CN108306397A - 一种能量均衡电路及能量均衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种能量均衡电路及能量均衡装置，涉及电池领域，能够在保持电路的损耗稳定的同时，提升电路的均衡能力。该能量均衡电路包括耦合支路以及接收支路，耦合支路包括一个发送线圈和至少一个接收线圈，每个接收线圈均与发送线圈通过电磁感应的方式耦合，接收支路包括至少一个子接收支路，每个接收线圈唯一连接一个子接收支路，每个子接收支路包括整流支路，对于至少一个子接收支路中的第一子接收支路，该第一子接收支路还包括与第一整流支路和第一接收线圈均连接的第一提升支路，第一接收线圈为与第一子接收支路连接的接收线圈。

Description

一种能量均衡电路及能量均衡装置

技术领域

本发明实施例涉及电池领域，尤其涉及一种能量均衡电路及能量均衡装置。

背景技术

由于工艺条件的限制，同一型号规格不同的电池的电压、内阻、容量等参数存在一定的差异。在多个电池串联组成电池组的场景中，随着电池组充放电次数的增加，电池组中每个电池的老化程度以及温度不同，导致了各个电池的端电压出现差异，使得各个电池的能量分布出现了不均衡的现象，导致该串联电池组的寿命缩短。

现有技术中，存在一种实现电池组中各个电池的能量均衡分布的技术方案。该技术方案采用与受控交流电源连接的一个发送线圈同时对多个接收线圈充电，且每个接收线圈通过整流器连接串联电池组中的一个电池，即通过对串联电池组中的所有电池同时进行充电来实现各个电池之间的能量均衡分布。

上述方案中，通常可以通过增大受控交流电源的输出电压来提升上述电路的均衡能力(即实现电池组内各个电池的能量均衡分布的能力)，但是，受控交流电源的输出电压的增大，会使得受控交流电源的输出功率增大。而受控交流电源的输出功率的增大，会导致整个电路的损耗增大。

发明内容

本发明实施例提供一种能量均衡电路及能量均衡装置，能够在保持电路的损耗稳定的同时，提升电路的均衡能力。

第一方面，提供一种能量均衡电路，该能量均衡电路包括耦合支路以及与耦合支路连接的接收支路。耦合支路包括一个发送线圈和至少一个接收线圈，至少一个接收线圈中的每个接收线圈均与发送线圈通过电磁感应的方式 耦合，接收支路包括至少一个子接收支路，每个接收线圈唯一连接至少一个子接收支路中的一个子接收支路，至少一个子接收支路中的每个子接收支路包括整流支路。对于至少一个子接收支路中的第一子接收支路，第一子接收支路还包括：与第一整流支路和第一接收线圈均连接的第一提升支路，第一整流支路为第一子接收支路中的整流支路，第一接收线圈为与第一子接收支路连接的接收线圈。第一提升支路，用于在第一整流支路连接的第一充放电设备与第二整流支路连接的第二充放电设备之间的能量出现差异时，提高第一数值，第二整流支路为第二子接收支路中的整流支路，第二子接收支路为至少一个子接收支路中除第一子接收支路以外的其他任一子接收支路，第一数值为第一阻抗差与第一端电压差的比值，第一阻抗差为第一子接收支路的阻抗与第二子接收支路的阻抗之间的差值，第一端电压差为第一充放电设备的端电压与第二充放电设备的端电压之间的差值。

充放电设备组在与上述能量均衡电路连接之前，该充放电设备组在使用过程中，随着不断为充放电设备组进行充电、放电，会导致每个充放电设备的等效阻抗出现差异，进而导致每个充放电设备的端电压出现差异，即每个充放电设备的能量分布不均衡。具体为：等效阻抗大的充放电设备的端电压较高，该充放电设备的能量较多；等效电阻小的充放电设备的端电压较低，该充放电设备的能量较少。

充放电设备组在与上述能量均衡电路连接之后，在一个发送线圈和至少一个接收线圈的耦合作用下，若充放电设备和与该充放电设备连接的子接收支路组成的等效阻抗较大，则该充放电设备和与该充放电设备连接的子接收支路组成的等效阻抗在发送射线圈中映射的等效阻抗较小，根据串联分压原理，该充放电设备和与该充放电设备连接的子接收支路组成的等效阻抗通过发送线圈分得的电压较低，进而分得的能量较少。若充放电设备和与该充放电设备连接的子接收支路组成的等效阻抗较小，则该充放电设备和与该充放电设备连接的子接收支路组成的等效阻抗在发送射线圈中映射的等效阻抗较大，根据串联分压原理，该充放电设备和与该充放电设备连接的子接收支路组成的等效阻抗通过发送线圈分得的电压较高，进而分得的能量较多。可以看出，充放电设备得到的能量与该充放电设备的阻抗成反比。因此，连接之前能量较多的充放电设备得到的能量较少，连接之前能量较少的充放电设备得到的能量较多。

随着第一数值的提高，第一充放电设备与第二充放电设备通过发送线圈得到的能量的差值与第二端电压差的比值也会提高，相应的，流入第一充放电设备的电流与流入第二充放电设备的电流的差值与第二端电压差的比值也会提高。本发明实施例提供的能量均衡电路的均衡能力可以用各个充放电设备之间的阻抗差与端电压差的比值来表示，也可以用各个充放电设备之间的输入电流差与端电压差的比值来表示。因此，本发明实施例提供的能量均衡电路在第一提升支路的作用下，即可提升该电路的均衡能力，而无需再调节整个电路的输入电压。由于输入电压保持不变，因此本发明实施例提供的能量均衡电路能够保持电路的损耗稳定。综上所述，本发明实施例提供的能量均衡电路能够在保持电路的损耗稳定的同时，提升电路的均衡能力。

可选的，在本发明实施例的一种可能的实现方式中，第二子接收支路还包括与第二整流支路和第二接收线圈连接的第二提升支路，第二接收线圈为与第二子接收支路连接的接收线圈。第二提升支路用于在第二充放电设备与第三整流支路连接的第三充放电设备之间的能量出现差异时，提高第二数值。第三整流支路为第三子接收支路中的整流支路，第三子接收支路为至少一个子接收支路中除第二子接收支路以外的其他任一子接收支路。第二数值为第二阻抗差与第二端电压差的比值，第二阻抗差为第二子接收支路的阻抗与第三子接收支路的阻抗之间的差值，第二端电压差为第二充放电设备的端电压与第三充放电设备的端电压之间的差值。

与第一子接收支路类似，第二子接收支路包括第二提升支路，该第二提升支路的作用与第一提升支路的作用相同。本发明实施例提供的能量均衡电路中，在至少一个子接收支路中，可以是每个子接收支路均包括一个提升支路，也可以是部分子接收支路中的每个子接收支路均包括一个提升支路，本发明实施例对此不作具体限定。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，能量均衡电路还包括与接收支路连接的充放电设备组，充放电设备组由至少一个充放电设备串联组成，至少一个充放电设备中的每个充放电设备与至少一个子接收支路中的一个子接收支路连接。对于每个充放电设备，该充放电设备用于输入与该充放电设备连接的子接收支路输出的直流电流。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，能量均衡电路还包括与发送线圈连接的受控交流电源。该受控交流电源用于产生并输出第一 交流电源。

本发明实施例中的受控交流源的实现方式有多种，例如通过全桥逆变器和全桥逆变控制单元实现，或者通过半桥逆变器和半桥逆变控制单元实现，或者通过单相三电平逆变器和单相三电平逆变控制单元实现，或者通过功率放大器和功率放大器控制单元实现。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，能量均衡电路还包括与受控交流电源和发送线圈均连接的第一补偿支路。第一补偿支路用于输入第一交流电流，并去除第一交流电流中的直流分量，将去除直流分量的第一交流电流输出至发送线圈。

第一补偿支路起“隔直流通交流”的作用，可以实现去除第一交流电流中的直流分量，使得输入到发送线圈的第一交流电流能够更大程度的用于产生电磁波。

本发明实施例中的第一补偿支路可以采用LCC电路结构，也可以采用LCCL电路结构，还可以仅包括一个耦合电容，本发明实施例对此不作具体限定。LCC电路结构是由一个电感(用L表示)和两个电容(用C表示)组成的电路结构，具体连接关系需根据实际情况确定。同理，LCCL电路结构是由两个电感和两个电容组成的电路结构，具体连接关系需根据实际情况确定。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，第一子接收支路还包括第一提升支路和第一接收线圈均连接的第二补偿支路。第二补偿支路用于去除与第一子接收支路连接的接收线圈输入的第二交流电流中的直流分量，并将去除直流分量的第二交流电流输出至第一提升支路。

第二补偿支路的作用与第一补偿支路的作用类似。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，第二子接收支路还包括第二提升支路和第二接收线圈均连接的第三补偿支路。第三补偿支路，用于去除与第二子接收支路连接的接收线圈输入的第三交流电流中的直流分量，并将去除直流分量的第三交流电流输出至第二提升支路。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，每个接收线圈的参数值相同，每个接收线圈采用相同的耦合强度与发送线圈耦合。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，对于每个接收线圈，该接收线圈的参数值可以是该接收线圈的电感量的数值和该接收线圈的 寄生电阻的阻值中的至少一个。

当接收线圈的参数为接收线圈的电感量和接收线圈的寄生电阻时，每个接收线圈的参数值相同在具体实现时可以为：每个接收线圈的电感量的数值相同，并且每个接收线圈的寄生电阻的阻值相同。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，每个接收线圈采用相同的耦合强度与发送线圈耦合是指每个接收线圈的线圈类型相同；每个接收线圈与发送线圈的垂直距离相同，且每个接收线圈和与其相邻的两个接收线圈之间的距离均相同。

通过设置每个接收线圈的线圈类型以及每个接收线圈与发送线圈的摆放位置关系，可以实现每个接收线圈采用相同的耦合强度与发送线圈耦合。

可选的，在本发明实施例的另一种可能的实现方式中，第一交流电流的波形为方波或正弦波。

第二方面，提供一种能量均衡装置，该能量均衡装置包括如上述第一方面及其任意一种可能的实现方式所述的能量均衡电路。

本发明实施例的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。

附图说明

图1为现有技术中无线电能传输型均衡电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的能量均衡电路的结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的能量均衡电路的结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的能量均衡电路的结构示意图三；

图5为本发明实施例提供的能量均衡电路的结构示意图四；

图6为本发明实施例提供的能量均衡电路的结构示意图五；

图7为本发明实施例提供的能量均衡电路的结构示意图六。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细地描述。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于限定特定顺序。

其中，本发明实施例中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

应当意识到，为了图示的简洁和清楚起见，附图中所示的元件没有必要按照比例进行绘制。例如，为了清楚，可以相对于其他元件，增大一些元件的尺寸。另外，在认为合适的地方，可以在附图间重复附图标记，以指示相对应或类似的元件针对这一问题。

对于多个电池串联组成的电池组来说，在使用电池组的过程中，随着不断为电池组进行充电、放电，电池组中每个电池的老化程度以及温度不同，导致了各个电池的端电压出现差异，使得各个电池之间的能量分布出现了不均衡的现象，导致该串联电池组的寿命缩短。

现有技术中主要采用无线电能传输型均衡电路实现电池组中各个电池的能量均衡分布。

如图1所示，该电路中包括有一个受控交流电源、与受控交流电源连接的一对多耦合线圈单元、N(N≥1)个整流单元以及由N个电池(B1、B2、……、BN)串联组成的电池组。一对多耦合线圈单元包括一个发送线圈(图1中用IN1表示)和N个接收线圈(图1中用OUT1、……、OUTN表示)，每个整流单元与一个接收线圈连接，且每个整流单元与一个电池连接。

该电路实现各个电池的能量均衡分布的具体原理为：在充放电过程中，每个电池的能量分布不均衡，等效阻抗较大的电池的端电压较高、能量较多；等效电阻小的电池的端电压较低、能量较少。在一对多耦合线圈单元的作用下，等效电阻小的电池在发送线圈中映射的等效阻抗较大，等效电阻大的电池在发送线圈中映射的等效阻抗较小。根据串联分压原理，等效电阻大的电池通过发送线圈分得的电压较低、能量较少；等效电阻小的电池通过发送线圈分得的电压较高、能量较多。这样，实现了电池之间能量的均衡分布。

目前通常采用增大受控交流电源的输出电压的方式提升该电路的均衡能力，但是，受控交流电源的输出电压的增大，会使得受控交流电源的输出 功率的增大。而受控交流电源的输出功率的增大，会导致整个电路的损耗增大。

本发明实施例提供一种能量均衡电路及能量均衡装置，能够在保持电路的损耗稳定的同时，提升电路的均衡能力。

下面结合附图对本发明实施例提供的能量均衡电路进行详细说明。

本发明实施例提供一种均衡能量均衡电路，如图2所示，该能量均衡电路包括耦合支路40以及与耦合支路连接的接收支路41。其中，耦合支路40包括一个发送线圈400和至少一个接收线圈，至少一个接收线圈中的每个接收线圈401均与发送线圈400通过电磁感应的方式耦合。接收支路41包括至少一个子接收支路。

对于至少一个子接收支路中的第一子接收支路410，该第一子接收支路410包括：与第一接收线圈连接的第一提升支路410a和与第一提升支路410a连接的第一整流支路410b，第一接收线圈为与第一子接收支路410连接的接收线圈。

对于至少一个子接收支路中除上述第一子接收支路410以外的其他任一子接收支路(本发明实施例将其称为：第二子接收支路)411，该第二子接收支路411包括：与第二接收线圈连接的第二整流支路411b，第二接收线圈为与第二子接收支路411连接的接收线圈。

上述第一提升支路410a用于在第一整流支路连接的第一充放电设备与第二整流支路连接的第二充放电设备之间的能量出现差异时，提高第一阻抗差与第一端电压差的比值(本发明实施例将该比值称为第一数值)。第一阻抗差为第一子接收支路410的阻抗与第二子接收支路411的阻抗之间的差值，第一端电压差为第一充放电设备的端电压与第二充放电设备的端电压之间的差值。

图2示出的能量均衡电路中充电设备，因此，图2中用虚线表示第一充放电设备和第二充放电设备。

本发明实施例中的第一充放电设备和第二充放电设备可以为电池，也可以为超级电容，还可以为其他充放电设备，本发明实施例对此不作具体限定。

若第一充放电设备和第二充放电设备为电池，该电池可以是锂充电电池、也可以是铅酸充电电池，还可以是镍氢充电电池，本发明实施例对此不作具体限定。

本发明实施例中，等效阻抗大的充放电设备的端电压较高，该充放电设备的能量较多；等效阻抗小的充放电设备的端电压较低，该充放电设备的能量较少。在耦合支路40的耦合作用下，端电压低的充放电设备通过发送线圈400分得的电压较高，进而分得的能量较高；端电压高的充放电设备通过发送线圈400分得的电压较低，进而分得的能量较少，实现了各个充放电设备的能量均衡分布。

从上面描述可知，充放电设备得到的能量与该充放电设备的阻抗成反比，因此，第一数值越大，整个电路的均衡能力越高。在第一提升支路的作用下第一数值提高，第一充放电设备与第二充放电设备通过发送线圈400得到的能量的差值与第二端电压差的比值也会提高，相应的，流入第一充放电设备的电流与流入第二充放电设备的电流的差值与第二端电压差的比值也会提高。

本发明实施例提供的能量均衡电路的均衡能力可以用各个充放电设备之间的阻抗差与端电压差的比值来表示，也可以用各个充放电设备之间的输入电流差与端电压差的比值来表示。因此，本发明实施例提供的能量均衡电路在第一提升支路的作用下，即可提升该电路的均衡能力，而无需再调节整个电路的输入电压。由于输入电压保持不变，因此本发明实施例提供的能量均衡电路能够保持电路的损耗稳定。综上所述，本发明实施例提供的能量均衡电路能够在保持电路的损耗稳定的同时，提升电路的均衡能力。

结合上述图2，如图3所示，本发明实施例提供的能量均衡电路中，对于第二子接收支路411，该第二子接收支路411还可以包括与第二接收线圈和上述第二整流支路411b均连接的第二提升支路411a。

该第二提升支路411a用于在第二充放电设备与第三子接收支路中的第三整流支路连接的第三充放电设备之间的能量出现差异时，提高第二阻抗差与第二端电压差的比值(本发明实施例将该比值称为第二数值)。这里，第三子接收支路为至少一个子接收支路中除第二子接收支路以外的其他任一子接收支路。第二阻抗差为第二子接收支路的阻抗与第三子接收支路的阻抗之间的差值，第二端电压差为第二充放电设备的端电压差与第三充放电设备的端电压差之间的差值。

需要说明的是，本发明实施中的第三子接收支路可以为第一子接收支路410，也可以为至少一个子接收支路中除第一子接收支路410和第二子接收 支路411以外的任意一个子接收支路。图4为能量均衡电路中的第三子接收支路412为至少一个子接收支路中除第一子接收支路410和第二子接收支路411以外的任意一个子接收支路的结构示意图。此处不再对图4进行详细赘述。

第二提升支路411a的功能可以参考对第一提升支路410a的功能的描述，此处不再进行详细赘述。

对于第一提升支路410a和第二提升支路411a，其结构可以为LC阻抗变换网络结构、LCC谐振电路结构、LCLC谐振电路结构中的任意一种，本发明实施例对此不作具体限定。

LC阻抗变换网络结构是由一个电感(用L表示)和一个电容(用C表示)组成的电路结构，具体连接关系需根据实际情况确定。同理，LCC谐振电路结构是由一个电感和两个电容组成的电路结构，具体连接关系需根据实际情况确定。LCLC谐振电路结构是由两个电感和两个电容组成的电路结构，具体连接关系需根据实际情况确定。

进一步地，结合图3，如图5所示，本发明实施例提供的能量均衡电路还包括与发送线圈400连接的受控交流电源42和与接收支路41连接的充放电设备组43中的至少一个。

受控交流电源42，用于产生并输出第一交流电流。这样，发送线圈400可将第一交流电流产生的电磁波发送至每个接收线圈401。

本发明实施例中的第一交流电流的波形可以为方波，也可以为正弦波，还可以为其他任意波形，本发明实施例对此不作具体限定。

本发明实施例中的受控交流源可以通过全桥逆变器和全桥逆变控制单元实现，也可以通过半桥逆变器和半桥逆变控制单元实现，还可以通过单相三电平逆变器和单相三电平逆变控制单元实现，还可以通过功率放大器和功率放大器控制单元实现，本发明实施例对此不作具体限定。

具体的，本发明实施例中的受控交流源可以将电源提供的直流电流逆变后产生第一交流电流。其中，提供直流电流的电源可以是图5所示的充放电设备组43中全部或者部分充放电设备，也可以是其他充放电设备或充放电设备组。当提供直流电流的电源是图5所示的充放电设备组43中全部或者部分充放电设备时，充放电设备组43在无需外接其他电源的情况下，可以实现充放电设备组43包括的多个充放电设备的能量均衡分布。

本发明实施例中受控交流源的数量可以为一个也可以为多个。当受控交流源为多个时，多个受控交流源可以并联后共同产生第一交流电流，第一交流电流的电流值为多个受控交流源产生的电流的电流值之和。

可选的，本发明实施例中的受控交流电源42与发送线圈400连接的导线上可以设置开关。在检测指示各个充放电设备的能量不均衡时将开关闭合，从而启动对各个充放电设备的能量的均衡分布。在检测指示各个充放电设备的能量均衡时将开关关断。这样，可以节省该电路的能量损耗。

图5中的充放电设备组43由至少一个充放电设备串联组成，至少一个充放电设备中的每个充放电设备与至少一个子接收支路中的一个子接收支路连接。结合上述描述，上述的第一充放电设备、第二充放电设备和第三充放电设备可以为充放电设备组43中的其中一个充放电设备。

对于每个充放电设备，该充放电设备用于输入与该充放电设备连接的子接收支路输出的直流电流。

示例性的，第一接收线圈向第一子接收支路输出交流电流，该交流电流经过第一整流支路的作用下将该交流电流逆变为直流电流，并输出至第一充放电设备。

结合图5，如图6所示，本发明实施例提供的能量均衡电路还包括与受控交流电源42和发送线圈400均连接的第一补偿支路44。第一补偿支路44用于输入第一交流电流，并去除第一交流电流中的直流分量，将去除直流分量的第一交流电流输出至发送线圈。

第一补偿支路44起“隔直流通交流”的作用，即第一补偿支路44可以实现去除第一交流电流中的直流分量，从而使得输入到发送线圈的第一交流电流能够更大程度的用于产生电磁波。

本发明实施例中的第一补偿支路可以采用LCC电路结构，也可以采用LCCL电路结构，还可以仅包括一个耦合电容，本发明实施例对此不作具体限定。LCC电路结构是由一个电感(用L表示)和两个电容(用C表示)组成的电路结构，具体连接关系需根据实际情况确定。同理，LCCL电路结构是由两个电感和两个电容组成的电路结构，具体连接关系需根据实际情况确定。

第一子接收支路410还包括与第一子接收支路连接的接收线圈401和第一提升支路410a均连接的第二补偿支路410c。第二补偿支路410c用于 去除与第一子接收支路连接的接收线圈输入的第二交流电流中的直流分量，并将去除直流分量的第二交流电流输出至第一提升支路。

第二子接收支路411还包括与第二子接收支路连接的接收线圈401和第二提升支路411a均连接的第三补偿支路411c。第三补偿支路411c用于去除与第二子接收支路连接的接收线圈输入的第三交流电流中的直流分量，并将去除直流分量的第三交流电流输出至第二提升支路。

第二补偿支路410c和第三补偿支路411c的结构可以参考上述对第一补偿支路的描述，此处不再进行详细赘述。

可选的，本发明实施例中每个接收线圈401的参数值可以相同，即每个接收线圈401可以采用相同的耦合强度与发送线圈400耦合。

其中，每个接收线圈401的参数值为电感量和寄生电阻的阻值中的至少一个。

具体的，每个接收线圈401采用相同的耦合强度与发送线圈耦合是指每个接收线圈401的线圈类型相同；每个接收线圈401与发送线圈400的垂直距离相同，且每个接收线圈401和与其相邻的两个接收线圈之间的距离均相同。

其中，线圈类型可以是线圈的形状，例如圆形线圈或方形线圈等。通过对每个接收线圈102的线圈类型、接收线圈102与发送线圈101的设置位置的限制，可以实现每个接收线圈102和发送线圈101的耦合强度相同。

综上所述，本发明实施例提供的能量均衡电路，在第一提升支路和/或第二提升支路的作用下，无需调节输入电压也可提升整个电路的均衡能力。

此外，本发明实施例提供的能量均衡电路，控制结构简单，资源开销小，能量损耗也较小。

为了更加清楚的理解本发明实施例的技术方案，本发明实施例以图7所示的能量均衡电路为例进行说明。

如图7所示，该能量均衡电路包括E类功率放大器、第一耦合电容Ct、1对N耦合线圈(k1、k2、……、kN分别代表N个接收线圈Lr1、Lr2、……、LrN与发送线圈Lt的耦合强度)、N个第二耦合电容(Cr1、Cr2、……、CrN)、N个提升支路(H1、H2、……、HN)、N个整流器(Rec1、Rec2、……、RecN)以及电池组(B1、B2、……、BN)。

E类功率放大器可视为受控交流源及其电源的一种具体实现方式，用于 产生第一交流电流，并将产生的第一交流电流通过第一耦合电容Ct输出至发送线圈Lt。

第一耦合电容Ct可视为第一补偿支路的具体实现方式；1对N耦合线圈可视为耦合支路的具体实现方式；N个第二耦合电容可视为N个第二补偿支路的具体实现方式；N个整流器可视为N个整流支路的具体实现方式；电池组可视为充放电设备组的具体实现方式。

具体的，图7所示的E类功率放大器中，Sw为整个电路的控制开关。当N个电池不需要进行能量均衡时，将控制开关Sw关断。当N个电池需要进行能量均衡时，将控制开关Sw闭合。

发送线圈Lt将输入的第一交流电流产生的电磁波发送至N个接收线圈Lr1、Lr2、……、LrN；在N个接收线圈Lr1、Lr2、……、LrN的参数值相同且与发送线圈Lt的耦合强度相同的情况下，N个接收线圈Lr1、Lr2、……、LrN接收发送线圈Lt发射的电磁波，并根据接收的电磁波产生第二交流电流，将第二交流电流输出至N个提升支路H1、H2、……、HN；N个提升支路H1、H2、……、HN将第二交流电流输出至N个整流器Rec1、Rec2、……、RecN；N个整流器Rec1、Rec2、……、RecN分别将第二交流电流转换为直流电流后，输出直流电流分别为N个电池B1、B2、……、BN充电。在为N个电池B1、B2、……、BN充电的过程中，若任意两个电池之间的能量出现差异，在与这两个电池分别对应的提升支路的作用下，无需调节E类功率放大器的输出电压，也可提升整个电路的均衡能力，快速实现N个电池B1、B2、……、BN的能量均衡。

本发明实施例还提供一种能量均衡装置，该能量均衡装置包括如图2-图6中任一附图所示的能量均衡电路。由于该能量均衡电路能够在保持电路的损耗稳定的同时，提升电路的均衡能力，因此，该能量均衡装置也能够在在保持电路的损耗稳定的同时，提升电路的均衡能力。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的， 例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种能量均衡电路，包括耦合支路以及与所述耦合支路连接的接收支路，其中，所述耦合支路包括一个发送线圈和至少一个接收线圈，所述至少一个接收线圈中的每个接收线圈均与所述发送线圈通过电磁感应的方式耦合，所述接收支路包括至少一个子接收支路，所述每个接收线圈唯一连接所述至少一个子接收支路中的一个子接收支路，所述至少一个子接收支路中的每个子接收支路包括一个整流支路，其特征在于，对于所述至少一个子接收支路中的第一子接收支路，所述第一子接收支路还包括：与第一整流支路和第一接收线圈均连接的第一提升支路，所述第一整流支路为所述第一子接收支路中的整流支路，所述第一接收线圈为与所述第一子接收支路连接的接收线圈；

所述第一提升支路，用于在所述第一整流支路连接的第一充放电设备与第二整流支路连接的第二充放电设备之间的能量出现差异时，提高第一数值，所述第二整流支路为第二子接收支路中的整流支路，所述第二子接收支路为所述至少一个子接收支路中除所述第一子接收支路以外的其他任一子接收支路，所述第一数值为第一阻抗差与第一端电压差的比值，所述第一阻抗差为所述第一子接收支路的阻抗与所述第二子接收支路的阻抗之间的差值，所述第一端电压差为所述第一充放电设备的端电压与所述第二充放电设备的端电压之间的差值。

2.根据权利要求1所述的能量均衡电路，其特征在于，

所述第二子接收支路还包括与所述第二整流支路和第二接收线圈连接的第二提升支路，所述第二接收线圈为与所述第二子接收支路连接的接收线圈；

所述第二提升支路，用于在所述第二充放电设备与第三整流支路连接的第三充放电设备之间的能量出现差异时，提高第二数值，所述第三整流支路为第三子接收支路中的整流支路，所述第三子接收支路为所述至少一个子接收支路中除所述第二子接收支路以外的其他任一子接收支路，所述第二数值为第二阻抗差与第二端电压差的比值，所述第二阻抗差为所述第二子接收支路的阻抗与所述第三子接收支路的阻抗之间的差值，所述第二端电压差为所述第二充放电设备的端电压与所述第三充放电设备的端电压之间的差值。

3.根据权利要求1或2所述的能量均衡电路，其特征在于，所述能量均衡电路还包括与所述接收支路连接的充放电设备组，所述充放电设备组由至少一个充放电设备串联组成，所述至少一个充放电设备中的每个充放电设备与所述至少一个子接收支路中的一个子接收支路连接；

对于所述每个充放电设备，用于输入与该充放电设备连接的子接收支路输出的直流电流。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的能量均衡电路，其特征在于，所述能量均衡电路还包括与所述发送线圈连接的受控交流电源；

所述受控交流电源，用于产生并输出第一交流电源。

5.根据权利要求4所述的能量均衡电路，其特征在于，所述能量均衡电路还包括与所述受控交流电源和所述发送线圈均连接的第一补偿支路；

所述第一补偿支路，用于输入所述受控交流电源输出的第一交流电流，并去除所述第一交流电流中的直流分量，以及将去除直流分量的所述第一交流电流输出至所述发送线圈。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的能量均衡电路，其特征在于，

所述第一子接收支路还包括与所述第一提升支路和所述第一接收线圈均连接的第二补偿支路；

所述第二补偿支路，用于去除与所述第一子接收支路连接的接收线圈输入的第二交流电流中的直流分量，并将去除直流分量的所述第二交流电流输出至所述第一提升支路。

7.根据权利要求2所述的能量均衡电路，其特征在于，

所述第二子接收支路还包括与所述第二提升支路和所述第二接收线圈均连接的第三补偿支路；

所述第三补偿支路，用于去除与所述第二子接收支路连接的接收线圈输入的第三交流电流中的直流分量，并将去除直流分量的所述第三交流电流输出至所述第二提升支路。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的能量均衡电路，其特征在于，

所述每个接收线圈的参数值相同，所述每个接收线圈采用相同的耦合强度与所述发送线圈耦合。

9.根据权利要求8所述的能量均衡电路，其特征在于，对于所述每个接收线圈，该接收线圈的参数值为电感量的数值和寄生电阻的阻值中的至少一个。

10.根据权利要求8所述的能量均衡电路，其特征在于，

所述每个接收线圈采用相同的耦合强度与所述发送线圈耦合是指所述每个接收线圈的线圈类型相同，所述每个接收线圈与所述发送线圈的垂直距离相同，且所述每个接收线圈和与其相邻的两个接收线圈之间的距离均相同。

11.一种能量均衡装置，其特征在于，所述能量均衡装置包括如上述权利要求1-10中任意一项所述的能量均衡电路。