) 电池组的均衡电路及方法
CN106532852B (zh) 基于lc串联储能的电池组均衡电路
CN108011425B (zh) 一种电池组主动均衡电路及方法
WO2012042401A2 (en) Charge balancing system
CN107134599B (zh) 一种串联电池组的电压均衡电路及其工作方法
CN102148521A (zh) 蓄电池组均衡装置
CN105186623A (zh) 电池电量平衡装置
CN106712168B (zh) 一种基于电感储能的并联电池组双向无损均衡电路
CN103036256A (zh) 变压器扫描链式蓄电池组均衡电路及方法
TWI390822B (zh) 電池單元平衡電路及其方法
CN202872396U (zh) 一种基于电感储能的串联电池组充放电均衡电路
CN106602648B (zh) 一种基于电感储能的串联电池组双向无损均衡的改良电路
CN102832667A (zh) 一种基于电感储能的串联电池组充放电均衡电路
CN218958586U (zh) 一种双模式的主动均衡锂离子电池电路
CN102832666A (zh) 一种基于电感储能的串联电池组放电均衡电路
See et al. Charge-based self-equalization for imbalance battery pack in an energy storage management system: developing a time-based equalization algorithm

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant