一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路，包括充電主電路正負極之間串聯的若干個一級動力電池分組，相鄰的兩個所述一級動力電池分組之間設置有一個共用的一級穿梭均衡電容，每個所述一級穿梭均衡電容的兩個端各設置有一個雙向切換開關，所述雙向切換開關可以選擇接通位于所述一級動力電池分組的正極或負極；每個所述一級動力電池分組包括若干個相互串聯的二級動力電池分組，以此類推，每個N?1級動力電池分組包括若干個相互串聯的N級動力電池分組，每個所述N級動力電池分組包括若干個相互串聯的鋰電池單體。本實用新型通過雙向切換開關的反復切換，使相鄰兩動力電池分組或鋰電池單體容量一致，最后使所有鋰電池單體的容量一致。
【專利說明】
一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及新能源動力鋰電池技術領域，特別是一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路。【背景技術】
[0002]鋰離子動力蓄電池作為一種綠色環保電池，具有高能量密度、高工作電壓、高安全性能和長使用壽命等優點，因此在便攜式電子設備、電動汽車等新能源儲能方面顯示出優越的前景。為了使串聯電池組能夠達到最大的容量利用率，同時盡量減少電池過壓損壞的可能性，延長電池組的使用壽命，我們必須對串聯電池組中的電池單元進行容量均衡。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術的不足，本實用新型提供了一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0005]—種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路，包括設置于充電主電路正負極之間的若干個一級動力電池分組，若干個所述一級動力電池分組相互串聯，相鄰的兩個所述一級動力電池分組之間設置有一個共用的一級穿梭均衡電容，每個所述一級穿梭均衡電容的正極端設置有一個第一正極雙向切換開關，所述第一正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游方向的所述一級動力電池分組的正極或負極，每個所述一級穿梭均衡電容的負極端設置有一個第一負極雙向切換開關，所述第一負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的所述一級動力電池分組的正極或負極；
[0006]每個所述一級動力電池分組包括若干個相互串聯的二級動力電池分組，相鄰的兩個所述二級動力電池分組之間設置有一個共用的二級穿梭均衡電容，每個所述二級穿梭均衡電容的正極端設置有一個第二正極雙向切換開關，所述第二正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游方向的所述二級動力電池分組的正極或負極，每個所述二級穿梭均衡電容的負極端設置有一個第二負極雙向切換開關，所述第二負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的所述二級動力電池分組的正極或負極；
[0007]以此類推，每個N-1級動力電池分組包括若干個相互串聯的N級動力電池分組，相鄰的兩個所述N級動力電池分組之間設置有一個共用的N級穿梭均衡電容，每個所述N級穿梭均衡電容的正極端設置有一個第N正極雙向切換開關，所述第N正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游方向的所述N級動力電池分組的正極或負極，每個所述N級穿梭均衡電容的負極端設置有一個第N負極雙向切換開關，所述第N負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的所述N級動力電池分組的正極或負極；
[0008]每個所述N級動力電池分組包括若干個相互串聯的鋰電池單體，相鄰的兩個所述鋰電池單體之間設置有一個共用的末級穿梭均衡電容，每個所述末級穿梭均衡電容的正極端設置有一個末級正極雙向切換開關，所述末級正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游方向的所述鋰電池單體的正極或負極，每個所述末級穿梭均衡電容的負極端設置有一個末級負極雙向切換開關，所述末級負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的所述鋰電池單體的正極或負極。
[0009]作為上述技術方案的進一步改進，包括四個所述一級動力電池分組，每個所述一級動力電池分組包括四個相互串聯的所述二級動力電池分組，以此類推，每個所述N-1級動力電池分組包括四個相互串聯的所述N級動力電池分組，每個所述N級動力電池分組包括四個相互串聯的所述鋰電池單體。
[0010]與現有技術相比較，本實用新型的有益效果是:
[0011]本實用新型所提供的一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路，通過雙向切換開關的反復切換，使相鄰兩動力電池分組或鋰電池單體容量一致，最后使所有鋰電池單體的容量一致，且上述級聯電容穿梭均衡電路的均衡速度快，耗費的時間較短。【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0013]圖1是本實用新型所述的一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路的結構示意圖；
[0014]圖2是本實用新型所述的N級動力電池分組的結構示意圖。【具體實施方式】
[0015]參照圖1至圖2,圖1至圖2是本實用新型一個具體實施例的結構示意圖。
[0016]如圖1至圖2所示，一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路，包括設置于充電主電路U正負極之間的四個一級動力電池分組G1-1、G1-2、G1_3和G1-4,四個一級動力電池分組G1-1、 Gl-2、Gl-3和G1-4相互串聯，相鄰的兩個一級動力電池分組之間設置有一個共用的一級穿梭均衡電容Cl-l、Cl-2或C1-3,每個一級穿梭均衡電容的正極端設置有一個第一正極雙向切換開關Sl-l、Sl-2或S1-3,第一正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游方向的一級動力電池分組的正極或負極，每個一級穿梭均衡電容的負極端設置有一個第一負極雙向切換開關Sl-2、Sl-3或S1-4,第一負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的一級動力電池分組的正極或負極；以一級穿梭均衡電容C1-1為例，一級穿梭均衡電容C1-1的正極端設置有一個第一正極雙向切換開關S1-1，第一正極雙向切換開關S1-1可以選擇接通位于電流上游方向的一級動力電池分組G1 -1的正極或負極，一級穿梭均衡電容C1 -1的負極端設置有一個第一負極雙向切換開關S1-2,第一負極雙向切換開關S1-2可以選擇接通位于電流下游方向的一級動力電池分組G1-2的正極或負極;而一級穿梭均衡電容C1-2的第一正極雙向切換開關和一級穿梭均衡電容C1-1的第一負極雙向切換開關為共用的一個雙向切換開關即S1-2,同理一級穿梭均衡電容C1-3的第一正極雙向切換開關和一級穿梭均衡電容 C1-2的第一負極雙向切換開關共用S1-3;[〇〇17]每個一級動力電池分組包括四個相互串聯的二級動力電池分組，相鄰的兩個二級動力電池分組之間設置有一個共用的二級穿梭均衡電容，每個二級穿梭均衡電容的正極端設置有一個第二正極雙向切換開關，第二正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游方向的二級動力電池分組的正極或負極，每個二級穿梭均衡電容的負極端設置有一個第二負極雙向切換開關，第二負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的二級動力電池分組的正極或負極；
[0018]以此類推，每個N-1級動力電池分組包括四個相互串聯的N級動力電池分組，相鄰的兩個N級動力電池分組之間設置有一個共用的N級穿梭均衡電容，每個N級穿梭均衡電容的正極端設置有一個第N正極雙向切換開關，第N正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游方向的N級動力電池分組的正極或負極，每個N級穿梭均衡電容的負極端設置有一個第 N負極雙向切換開關，第N負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的N級動力電池分組的正極或負極；[〇〇19] 每個N級動力電池分組包括四個相互串聯的鋰電池單體G0-l、G0-2、G0-3和G0-4， 相鄰的兩個鋰電池單體之間設置有一個共用的末級穿梭均衡電容C0-l、C0-2或C0-3,每個末級穿梭均衡電容的正極端設置有一個末級正極雙向切換開關S0-US0-2或S0-3,末級正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游方向的鋰電池單體的正極或負極，每個末級穿梭均衡電容的負極端設置有一個末級負極雙向切換開關S0-2、S0-3或S0-4，末級負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的鋰電池單體的正極或負極。
[0020]當雙向切換開關S0-l、S0-2、S0-3和S0-4接通四個相互串聯的鋰電池單體G0-1、 G0-2、G0-3和G0-4的正極時，末級穿梭均衡電容C0-UC0-2或C0-3電壓分別與鋰電池單體 G0-l、G0-2、G0-3相等；當雙向切換開關S0-l、S0-2、S0-3和S0-4接通四個相互串聯的鋰電池單體G0-l、G0-2、G0-3和G0-4的負極時，末級穿梭均衡電容C0-l、C0-2或C0-3電壓分別與鋰電池單體G0-2、G0-3、G0-4相等;末級穿梭均衡電容C0-UC0-2或C0-3電壓的變化會產生電能的吸收或釋放，從而使鋰電池單體GO-1、G0-2、G0-3和G0-4的容量趨于一致;然后類似的原理，使四個相互串聯的N級動力電池分組的容量趨于一致，直至四個一級動力電池分組 Gl-1、G1-2、G1_3和G1-4的容量趨于一致。
[0021]以上對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，當然，本實用新型還可以采用與上述實施方式不同的形式，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下所作的等同的變換或相應的改動，都應該屬于本實用新型的保護范圍內。
【主權項】
1.一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路，其特征在于:包括設置于充電主電路正負極之 間的若干個一級動力電池分組，若干個所述一級動力電池分組相互串聯，相鄰的兩個所述 一級動力電池分組之間設置有一個共用的一級穿梭均衡電容，每個所述一級穿梭均衡電容 的正極端設置有一個第一正極雙向切換開關，所述第一正極雙向切換開關可以選擇接通位 于電流上游方向的所述一級動力電池分組的正極或負極，每個所述一級穿梭均衡電容的負 極端設置有一個第一負極雙向切換開關，所述第一負極雙向切換開關可以選擇接通位于電 流下游方向的所述一級動力電池分組的正極或負極；每個所述一級動力電池分組包括若干個相互串聯的二級動力電池分組，相鄰的兩個所 述二級動力電池分組之間設置有一個共用的二級穿梭均衡電容，每個所述二級穿梭均衡電 容的正極端設置有一個第二正極雙向切換開關，所述第二正極雙向切換開關可以選擇接通 位于電流上游方向的所述二級動力電池分組的正極或負極，每個所述二級穿梭均衡電容的 負極端設置有一個第二負極雙向切換開關，所述第二負極雙向切換開關可以選擇接通位于 電流下游方向的所述二級動力電池分組的正極或負極；以此類推，每個N-1級動力電池分組包括若干個相互串聯的N級動力電池分組，相鄰的 兩個所述N級動力電池分組之間設置有一個共用的N級穿梭均衡電容，每個所述N級穿梭均 衡電容的正極端設置有一個第N正極雙向切換開關，所述第N正極雙向切換開關可以選擇接 通位于電流上游方向的所述N級動力電池分組的正極或負極，每個所述N級穿梭均衡電容的 負極端設置有一個第N負極雙向切換開關，所述第N負極雙向切換開關可以選擇接通位于電 流下游方向的所述N級動力電池分組的正極或負極；每個所述N級動力電池分組包括若干個相互串聯的鋰電池單體，相鄰的兩個所述鋰電 池單體之間設置有一個共用的末級穿梭均衡電容，每個所述末級穿梭均衡電容的正極端設 置有一個末級正極雙向切換開關，所述末級正極雙向切換開關可以選擇接通位于電流上游 方向的所述鋰電池單體的正極或負極，每個所述末級穿梭均衡電容的負極端設置有一個末 級負極雙向切換開關，所述末級負極雙向切換開關可以選擇接通位于電流下游方向的所述 鋰電池單體的正極或負極。2.根據權利要求1所述的一種鋰電池級聯電容穿梭均衡電路，其特征在于:四個所述一 級動力電池分組，每個所述一級動力電池分組包括四個相互串聯的所述二級動力電池分 組，以此類推，每個所述N-1級動力電池分組包括四個相互串聯的所述N級動力電池分組，每 個所述N級動力電池分組包括四個相互串聯的所述鋰電池單體。
【文檔編號】H02J7/00GK205693407SQ201620628382
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月23日 公開號201620628382.7, CN 201620628382, CN 205693407 U, CN 205693407U, CN-U-205693407, CN201620628382, CN201620628382.7, CN205693407 U, CN205693407U
【發明人】陶以彬, 柯勇, 張春玲
【申請人】蕪湖格利特新能源科技有限公司