CN102761166A - 一种锂离子电池组均衡电路及均衡方法 - Google Patents

Abstract

一种锂离子电池组均衡电路及均衡方法，涉及一种电池均衡电路及均衡方法。它是为了解决现有的电池组中各电池单体之间的不均衡导致降低电池寿命的问题。它在电池静置时能够进行电池组内部的自动均衡，使各个电池单体电量保持在允许范围内，从而延长电池使用寿命。其优势在于，单体对单体的均衡结构可以提高均衡效率减少均衡时间；均衡电流的调节采用闭环控制，实现了充电电流的恒定，有助于更好的估算均衡期间的能量流动。同时在达到上限截止电压时进入恒压模式防止过充。同步整流电路的加入，降低了导通损耗，提高了均衡效率。保护机制能有效的防止过流、短路和过温情况下继续工作，保证均衡器安全工作。本发明适用于锂离子电池组的电理均衡。

Description

一种锂离子电池组均衡电路及均衡方法

技术领域

本发明涉及一种电池均衡电路及均衡方法。

背景技术

一个电池组由许多电池单体串联或者并联后串联组成。这些电池单体由于制作工艺、电池老化、电池温度不同以及内阻变化等因素，造成电池组在经过一段时间的充放电循环后出现各电池单体之间的不均衡，如果继续使用，电池组的放电电量将由电量最小电池决定，所以电量最小的电池容易出现过放电现象，导致电池单体出现不可恢复的损坏，进而影响串联电池组寿命。

发明内容

本发明是为了解决现有的电池组中各电池单体之间的不均衡导致降低电池寿命的问题，从而提供一种锂离子电池组均衡电路及均衡方法。

一种锂离子电池组均衡电路，锂离子电池组1由N节锂离子电池串联构成，所述锂离子电池组在工作时处于静置状态，N为大于或等于2的正整数；它包括继电器网络3、一号输入总线41、二号输入总线42、一号输出总线51、二号输出总线52、一号换向开关61、二号换向开关62、微控制器7、正激变换器8和电压采集电路；

锂离子电池组1的正极、N-2个公共端和负极为锂离子电池组1的N个信号输出端；所述公共端是指相邻两个锂离子电池之间的连接点，继电器网络3由2N个继电器构成；所述继电器网络3用于在微控制器7的控制下将锂离子电池组1中的任意一节单体电池的两端分别与一号输入总线41、二号输入总线42连接，或者将锂离子电池组1中的任意一节单体电池的两端分别与一号输出总线51、二号输出总线52连接，微控制器7的正激变换器控制信号输出端与正激变换器8的控制信号输入端连接；

一号换向开关61用于将一号输入总线41和二号输入总线42与正激变换器8的两个信号输出端连接；

二号换向开关62用于将一号输出总线51和二号输出总线52与正激变换器8的两个信号输入端连接；

电压采集电路由电压采集芯片10和数字隔离器11组成，所述电压采集芯片10用于采集锂离子电池组1中每节锂离子电池两端的电压；所述电压采集芯片10将采集的电压信号转换成数字信号之后通过数字隔离器11与微控制器7的电压采集信号输入端连接；电压采集芯片10的控制信号输入端通过数字隔离器11与微控制器7的电压采集控制信号输出端连接。

正激变换器8包括组内高SOC电池V1、二极管D、主开关管SR-Q、变压器B、一号开关管SR-Q1、二号开关管SR-Q2、储能电感L、采样电阻R、电容C、组内低SOC电池V2、电流采样单元81、电压采样单元82和PWM驱动控制电路83；

组内高SOC电池V1的电源正端同时与二极管D的阴极和变压器B原边的一端连接；组内高SOC电池V1的电源负端同时与二极管D的阳极和主开关管SR-Q的一端连接；所述主开关管SR-Q的另一端与变压器B原边的另一端连接；变压器B副边的一端同时与一号开关管SR-Q1的一端和储能电感L的一端连接；所述储能电感L的另一端同时与电容C的一端和组内低SOC电池V2的电源正端连接；电容C的另一端接电源地；组内低SOC电池V2的电源负端与采样电阻R的一端连接；所述采样电阻R的另一端同时与一号开关管SR-Q1的另一端和二号开关管SR-Q2的一端连接；所述二号开关管SR-Q2的另一端与变压器B副边的另一端连接；主开关管SR-Q的控制端与PWM驱动控制电路83的控制信号输出端连接；电流采样单元81采集通过采样电阻R的电流，该电流信号是接入正激变换器8的单体电池的电流信号，所述电流采样单元81的电流采样信号输出端与PWM驱动控制电路83的电流采样信号输入端连接；电压采样单元82采集组内低SOC电池V2两端的电压，所述电压采样单元82的电压采样信号输出端与PWM驱动控制电路83的电压采样信号输入端连接；一号开关管SR-Q1的控制端是一号同步整流驱动信号端；二号开关管SR-Q2的控制端是二号同步整流驱动信号端。

它还包括过电流保护电路，所述过电流保护电路包括电流反馈单元91、过流值设定单元92、比较器93和RS触发器94和主开关管集成驱动控制芯片95，电流反馈单元91通过采样电阻R采集电池组的充电电流信号，所述电流反馈单元91的电流值输出端与比较器93的一个输入端连接；过流值设定单元92的过流值输出端与比较器93的另一个输入端连接；所述比较器93的输出端与RS触发器94的S输入端连接；所述RS触发器94的R输入端连接低电平，所述RS触发器94的反向信号输出端与主开关管集成驱动控制芯片95的触发信号输入端连接；所述主开关管集成驱动控制芯片95的控制信号输出端与PWM驱动控制电路83的触发信号输入端连接。

它还包括N个熔断器2，所述锂离子电池组1的电源正端、N-2个公共端和电源负端分别通过N个熔断器2与继电器网络3的N个电源接入端连接。

基于上述电路的锂离子电池组均衡方法，其特征是：它由以下步骤实现：

步骤一、将电池静置至稳定状态，采用电压采集模块采集锂离子电池组中各单体电池的两端电压，分别采集锂离子电池组中各单体电池的表面温度，并根据所述各单体电池的两端电压和表面温度计算各电池单体的荷电量SOC；

步骤二、根据荷电量SOC和电压的对应关系，找出锂离子电池组中荷电量SOC最高和荷电量SOC最低的两节电池单体，并计算该两节电池单体的荷电差，进而根据所述荷电差计算所需均衡时间；

步骤三、微控制器启动对应的继电器控制该两节电池接入正激均衡变换器，并控制正激均衡变换器对该两节电池进行均衡，直至均衡时间结束；

步骤四、判断锂离子电池组中各电池单体之间的荷电量SOC之差是否小于或等于5%，如果判断结果为否，则返回执行步骤一；如果判断结果为是，则完成锂离子电池组的均衡。

每个继电器均连接一个LED灯，当该继电器闭合时，与其连接的LED灯点亮。

本发明提供一种串联锂离子电池组单体对单体的均衡方法，使电池在静置时能够进行电池组内部的自动均衡，使各个电池单体电量保持在允许范围内，延长电池使用寿命。本发明能够实现对电动汽车电池的静态均衡，优势在于，单体对单体的均衡结构可以提高均衡效率减少均衡时间；光电mos管作为开关阵列的切合器件，具有更好的抗震效果和稳定性；均衡电流的调节采用闭环控制，实现了充电电流的恒定，有助于更好的估算均衡期间的能量流动情况。同时在达到上限截止电压时进入恒压模式防止过充。同步整流电路的加入，降低了导通损耗，提高了均衡效率。保护机制能有效的防止过流、短路和过温情况下继续工作，保证均衡器安全工作。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的电压采集电路的采集原理示意图；图3是本发明的正激均衡变换器的结构示意图；图4是过流保护电路的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1至图2说明本具体方式，一种锂离子电池组均衡电路，锂离子电池组1由N节锂离子电池串联构成，所述锂离子电池组在工作时处于静置状态，N为大于或等于2的正整数；它包括继电器网络3、一号输入总线41、二号输入总线42、一号输出总线51、二号输出总线52、一号换向开关61、二号换向开关62、微控制器7、正激变换器8和电压采集电路；

锂离子电池组1的正极、N-2个公共端和负极为锂离子电池组1的N个信号输出端；所述公共端是指相邻两个锂离子电池之间的连接点，继电器网络3由2N个继电器构成；所述继电器网络3用于在微控制器7的控制下将锂离子电池组1中的任意一节单体电池的两端分别与一号输入总线41、二号输入总线42连接，或者将锂离子电池组1中的任意一节单体电池的两端分别与一号输出总线51、二号输出总线52连接，微控制器7的正激变换器控制信号输出端与正激变换器8的控制信号输入端连接；

一号换向开关61用于将一号输入总线41和二号输入总线42与正激变换器8的两个信号输出端连接；

二号换向开关62用于将一号输出总线51和二号输出总线52与正激变换器8的两个信号输入端连接；

电压采集电路由电压采集芯片10和数字隔离器11组成，所述电压采集芯片10用于采集锂离子电池组1中每节锂离子电池两端的电压；所述电压采集芯片10将采集的电压信号转换成数字信号之后通过数字隔离器11与微控制器7的电压采集信号输入端连接；电压采集芯片10的控制信号输入端通过数字隔离器11与微控制器7的电压采集控制信号输出端连接。

具体实施方式二、结合图3说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一所述的一种锂离子电池组均衡电路的区别在于，正激变换器8包括组内高SOC电池V1、二极管D、主开关管SR-Q、变压器B、一号开关管SR-Q1、二号开关管SR-Q2、储能电感L、采样电阻R、电容C、组内低SOC电池V2、电流采样单元81、电压采样单元82和PWM驱动控制电路83；

组内高SOC电池V1的电源正端同时与二极管D的阴极和变压器B原边的一端连接；组内高SOC电池V1的电源负端同时与二极管D的阳极和主开关管SR-Q的一端连接；所述主开关管SR-Q的另一端与变压器B原边的另一端连接；变压器B副边的一端同时与一号开关管SR-Q1的一端和储能电感L的一端连接；所述储能电感L的另一端同时与电容C的一端和组内低SOC电池V2的电源正端连接；电容C的另一端接电源地；组内低SOC电池V2的电源负端与采样电阻R的一端连接；所述采样电阻R的另一端同时与一号开关管SR-Q1的另一端和二号开关管SR-Q2的一端连接；所述二号开关管SR-Q2的另一端与变压器B副边的另一端连接；主开关管SR-Q的控制端与PWM驱动控制电路83的控制信号输出端连接；电流采样单元81采集通过采样电阻R的电流，该电流信号是接入正激变换器8的单体电池的电流信号，所述电流采样单元81的电流采样信号输出端与PWM驱动控制电路83的电流采样信号输入端连接；电压采样单元82采集组内低SOC电池V2两端的电压，所述电压采样单元82的电压采样信号输出端与PWM驱动控制电路83的电压采样信号输入端连接；一号开关管SR-Q1的控制端是一号同步整流驱动信号端；二号开关管SR-Q2的控制端是二号同步整流驱动信号端。

具体实施方式三、结合图4说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式二所述的一种锂离子电池组均衡电路的区别在于，它还包括过电流保护电路，所述过电流保护电路包括电流反馈单元91、过流值设定单元92、比较器93和RS触发器94和主开关管集成驱动控制芯片95，电流反馈单元91通过采样电阻R采集电池组的充电电流信号，所述电流反馈单元91的电流值输出端与比较器93的一个输入端连接；过流值设定单元92的过流值输出端与比较器93的另一个输入端连接；所述比较器93的输出端与RS触发器94的S输入端连接；所述RS触发器94的R输入端连接低电平，所述RS触发器94的反向信号输出端与主开关管集成驱动控制芯片95的触发信号输入端连接；所述主开关管集成驱动控制芯片95的控制信号输出端与PWM驱动控制电路83的触发信号输入端连接。

具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式三所述的一种锂离子电池组均衡电路的区别在于，它还包括N个熔断器2，所述锂离子电池组1的电源正端、N-2个公共端和电源负端分别通过N个熔断器2与继电器网络3的N个电源接入端连接。

本发明中的电压采集模块是均衡器硬件构成的一部分，电压采集模接收微控制器通过总线发出的控制指令后进行电压和温度的测量，内部集成高精度A/D转换器将模拟电压和温度信号转化成数字信号通过总线传回微控制器。这种电压采集方式大大简化设计并能有效提高采集精度。

本发明中的单体对单体电池均衡器有一个共用的均衡主电路，通过开关阵列切换不同电池来实现任意两节之间的电池组内部均衡。这种均衡器将能量从最高电池向最低电池转移，更有效率和针对性。

本发明中的均衡主电路采用正激变换结构，输出端利用闭环反馈实现均衡电流恒定，同时在二次侧加入了同步整流电路，用低导通阻抗的MOSFET管代替二极管，从而减小均衡损耗，提高均衡效率。此外，过流保护机制在发生过流故障时，关闭主开关管的驱动信号并一直保持锁死状态，确保故障情况不进行工作。

工作原理：所述电压采集模块接线分别与电池组中的各个电池单体相连，采集各个电池单体电压和温度信息，监控电池均衡状态的同时为均衡策略的制定提供依据。

所述正激均衡变换器实现电池单体到单体的能量传递。该均衡变换器主电路包含正激变压器，一个开关管及其反向并联的二极管。所述均衡器的主开关管驱动控制采用集成PWM控制芯片，由微控制器控制其工作还是停止。变压器二次侧采用同步整流电路替代两个二极管，驱动信号来自集成同步整流芯片。

所述开关阵列控制电路将放电电池和被充电电池分别接入放电总线2条和充电总线2条。微控制器MCU通过译码器控制光电mos管实现电池接入和断开,译码器可以保证一条总线上每次只能有一个光电mos管的高压端接入,避免由于微处理器MCU误动作导致的短路。其中开关阵列由光电mos管组成，避免了机械继电器由于震动而容易出现的误切合，提高安全性，减少安全隐患。

所述均衡保护电路的作用是在均衡过程中出现过流、过温异常现象时关闭PWM控制芯片的输出。当出现短路故障时，快速熔断丝熔断，避免对电池造成损害。

所述的串联电池组为12节串联锂离子，理论上电池的数量可以是任意，只要继电器网络能够进行任意两节电池的切入，正激均衡变换器可以对电池组中与继电器网络相连的任意两节电池进行均衡操作。

具体过程如下：

首先，在电池静置足够长时间后，电池的端电压可以近似表示电池电动势，根据电动势可以近似估算电池SOC。电压采集模块采集各个电池单体的电压和温度，分别计算出各个电池单体的SOC作为均衡判断的依据。

然后，根据SOC和电压的对应关系，给出串联电池组中最高SOC和最低SOC两节电池的编号。判断两者SOC差异，根据均衡器效率和电池的不均衡程度综合考虑，计算出均衡所需时间。均衡结束终止条件为放电电池或者充电电池有一方达到电池组平均SOC。微控制器控制开关阵列分别将两节电池接入到正激均衡变换器的输入端和输出端。微控制器发出启动均衡指令。正激均衡变换器自动调节输出端电流使其恒定，当达到计算的均衡时间时，这一轮均衡结束。静置一段时间后，继续检测其他电池电压，并做相同的均衡操作。最终结果达到电池和电池之间SOC差异在5%以内。在均衡过程中如果被充电电池达到上限截止电压时自动转为恒压模式充电。否则将一直进行恒流充电。均衡过程中闭合的光电mos管所对应的LED会点亮，指示当前工作状态。

本发明的主要技术要点包括：A、均衡主电路采用单向正激变换器。正激变换器在二次侧单独设置了储能电感，设计上更加方便。变压器实现了电气隔离，使串联的不同电池有了可靠的隔离。该正激变换器原边的可控开关管，保证能量单向流动。复位绕组是正激变换器特有的，在主开关管关断期间进行磁复位，并将能量反充给电池。该拓扑结构简单、设计方便、易于实现、效率高、速度快、传输功率大。

B、采用光电MOS管来选择各节电池，减小了连接损耗，由于这种mosfet是光电隔离的，所以避免了由于行车过程中由于机械震动导致的误动作。本发明中，以一个12节电池的串联作为一组，每一个电池连接端接2个光电mos管的漏极，通过24个光电mos管构建成4条总线，分别是输入和输出的两条总线。每条总线光电mos管的控制都是通过译码器完成的，这样可以保证每条总线只有一个电池接入，避免了由于一条总线上多电池接入而导致的短路。为了方便进行任意一节单体到任意另外一节单体的能量传递，加入了换向装置。

C、采用微控制器控制集成电压采集模块收集的电压和温度信息，根据电压和温度情况发出均衡指令并给出均衡策略。集成电压采集芯片实时采集各节电池电压，并通过总线传递给微控制器进行汇总处理，选出最高容量电池和最低容量电池的编号，然后控制光电mos管网络切合接入相应的电池。微控制器给集成驱动芯片发出均衡启动指令，驱动芯片为主开关管发出驱动脉冲，开关管导通，高容量电池通过变压器给储能电感充电，开关管关断时，根据正激变换器的原理，变压器原边复位，副边储能电感继续为低容量电池充电。根据均衡策略设定的时间进行均衡，当达到预定时间，微控制器控制停止均衡。

D、采用集成同步整流驱动芯片驱动变压器二次侧的两个mos管，从而取代通常的二极管，由于mos管的导通压降远低于普通二极管的导通压降，所以这种方法可以减小导通压降，同时提高均衡效率。由于mos管是双向导通器件，驱动信号必须严格处理，避免同时导通的现象发生。集成驱动芯片通过变压器二次侧电压采集同步信号，不需要同从原边取信号。根据同步信号，给出两个mos管的带有死区的互补驱动脉冲，保证两个mos管不同时导通，防止发生短路现象。同时，当检测到电流过小时关闭两个脉冲的输出。

E、为了防止均衡过程中出现异常现象。采用了保护机制。当输出端电流超过电流上限设定值时，由或非门构成的RS触发器一旦动作，将保持锁死状态，确保集成驱动控制芯片关闭，从而达到保护的目的。一旦RS触发器锁死，必须通过解决过电流故障并重新为均衡器上电才能解除锁死状态。这种过电流保护机制可以有效的防止由于正激变换器输出端过电流而造成的对电池的损害。同时，每一个电池两端都接入了快速熔断器，当发生短路故障时，熔断器动作，避免电池的损害。当检测到过温异常时，微控制器关闭主开关管驱动控制器的脉冲输出，待故障解除后重新启动工作。

如图1、2所示，本实施例中电池均衡的主要工作过程是这样的：微控制器给电压采集模块发出控制指令，实时循环采集各节电池的电压和温度信息，然后通过总线将这些信息传送给均衡控制器，均衡控制器根据获得的电池信息给出每一节电池的当前SOC状况，分别选出最高SOC电池和最低SOC电池，次高SOC电池和次低SOC电池，以此类推。配组完成后，根据组内两节电池的SOC情况进行筛选，如果两节电池SOC差异在5%以下，则不对这组电池进行均衡操作。筛选后，选出需要均衡的组及其组的数量。依次对各个组进行均衡操作，组内高SOC电池接正激变换器的输入端，组内低SOC电池接正极变换器的输出端。正激变换器输出端采用恒流闭环控制模式，一旦被充电电池电压超过上限截止电压就立即转为恒压充电模式，防止由于过充对电池造成的损害。为了防止过均衡导致能量的流失，以周期形式进行均衡操作，恒定电流均衡10分钟后停止15分钟，在停止均衡阶段电压采集模块实时采集电池电压，如果在停止的15分钟内电池SOC同电池组平均SOC差异在5%以内视为本组均衡结束，如果电池SOC同电池组平均SOC差异超过5%则进行下一个周期的均衡。每个组都进行相同的操作。最终达到电池组内各节电池SOC差异在一定范围内。

如图2电池电压、温度的采集由集成电压采集芯片完成，芯片接收到均衡主控器的测量指令后，自动循检各节电池并启动内部A/D进行转换，将各电池单体电压和电池温度采集完成后暂存到片内寄存器中，然后通过总线将电压和温度传给均衡主控器。均衡主控器根据指定的均衡策略按顺序通过译码器选通相应的光电mos管。同时根据均衡策略控制集成驱动芯片启动均衡周期。

如图3正激变压器二次侧利用低导通阻抗的N沟道mos管代替传统的二极管。驱动信号来自集成同步整流驱动芯片，芯片供电来自于变压器辅助供电绕组。芯片从变压器二次侧经过电阻分压后获得同步信号。根据这个同步信号产生带有死区的互补驱动信号，保证两个mos管不能同时导通。当主开关管导通时，SR-Q2导通，SR-Q1关断，能量储存在储能电感中；当主开关管关断时，SR-Q2关断，SR-Q1导通，储能电感放电为电池充电。这种集成同步整流电路可以减少信号采集和驱动的麻烦，节约成本、提高效率。

如图4在输出侧通过采样电阻采集充电电流信号，与设定的保护值进行比较，一旦高于设定值，或非门搭建的RS触发器启动，S端拉高，触发器输出隔离后与主开关管集成驱动控制芯片的控制端相连，关闭驱动控制芯片，从而达到过流保护目的。一旦发生过流故障，RS触发器就处于锁死状态，电流恢复正常也不取消此状态。直到修复过流故障并重新上电后，锁死状态解除。均衡器正常工作。

具体实施方式五、基于具体实施方式一的锂离子电池组均衡方法，它由以下步骤实现：

步骤一、将电池静置至稳定状态，采用电压采集模块采集锂离子电池组中各单体电池的两端电压，分别采集锂离子电池组中各单体电池的表面温度，并根据所述各单体电池的两端电压和表面温度计算各电池单体的荷电量SOC；

步骤二、根据荷电量SOC和电压的对应关系，找出锂离子电池组中荷电量SOC最高和荷电量SOC最低的两节电池单体，并计算该两节电池单体的荷电差，进而根据所述荷电差计算所需均衡时间；

步骤三、微控制器启动对应的继电器控制该两节电池接入正激均衡变换器，并控制正激均衡变换器对该两节电池进行均衡，直至均衡时间结束；

步骤四、判断锂离子电池组中各电池单体之间的荷电量SOC之差是否小于或等于5%，如果判断结果为否，则返回执行步骤一；如果判断结果为是，则完成锂离子电池组的均衡。

每个继电器均连接有一个LED灯，当该继电器闭合时，与其连接的LED灯点亮。

Claims (6)

1.一种锂离子电池组均衡电路，锂离子电池组（1）由N节锂离子电池串联构成，所述锂离子电池组在工作时处于静置状态，N为大于或等于2的正整数；其特征是：它包括继电器网络（3）、一号输入总线（41）、二号输入总线（42）、一号输出总线（51）、二号输出总线（52）、一号换向开关（61）、二号换向开关（62）、微控制器（7）、正激变换器（8）和电压采集电路；

锂离子电池组（1）的正极、N-2个公共端和负极为锂离子电池组（1）的N个信号输出端；所述公共端是指相邻两个锂离子电池之间的连接点，继电器网络（3）由2N个继电器构成；所述继电器网络（3）用于在微控制器（7）的控制下将锂离子电池组（1）中的任意一节单体电池的两端分别与一号输入总线（41）、二号输入总线（42）连接，或者将锂离子电池组（1）中的任意一节单体电池的两端分别与一号输出总线（51）、二号输出总线（52）连接，微控制器（7）的正激变换器控制信号输出端与正激变换器（8）的控制信号输入端连接；

一号换向开关（61）用于将一号输入总线（41）和二号输入总线（42）与正激变换器（8）的两个信号输出端连接；

二号换向开关（62）用于将一号输出总线（51）和二号输出总线（52）与正激变换器（8）的两个信号输入端连接；

电压采集电路由电压采集芯片（10）和数字隔离器（11）组成，所述电压采集芯片（10）用于采集锂离子电池组（1）中每节锂离子电池两端的电压；所述电压采集芯片（10）将采集的电压信号转换成数字信号之后通过数字隔离器（11）与微控制器（7）的电压采集信号输入端连接；电压采集芯片（10）的控制信号输入端通过数字隔离器（11）与微控制器（7）的电压采集控制信号输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池组均衡电路，其特征在于正激变换器（8）包括组内高SOC电池（V1）、二极管（D）、主开关管（SR-Q）、变压器（B）、一号开关管（SR-Q1）、二号开关管（SR-Q2）、储能电感（L）、采样电阻（R）、电容（C）、组内低SOC电池（V2）、电流采样单元（81）、电压采样单元（82）和PWM驱动控制电路（83）；

组内高SOC电池（V1）的电源正端同时与二极管（D）的阴极和变压器（B）原边的一端连接；组内高SOC电池（V1）的电源负端同时与二极管（D）的阳极和主开关管（SR-Q）的一端连接；所述主开关管（SR-Q）的另一端与变压器（B）原边的另一端连接；变压器（B）副边的一端同时与一号开关管（SR-Q1）的一端和储能电感（L）的一端连接；所述储能电感（L）的另一端同时与电容（C）的一端和组内低SOC电池（V2）的电源正端连接；电容（C）的另一端接电源地；组内低SOC电池（V2）的电源负端与采样电阻（R）的一端连接；所述采样电阻（R）的另一端同时与一号开关管（SR-Q1）的另一端和二号开关管（SR-Q2）的一端连接；所述二号开关管（SR-Q2）的另一端与变压器（B）副边的另一端连接；主开关管（SR-Q）的控制端与PWM驱动控制电路（83）的控制信号输出端连接；电流采样单元（81）采集通过采样电阻（R）的电流，所述电流采样单元（81）的电流采样信号输出端与PWM驱动控制电路（83）的电流采样信号输入端连接；电压采样单元（82）采集组内低SOC电池（V2）两端的电压，所述电压采样单元（82）的电压采样信号输出端与PWM驱动控制电路（83）的电压采样信号输入端连接；一号开关管（SR-Q1）的控制端是一号同步整流驱动信号端；二号开关管（SR-Q2）的控制端是二号同步整流驱动信号端。

3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池组均衡电路，其特征在于它还包括过电流保护电路，所述过电流保护电路包括电流反馈单元（91）、过流值设定单元（92）、比较器（93）和RS触发器（94）和主开关管集成驱动控制芯片（95），电流反馈单元（91）通过采样电阻（R）采集电池组的充电电流信号，所述电流反馈单元（91）的电流值输出端与比较器（93）的一个输入端连接；过流值设定单元（92）的过流值输出端与比较器（93）的另一个输入端连接；所述比较器（93）的输出端与RS触发器（94）的S输入端连接；所述RS触发器（94）的R输入端连接低电平，所述RS触发器（94）的反向信号输出端与主开关管集成驱动控制芯片（95）的触发信号输入端连接；所述主开关管集成驱动控制芯片（95）的控制信号输出端与PWM驱动控制电路（83）的触发信号输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池组均衡电路，其特征在于它还包括N个熔断器（2），所述锂离子电池组（1）的电源正端、N-2个公共端和电源负端分别通过N个熔断器（2）与继电器网络（3）的N个电源接入端连接。

5.基于权利要求1的锂离子电池组均衡方法，其特征是：它由以下步骤实现：

步骤一、将电池静置至稳定状态，采用电压采集模块采集锂离子电池组中各单体电池的两端电压，分别采集锂离子电池组中各单体电池的表面温度，并根据所述各单体电池的两端电压和表面温度计算各电池单体的荷电量SOC；

步骤二、根据荷电量SOC和电压的对应关系，找出锂离子电池组中荷电量SOC最高和荷电量SOC最低的两节电池单体，并计算该两节电池单体的荷电差，进而根据所述荷电差计算所需均衡时间；

步骤三、微控制器启动对应的继电器控制该两节电池接入正激均衡变换器，并控制正激均衡变换器对该两节电池进行均衡，直至均衡时间结束；

步骤四、判断锂离子电池组中各电池单体之间的荷电量SOC之差是否小于或等于5%，如果判断结果为否，则返回执行步骤一；如果判断结果为是，则完成锂离子电池组的均衡。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池组均衡方法，其特征在于每个继电器均连接有一个LED灯，当该继电器闭合时，与其连接的LED灯点亮。

Images