CN112421716B - 一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法 - Google Patents

一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112421716B
CN112421716B CN202011242243.8A CN202011242243A CN112421716B CN 112421716 B CN112421716 B CN 112421716B CN 202011242243 A CN202011242243 A CN 202011242243A CN 112421716 B CN112421716 B CN 112421716B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
battery pack
charging
voltage
wireless charger
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.)
Active
Application number
CN202011242243.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112421716A (zh
Inventor
刘晋
徐宾
刘力舟
潘硕
麦瑞坤
何正友
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.)
Southwest Jiaotong University
CRRC Tangshan Co Ltd
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
CRRC Tangshan Co 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 Southwest Jiaotong University, CRRC Tangshan Co Ltd filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN202011242243.8A priority Critical patent/CN112421716B/zh
Publication of CN112421716A publication Critical patent/CN112421716A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112421716B publication Critical patent/CN112421716B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/18—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries of two or more battery modules
    • B60L58/22—Balancing the charge of battery modules
    • 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
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • 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
    • H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge 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
    • 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
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • 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
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法，属于无线充电技术领域，目的在于同时解决传统电动车采用传统接触供电方式所产生的安全隐患以及电动车动力电池组电压不均衡导致的电池性能问题，本发明可以实现无通信连接的恒流输出，解决当充电电压较小时电池充电不足的问题；同时，当电池组电压实现均衡后，通过控制开关可以从均衡模式切换到充电模式。本发明适用于基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法。

Description

一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法
技术领域
本发明属于无线充电技术领域，具体涉及一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法。
背景技术
无线电能传输系统利用高频电磁场近场耦合原理，以高频磁场作为传输介质，通过发射线圈和接收线圈间的磁场耦合实现电能的无线传输。无线电能传输系统主要由两个部分组成，一部分是连接在电源一侧的发射端，另一部分是位于负载侧的接收端，能量通过电磁感应的方式由发射端传输到接收端，是未来电动车充电的发展趋势。然而，由于电动车反复进行无线充电以及正常运行时的反复放电，电池的性能会随着时间的推移而下降，电荷不平衡可能会以电池电压不等的形式出现。电池组的不平衡会导致电池组过充过放，从而使电池组的容量下降，甚至导致爆炸或起火。因此，均衡电路被广泛应用，以确保安全运行和充分利用电池组的能量。基于这种背景，本发明提出了基于无线传输的电动车充电均衡器。以非接触的方式为电动车提供能量，并且实现充电均衡操作，解决电池组电压不平衡问题，从而减缓电池老化，延长续航里程。
发明内容
本发明的目的在于：为同时解决传统电动车采用传统接触供电方式所产生的安全隐患以及电动车动力电池组电压不均衡导致的电池性能问题，提供了一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法，本发明可以实现无通信连接的恒流输出，解决当充电电压较小时电池充电不足的问题；同时，当电池组电压实现均衡后，通过控制开关可以从均衡模式切换到充电模式。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于无线充电器的电池组均衡电路，包括由N个单体电池串联组成的电池组B(B1，B2，...，Bn)，还包括：
电压采集模块，每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将单次采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
开关信号控制模块，用于接收电压数据判断电池组电压是否均衡，若不均衡，则找出具有最小电压的单体电池BX，根据单体电池BX所在位置来控制电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]和整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]的通断；
无线充电器，由DC直流电源Vin、逆变电路开关组S[S1，S2，S3，S4]、发射线圈TP、接收线圈TS与原副边所串联的电容组C[CP，CS]组成，用于为电池组充电均衡模块提供充电均衡能量，其中：
DC直流电源Vin，用于为整个系统提供能量源；
逆变电路开关组S[S1，S2，S3，S4]，用于将直流电变换为交流电；
发射线圈TP与接收线圈TS，用于实现能量无线传输到电压均衡模块；
电容组C[CP，CS]，用于无线传输的线圈配谐；
电池充电均衡模块，由整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]组成，同时控制整流电路开关和电池开关对最低电压电池充电以实现电池组的电压均衡，在电池组电压已均衡时可切换为电池组充电模式。
进一步地，所述基于无线充电器的电池组均衡电路包括电池组充电模式和单体电池充电均衡模式，若电池组电压为平衡状态，则该电路工作于电池组充电模式；若电池组电压为非平衡状态，则该电路工作为单体电池充电均衡模式。
进一步地，若电池组电压为平衡状态，则控制电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，1、SB，n+2闭合，其余开关断开，该电路工作于电池组充电模式，包括整流电路输入电压大于零和小于零两种工作阶段，在整流电路输入电压大于零的电池组充电阶段，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q1、Q4闭合，Q2、Q3断开，无线充电器即可对电池组B(B1，B2，...，Bn)进行充电；在整流电路输入电压小于零的电池组充电阶段，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q2、Q3闭合，Q1、Q4断开，无线充电器即可对电池组B(B1，B2，...，Bn)进行充电。
进一步地，若电池组电压为非平衡状态，且单体电池BX具有最低电压，则控制电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，其余开关断开，该电路工作为单体电池充电均衡模式，包括整流电路输入电压大于零和小于零两种工作阶段，在整流电路输入电压大于零的均衡阶段，若BX在电池组B(B1，B2，...，Bn)中的奇数位，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q1、Q4和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；若BX在电池组B(B1，B2，...，Bn)中的偶数位，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q2、Q3和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；在整流电路输入电压小于零的均衡阶段，若BX在电池组B(B1，B2，...，Bn)中的奇数位，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q2、Q3和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；若BX在电池组B(B1，B2，...，Bn)中的偶数位，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q1、Q4和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电。
一种基于无线充电器的电池组均衡控制方法，包括电池组充电和单体电池充电均衡两种模式，包括以下步骤：
(a)电池组充电模式：
步骤1.电压采集模块每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
步骤2.控制开关SB，1、SB，n+2闭合，无线充电器对电池组进行充电；
步骤3.当检测到充电模块电压电池阈值电压时，断开开关SB，1、SB，n+2，充电完成；
(b)单体电池充电均衡模式：
步骤1.电压采集模块每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
步骤2.开关信号控制模块找出具有最低电压的单体电池BX，控制对应的开关SB，X、SB，X+1闭合，无线充电器对单体电池BX进行充电；
步骤3.通过每隔时间T更新最低电压的电池，使无线充电器对其进行充电，在一定的时间循环后，电池组电压即可实现均衡。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明中，可以实现无通信连接的恒流输出，解决当充电电压较小时电池充电不足的问题；
2、本发明中，当电池组电压实现均衡后，通过控制开关可以从均衡模式切换到充电模式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1为本发明的电池均衡控制电路的拓扑结构图；
图2为本发明中电池组充电模式的结构示意图，分为两个工作阶段，如图2(a)和图2(b)所示；
图3为本发明的电池均衡控制电路第一工作阶段的结构示意图，其中图3(a)为最低电压电池在奇数位时的充电均衡结构示意图，图3(b)为最低电压电池在偶数位时的充电均衡结构示意图；
图4为本发明的电池均衡控制电路第二工作阶段的结构示意图，其中图4(a)为最低电压电池在奇数位时的充电均衡结构示意图，图4(b)为最低电压电池在偶数位时的充电均衡结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以使机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个原件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
一种基于无线充电器的电池组均衡电路，包括由N个单体电池串联组成的电池组B(B1，B2，...，Bn)，还包括：
电压采集模块，每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将单次采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
开关信号控制模块，用于接收电压数据判断电池组电压是否均衡，若不均衡，则找出具有最小电压的单体电池BX，根据单体电池BX所在位置来控制电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]和整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]的通断；
无线充电器，由DC直流电源Vin、逆变电路开关组S[S1，S2，S3，S4]、发射线圈TP、接收线圈TS与原副边所串联的电容组C[CP，CS]组成，用于为电池组充电均衡模块提供充电均衡能量，其中：
DC直流电源Vin，用于为整个系统提供能量源；
逆变电路开关组S[S1，S2，S3，S4]，用于将直流电变换为交流电；
发射线圈TP与接收线圈TS，用于实现能量无线传输到电压均衡模块；
电容组C[CP，CS]，用于无线传输的线圈配谐；
电池充电均衡模块，由整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]组成，同时控制整流电路开关和电池开关对最低电压电池充电以实现电池组的电压均衡，在电池组电压已均衡时可切换为电池组充电模式。
进一步地，所述基于无线充电器的电池组均衡电路包括电池组充电模式和单体电池充电均衡模式，若电池组电压为平衡状态，则该电路工作于电池组充电模式；若电池组电压为非平衡状态，则该电路工作为单体电池充电均衡模式。
进一步地，若电池组电压为平衡状态，则控制电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，1、SB，n+2闭合，其余开关断开，该电路工作于电池组充电模式，包括整流电路输入电压大于零和小于零两种工作阶段，在整流电路输入电压大于零的电池组充电阶段，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q1、Q4闭合，Q2、Q3断开，无线充电器即可对电池组B(B1，B2，...，Bn)进行充电；在整流电路输入电压小于零的电池组充电阶段，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q2、Q3闭合，Q1、Q4断开，无线充电器即可对电池组B(B1，B2，...，Bn)进行充电。
进一步地，若电池组电压为非平衡状态，且单体电池BX具有最低电压，则控制电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，其余开关断开，该电路工作为单体电池充电均衡模式，包括整流电路输入电压大于零和小于零两种工作阶段，在整流电路输入电压大于零的均衡阶段，若BX在电池组B(B1，B2，...，Bn)中的奇数位，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q1、Q4和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；若BX在电池组B(B1，B2，...，Bn)中的偶数位，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q2、Q3和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；在整流电路输入电压小于零的均衡阶段，若BX在电池组B(B1，B2，...，Bn)中的奇数位，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q2、Q3和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；若BX在电池组B(B1，B2，...，Bn)中的偶数位，整流电路开关组Q[Q1，Q2，Q3，Q4]中Q1、Q4和电池开关组SB[SB，1，SB，2，...，SB，n+2]中SB，X、SB，X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电。
一种基于无线充电器的电池组均衡控制方法，包括电池组充电和单体电池充电均衡两种模式，包括以下步骤：
(a)电池组充电模式：
步骤1.电压采集模块每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
步骤2.控制开关SB，1、SB，n+2闭合，无线充电器对电池组进行充电；
步骤3.当检测到充电模块电压电池阈值电压时，断开开关SB，1、SB，n+2，充电完成；
(b)单体电池充电均衡模式：
步骤1.电压采集模块每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
步骤2.开关信号控制模块找出具有最低电压的单体电池BX，控制对应的开关SB，X、SB，X+1闭合，无线充电器对单体电池BX进行充电；
步骤3.通过每隔时间T更新最低电压的电池，使无线充电器对其进行充电，在一定的时间循环后，电池组电压即可实现均衡。
如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于无线充电器的电池组均衡控制方法，其特征在于，包括基于无线充电器的电池组均衡电路，所述基于无线充电器的电池组均衡电路包括由n个单体电池串联组成的电池组B1,B2,…,Bn，还包括：
电压采集模块，每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将单次采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
开关信号控制模块，用于接收电压数据判断电池组电压是否均衡，若不均衡，则找出具有最小电压的单体电池BX，根据单体电池BX所在位置来控制电池开关组SB,1,SB,2,…,SB,n+2和整流电路开关组Q1,Q2,Q3,Q4的通断；
无线充电器，由DC直流电源Vin、逆变电路开关组S1,S2,S3,S4、发射线圈TP、接收线圈TS与原副边所串联的电容组CP,CS组成，用于为电池组充电均衡模块提供充电均衡能量，其中：
DC直流电源Vin，用于为整个系统提供能量源；
逆变电路开关组S1,S2,S3,S4，用于将直流电变换为交流电；
发射线圈TP与接收线圈TS，用于实现能量无线传输到电压均衡模块；
电容组CP,CS，用于无线传输的线圈配谐；
电池充电均衡模块，由整流电路开关组Q1,Q2,Q3,Q4和电池开关组SB,1,SB,2,…,SB,n+2组成，同时控制整流电路开关和电池开关对最低电压电池充电以实现电池组的电压均衡，在电池组电压已均衡时可切换为电池组充电模式；
所述基于无线充电器的电池组均衡电路包括电池组充电模式和单体电池充电均衡模式，若电池组电压为平衡状态，则该电路工作于电池组充电模式；若电池组电压为非平衡状态，则该电路工作为单体电池充电均衡模式；
若电池组电压为平衡状态，则控制电池开关组SB,1,SB,2,…,SB,n+2中SB,1、SB,n+2闭合,其余开关断开，该电路工作于电池组充电模式，包括整流电路输入电压大于零和小于零两种工作阶段，在整流电路输入电压大于零的电池组充电阶段，整流电路开关组Q1,Q2,Q3,Q4中Q1、Q4闭合，Q2、Q3断开，无线充电器即可对电池组B1,B2,…,Bn进行充电；在整流电路输入电压小于零的电池组充电阶段，整流电路开关组Q1,Q2,Q3,Q4中Q2、Q3闭合，Q1、Q4断开，无线充电器即可对电池组B1,B2,…,Bn进行充电；
若电池组电压为非平衡状态，且单体电池BX具有最低电压，则控制电池开关组SB,1,SB,2,…,SB,n+2中SB,X、SB,X+1闭合,其余开关断开，该电路工作为单体电池充电均衡模式，包括整流电路输入电压大于零和小于零两种工作阶段，在整流电路输入电压大于零的均衡阶段，若BX在电池组B1,B2,…,Bn中的奇数位，整流电路开关组Q1,Q2,Q3,Q4中Q1、Q4和电池开关组SB,1,SB,2,…,SB,n+2中SB,X、SB,X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；若BX在电池组B1,B2,…,Bn中的偶数位，整流电路开关组Q1,Q2,Q3,Q4中Q2、Q3和电池开关组SB,1,SB,2,…,SB,n+2中SB,X、SB,X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；在整流电路输入电压小于零的均衡阶段，若BX在电池组B1,B2,…,Bn中的奇数位，整流电路开关组Q1,Q2,Q3,Q4中Q2、Q3和电池开关组SB,1,SB,2,…,SB,n+2中SB,X、SB,X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；若BX在电池组B1,B2,…,Bn中的偶数位，整流电路开关组Q1,Q2,Q3,Q4中Q1、Q4和电池开关组SB,1,SB,2,…,SB,n+2中SB,X、SB,X+1闭合，两个开关组的其他开关断开，无线充电器即可对BX进行充电；
电池组充电模式和单体电池充电均衡模式具体包括以下步骤：
(a)电池组充电模式：
步骤1.电压采集模块每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
步骤2.控制开关SB,1、SB,n+2闭合,无线充电器对电池组进行充电；
步骤3.当检测到充电模块电压电池阈值电压时，断开开关SB,1、SB,n+2，充电完成；
(b)单体电池充电均衡模式：
步骤1.电压采集模块每隔时间T采集所有单体电池的电压，并将采集到的所有电压数据发送至开关信号控制模块；
步骤2.开关信号控制模块找出具有最低电压的单体电池BX，控制对应的开关SB,X、SB,X+1闭合,无线充电器对单体电池BX进行充电；
步骤3.通过每隔时间T更新最低电压的电池，使无线充电器对其进行充电，在一定的时间循环后，电池组电压即可实现均衡。
CN202011242243.8A 2020-11-09 2020-11-09 一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法 Active CN112421716B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011242243.8A CN112421716B (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011242243.8A CN112421716B (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112421716A CN112421716A (zh) 2021-02-26
CN112421716B true CN112421716B (zh) 2022-08-19

Family

ID=74780967

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011242243.8A Active CN112421716B (zh) 2020-11-09 2020-11-09 一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112421716B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012127764A1 (ja) * 2011-03-23 2012-09-27 三洋電機株式会社 バッテリシステム、均等化装置、均等化システム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
CN105939034A (zh) * 2016-03-29 2016-09-14 武汉理工大学 基于超级电容储能转移的锂电池组主动均衡系统及方法
CN106655412A (zh) * 2017-02-27 2017-05-10 深圳市嘉洋电池有限公司 一种电池系统
KR20170050971A (ko) * 2015-11-02 2017-05-11 현대자동차주식회사 무선 전력 전송 시스템용 능동 정류기와 이를 이용하는 차량 어셈블리 및 그 작동 방법
CN109347173A (zh) * 2018-11-21 2019-02-15 西南交通大学 一种基于开关电容的电池组均衡控制电路及方法
CN110190656A (zh) * 2019-07-05 2019-08-30 哈尔滨工业大学 串联电池组均衡充放电系统
CN110212609A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 北京市亿微科技有限公司 基于无线充电的电池组均衡方法及装置
CN111030230A (zh) * 2019-12-23 2020-04-17 南京理工大学 基于无线电能传输技术的电池组均衡装置
CN111123133A (zh) * 2020-01-02 2020-05-08 北京理工大学 一种非接触式动力电池阻抗测量和充电的装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110932356A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 浙江高泰昊能科技有限公司 一种主动式电池组均衡充电系统及充电方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012127764A1 (ja) * 2011-03-23 2012-09-27 三洋電機株式会社 バッテリシステム、均等化装置、均等化システム、電動車両、移動体、電力貯蔵装置および電源装置
KR20170050971A (ko) * 2015-11-02 2017-05-11 현대자동차주식회사 무선 전력 전송 시스템용 능동 정류기와 이를 이용하는 차량 어셈블리 및 그 작동 방법
CN105939034A (zh) * 2016-03-29 2016-09-14 武汉理工大学 基于超级电容储能转移的锂电池组主动均衡系统及方法
CN106655412A (zh) * 2017-02-27 2017-05-10 深圳市嘉洋电池有限公司 一种电池系统
CN109347173A (zh) * 2018-11-21 2019-02-15 西南交通大学 一种基于开关电容的电池组均衡控制电路及方法
CN110212609A (zh) * 2019-06-19 2019-09-06 北京市亿微科技有限公司 基于无线充电的电池组均衡方法及装置
CN110190656A (zh) * 2019-07-05 2019-08-30 哈尔滨工业大学 串联电池组均衡充放电系统
CN111030230A (zh) * 2019-12-23 2020-04-17 南京理工大学 基于无线电能传输技术的电池组均衡装置
CN111123133A (zh) * 2020-01-02 2020-05-08 北京理工大学 一种非接触式动力电池阻抗测量和充电的装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
串联电池组双向全桥SOC均衡控制系统设计;孙金磊等;《电机与控制学报》;20150315(第03期);76-81 *
可配置充电电流的变结构无线充电系统研究;麦瑞坤等;《中国电机工程学报》;20170831(第11期);206-214 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112421716A (zh) 2021-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101192755B (zh) 一种动力电池组电压均衡管理装置及其管理方法
CN102165667B (zh) 无接点充电系统
US8164305B2 (en) Battery management system with energy balance among multiple battery cells
US11289920B2 (en) Circuit and charging method for an electrical energy storage system
CN106532852B (zh) 基于lc串联储能的电池组均衡电路
CN101826745B (zh) 锂离子动力电池无损充电机
CN104221244A (zh) 通过切换电池的电池单元组块来平衡该电池的充电和放电水平的方法
CN101335470A (zh) 送电控制装置、送电装置、无触点电力传输系统及电子设备
US20140028262A1 (en) Secondary battery pack
EP1296435A2 (en) Accumulator power supply unit and method for controlling a charge of the accumulator block
Kim et al. Individual charge equalization converter with parallel primary winding of transformer for series connected lithium-ion battery strings in an HEV
US8884580B2 (en) Charge equalization between series-connected battery cells
KR101811062B1 (ko) 이차전지 배터리의 균등화 장치
CN112271791A (zh) 一种基于Buck变换器的电池组均衡控制电路及方法
CN102185354A (zh) 一种用于电动自行车的锂电池组智能充放电管理控制系统
CN102005797A (zh) 锂离子动力电池主动式自管理充电装置
CN109159682A (zh) 一种磁共振式的无人机无线充电系统
CN107733007A (zh) 一种电池组双目标直接均衡电路及均衡方法
Dam et al. Low-frequency selection switch based cell-to-cell battery voltage equalizer with reduced switch count
CN202333896U (zh) 一种电池组充电装置
CN112421716B (zh) 一种基于无线充电器的电池组均衡控制电路及方法
Moon et al. Static and Dynamic Charging System for a Four-Wheeler Electric Vehicle by Inductive Coupling Wireless Power Transmission System
CN204858614U (zh) 车载手机无线充电器
CN103904720A (zh) 智能型均衡充电机
WO2012043589A1 (ja) 電源装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant