一种混合分层的电池均衡电路的制作方法

1.本实用新型实施例涉及储能电池技术，尤其涉及一种混合分层的电池均衡电路。


背景技术：

2.常见的均衡电路结构主要包括电池串对电池(string-to-cell，s2c)和电池对电池(cell-to-cell，c2c)两类。其中，c2c均衡电路可实现两个相邻电池单体之间的电量传递和均衡，s2c均衡电路采用多个电池单体共享一个均衡器的方式来减少均衡电路的元件数目。
3.现有的均衡方法的均衡效果不好一般仅设置单层均衡，多层均衡的电路复杂难控制。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种混合分层的电池均衡电路，以增强均衡效果且降低电路复杂程度。
5.本实用新型实施例提供了一种混合分层的电池均衡电路，混合分层的电池均衡电路包括：串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、lcc谐振电路、半桥整流电路、全波整流电路、变压器和控制模块；
6.每个所述电池模块包括单体均衡器和串联的n个单体电池，所述单体电池与所述单体均衡器连接；
7.所述采集模块分别与m个所述电池模块连接，用于采集所述电池模块的模块参数信息和所述单体电池的单体参数信息；
8.所述开关选通网络分别与各个电池模块的两极连接，还与所述全波整流电路连接，所述开关选通网络用于对m个所述电池模块中需均衡的所述电池模块进行选择，使得需均衡的所述电池模块与全波整流电路之间导通，并保持不需均衡的所述电池模块与全波整流电路之间断开；
9.所述全波整流电路与所述变压器的副边连接，所述变压器的原边与所述lcc谐振电路相连，所述lcc谐振电路与所述半桥整流电路连接；
10.所述控制模块分别与所述采集模块、所述开关选通网络、所述单体均衡器和所述半桥整流电路连接，所述控制模块用于根据所述模块参数信息和所述单体参数信息，控制所述开关选通网络、所述单体均衡器和所述全波整流电路连接的状态，以对需均衡的所述电池模块中的至少一个所述单体电池进行均衡操作。
11.可选地，所述开关选通网络包括：与所述电池模块一一对应的第一可控开关和与所述电池模块一一对应的第二可控开关，所述电池模块的正极经对应的所述第一可控开关与所述全波整流电路连接，所述电池模块的负极经对应的所述第二可控开关与所述全波整流电路连接。
12.可选地，所述变压器的副边包括第一绕组和第二绕组；所述第一绕组的第二端和
第二绕组的第一端连接，作为中间抽头；
13.所述全波整流电路包括第一二极管、第二二极管、滤波电容和滤波电感；第一二极管的阳极与所述第一绕组的第一端连接，第二二极管的阳极与所述第二绕组的第二端连接；所述第一二极管和所述第二二极管的阴极分别与所述滤波电感的第一端连接，所述滤波电感的第二端分别经各个第一可控开关与各个所述电池模块的正极连接；所述滤波电容连接于所述滤波电容的第一端和所述中间抽头之间；所述中间抽头还分别经各个所述第二可控开关与各个电池模块的负极连接。
14.可选地，所述lcc谐振电路包括串联电感、串联电容和并联电容，所述串联电感的第一端与所述半桥整流电路连接，所述串联电感的第二端经所述串联电容与所述变压器的原边的第一端连接，所述并联电容与所述原边并联。
15.可选地，所述半桥整流电路包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管的控制端分别与所述控制模块连接；所述第一晶体管的第一端与m个所述电池模块串联所形成的电池模组的总正极连接，所述第一晶体管的第二端与所述串联电感的第一端连接；所述串联电感的第一端还与所述第二晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第二端分别与所述原边的第二端和所述电池模组的总负极连接。
16.可选地，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为n型场效应管。
17.可选地，所述单体均衡器包括与电池对一一对应的单电池均衡电路，其中，一所述电池对包括相邻的两个所述单体电池；所述单电池均衡电路分别与对应所述电池对中的两个所述单体电池的两极连接，所述单电池均衡电路用于对所述电池对中的两个所述单体电池进行均衡。
18.可选地，所述单体均衡器还包括与电池串一一对应的多电池均衡电路，其中，一所述电池串包括相邻的两个所述电池对；所述多电池均衡电路分别与对应所述电池串中的两个所述电池对的两极连接，所述多电池均衡电路用于对所述电池串中的两个所述电池对进行均衡。
19.可选地，所述单电池均衡电路包括第三晶体管、第四晶体管和第一电感，所述第三晶体管和所述第四晶体管串联于对应所述电池对的两端之间，所述第三晶体管和所述第四晶体管的连接点与所述第一电感的第一端连接，所述电池对中两个单体电池的连接点与所述第一电感的第二端连接；
20.所述多电池均衡电路包括第五晶体管、第六晶体管和第二电感，所述第五晶体管和所述第六晶体管串联于对应所述电池串的两端之间，所述第五晶体管和所述第六晶体管的连接点与所述第二电感的第一端连接，所述电池串中两个所述电池对的连接点与所述第二电感的第二端连接。
21.可选地，n＝4，所述单电池均衡电路的数量为2，所述多电池均衡电路的数量为1。
22.本实用新型提供的混合分层的电池均衡电路设置有串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、全波整流电路、变压器、lcc谐振电路、半桥整流电路和控制模块，开关选通网络可以选定不同的电池模块与全波整流电路连接，进而利用lcc谐振电路结合半桥整流电路和变压器，对与全波整流电路连接的电池模块和其他电池模块之间进行均衡操作，lcc谐振电路的使用可以降低电路复杂性低。进而电池模块中还设置有单体均衡器和串联的n个单体电池，单体均衡器还可以对单体电池或者电池对进行均衡，从而实现了对电池组
的多层次均衡，既能对电池模块之间进行均衡，还能对单体电池进行均衡，提高了电池均衡的准确性和针对性，增强了均衡效果且降低了电路复杂程度。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例提供的一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的另一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
25.图3为本实用新型实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
27.图5为本实用新型实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图；
28.图6为本实用新型实施例提供的一种对第一电池模块进行均衡的不同状态的电路示意图；
29.图7为本实用新型提供的一种对电池对中的单体电池进行均衡的不同状态的电路示意图；
30.图8为本实用新型提供的一种对电池串中的电池对进行均衡的不同状态的电路示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
32.为了解决背景技术中提出的问题，本实用新型的实施例提供了一种混合分层的电池均衡电路。图1为本实用新型实施例提供的一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图，参照图1，混合分层的电池均衡电路100包括串联的m个电池模块101、采集模块102、开关选通网络103、全波整流电路104、变压器105、lcc谐振电路106、半桥整流电路107和控制模块108。每个电池模块101包括单体均衡器109和串联的n个单体电池ce，单体电池ce与单体均衡器109连接，m为大于1的自然数，n为大于或等于2的自然数。采集模块102分别与m个电池模块101连接，用于采集电池模块101的模块参数信息和单体电池ce的单体参数信息。开关选通网络103分别与各个电池模块101的两极连接，还与全波整流电路104连接，开关选通网络103用于对m个电池模块101中需均衡的电池模块101进行选择，使得需均衡的电池模块101与全波整流电路104之间导通，并保持不需均衡的电池模块101与全波整流电路104之间断开。全波整流电路104与变压器105的副边连接，变压器105的原边与lcc谐振电路106相连，lcc谐振电路106与半桥整流电路107连接。控制模块108分别与采集模块102、开关选通网络103、单体均衡器109和半桥整流电路107连接，控制模块108用于根据模块参数信息和单体参数信息，控制开关选通网络、单体均衡器和全波整流电路连接的状态，以对需均衡的电池模块中的至少一个单体电池进行均衡操作。
33.具体地，电池模块101包括单体均衡器109和n个依次串联单体电池ce，单体均衡器109分别与各个单体电池ce的两极连接，示例性地，单体均衡器109可以包括buck-boost电路，利用多层buck-boost电路对电池模块101中的单体电池ce进行单体和单体之间的均衡和/或电池对和电池对之间的均衡。采集模块102是指单体电池ce和电池模块101的状态采
集组件，可以包括电流传感器、电压传感器和/或功率传感器等多个传感元件，采集模块102既可以采集电池模块101的模块参数信息，又可以采集各个单体电池ce的单体参数信息。模块参数信息是指可以表征电池模块101的电量或健康状态的多种参数信息。单体参数信息是指可以表征单体电池ce的电量或健康状态的多种参数信息。
34.开关选通网络103是指包括多个开关的选通电路，设置于全波整流电路104与串联的电池模块101之间，可以在控制模块108的控制下对各个电池模块101中需要进行均衡的电池模块101进行选择，使得需要进行均衡的电池模块101与全波整流电路104之间实现导通，并保持不需要进行均衡的电池模块101与全波整流电路104断开。
35.变压器105可以为多绕组变压器，变比可以为k：1:1。全波整流电路104与变压器105的副边连接，可以对副边电信号进行全波整流，与lcc谐振电路106和半桥整流电路107一起实现对电池模块101的均衡。lcc谐振电路106设置于半桥整流电路107和变压器105的原边之间。半桥整流电路107中的晶体管与控制模块108连接。控制模块108为电池均衡电路100的中央控制装置，示例性地，控制模块108可以包括具有数据分析和控制功能的单片机或微控制芯片。控制模块108可以根据采集模块上传的模块参数信息确定出需要均衡的电池模块101，通过调节开关选通网络103的状态实现需要均衡的电池模块101与全波整流电路104的连接且其他不需要均衡的电池模块101与全波整流电路104断开，进而控制半桥整流电路107实现需要均衡的电池模块101与其他电池模块101之间的均衡。控制模块108还可以根据采集模块102上传的单体参数信息确定出需要均衡的单体电池ce或电池对，通过控制单体均衡器109实现对单体电池ce或电池对的均衡。
36.本实施例提供的混合分层的电池均衡电路设置有串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、全波整流电路、变压器、lcc谐振电路、半桥整流电路和控制模块，开关选通网络可以选定不同的电池模块与全波整流电路连接，进而利用lcc谐振电路结合半桥整流电路和变压器，对与全波整流电路连接的电池模块和其他电池模块之间进行均衡操作，lcc谐振电路的使用可以降低电路复杂性低。进而电池模块中还设置有单体均衡器和串联的n个单体电池，单体均衡器还可以对单体电池或者电池对进行均衡，从而实现了对电池组的多层次均衡，既能对电池模块之间进行均衡，还能对单体电池进行均衡，提高了电池均衡的准确性和针对性，增强了均衡效果且降低了电路复杂程度。
37.可选地，图2为本实用新型实施例提供的另一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图，参照图2，在前述实施例的基础上，开关选通网络103(不包括电池模块101)包括与电池模块101一一对应的第一可控开关(标号分别为k1、k2、k3，
…
,km-1和km)和与电池模块一一对应的第二可控开关(标号分别为k1’、k2’、k3’，
…
,km-1’和km’)，电池模块101的正极经对应的第一可控开关与全波整流电路104连接，电池模块101的负极经对应的第二可控开关与全波整流电路104连接。可控开关的通断由控制模块控制。需要特别说明的是，在图2及以后的附图中，为了降低电路复杂程度，省略了对控制模块和采集模块的示意。
38.变压器105的副边包括第一绕组x和第二绕组y；第一绕组x的第二端和第二绕组y的第一端连接，作为中间抽头。全波整流电路104包括第一二极管d1、第二二极管d2、滤波电容c和滤波电感l；第一二极管d1的阳极与第一绕组x的第一端连接，第二二极管d2的阳极与第二绕组y的第二端连接；第一二极管d1和第二二极管d2的阴极分别与滤波电感l的第一端连接，滤波电感l的第二端分别经各个第一可控开关与各个电池模块101的正极连接；滤波
电容c连接于滤波电感l的第一端和中间抽头之间；中间抽头还分别经各个第二可控开关与各个电池模块101的负极连接。
39.lcc谐振电路106包括串联电感lr、串联电容cr和并联电容cp，串联电感lr的第一端与半桥整流电路107连接，串联电感lr的第二端经串联电容cr与变压器105的原边的第一端连接，并联电容cp与变压器105的原边并联。
40.半桥整流电路107包括第一晶体管q1和第二晶体管q2，第一晶体管q1和第二晶体管q2的控制端分别与控制模块连接；第一晶体管q1的第一端与m个电池模块101串联所形成的电池模组的总正极连接，第一晶体管q1的第二端与串联电感lr的第一端连接；串联电感lr的第一端还与第二晶体管q2的第一端连接，第二晶体管q2的第二端分别与原边的第二端和电池模组的总负极连接。示例性地，第一晶体管q1和第二晶体管q2均为n型场效应管。
41.具体地，开关选通网络103设置有2m个由控制模块控制打开和闭合的可控开关，可控开关包括m个第一可控开关(标号依次为k1、k2，
…
，km)和m个第二可控开关(标号依次为k1’、k2’，
…
，km’)，其中，所有第一可控开关的第一端相连后与全波整流电路104连接，第一可控开关的第二端与其对应的电池模块101的正极连接，所有第二可控开关的第二端相连后与全波整流电路101连接，第二可控开关的第一端与其对应的电池模块101的负极连接。控制模块可以根据采集模块上传的信息确定均衡需求，进而控制各个电池模块101所对应的可控开关的通断。
42.变压器105为多绕组变压器，副边包括第一绕组x和第二绕组y两个绕组，两绕组的连接端为中间抽头。全波整流电路104的第一二极管d1和第二二极管d2作为整流二极管，第一二极管d1的阳极与中间抽头连接，第二二极管d2的阳极与第二绕组y的第二端连接。第一二极管d1和第二二极管d2的阴极均与滤波电感l的第一端连接。滤波电感l的第二端分别经各个第一可控开关与第一可控开关对应的电池模块101的正极连接。中间抽头还分别经各个第二可控开关与第二可控开关对应的电池模块101的负极连接。
43.lcc谐振电路106中，串联电感lr和串联电容cr串联于变压器105的原边的第一端与半桥整流电路107的连接点(指的是第一晶体管的第二端和第二晶体管的第一端之间的连接点)之间。并联电容cp的第一端与原边的第一端连接，并联电容cp的第二端与原边的第二端连接。
44.第一晶体管q1的第一端与m个电池模块101串联形成的电池模组的总正极连接。第一晶体管q1的第二端与第二晶体管q2的第一端连接。第二晶体管q2的第二端与变压器105原边的第二端连接，还与m个电池模块101串联形成的电池模组的总负极连接。半桥整流电路107的第一晶体管q1和第二晶体管q2可以为mos管或三极管，第一晶体管q1和第二晶体管q2可以根据控制模块传输至晶体管控制端的信号改变自身状态，以实现对电池模块101的均衡。示例性地，第一晶体管q1和第二晶体管q2可以均为n型mos管，控制模块传输至晶体管控制端的信号可以包括pwm信号。
45.示例性地，采集模块可以采集每一电池模块101的端电压，并上传至控制模块。控制模块根据电池模块101的端电压计算电池模组中各个电池模块101的平均电压，进而根据每一电池模块101的端电压判断电池模块的电压值是否在预设范围内，其中，预设范围可以与电池模块101的平均电压有关。若某一电池模块101的电压值不在预设范围内，控制模块则控制开关选通网络103以导通相应开关，还启动由lcc谐振电路106、半桥整流电路107、全
波整流电路104和变压器105组成的总均衡电路，进而产生pwm信号作用于第一晶体管q1和第二晶体管q2，实现对对应电池模块101的均衡。当控制模块根据采集模块上传的数据检测到被均衡的电池模块101的端电压满足预设范围时，均衡完成。
46.例如，一方面，如果第m个电池模块mm的端电压值不在预设范围内，则控制第m个电池模块mm对应的第一可控开关km和第二可控开关km’导通。在此基础上控制模块输出pwm信号作用于第一晶体管q1和第二晶体管q2的控制端，实现第m个电池模块mm与其余电池模块之间的电量均衡。另一方面，如果第m-1个电池模块m
m-1
和第m个电池模块mm的端电压值不在预设范围内，则控制第m-1个电池模块m
m-1
对应的第一可控开关km-1和第二可控开关km-1’导通，还控制第m个电池模块mm对应的第一可控开关km和第二可控开关km’导通。在此基础上控制模块输出pwm信号作用于第一晶体管q1和第二晶体管q2的控制端，实现第m-1个电池模块mm-1和第m个电池模块mm分别与其余电池模块之间的电量均衡。不仅可以实现对单个电池模块的均衡，还可以实现对多个电池模块101的分别均衡。
47.本实施例提供的混合分层的电池均衡电路设置有串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、全波整流电路、变压器、lcc谐振电路、半桥整流电路和控制模块，开关选通网络可以选定不同的电池模块与全波整流电路连接，进而利用lcc谐振电路结合半桥整流电路和变压器，对与全波整流电路连接的电池模块和其他电池模块之间进行均衡操作，lcc谐振电路的使用可以降低电路复杂性低。进而电池模块中还设置有单体均衡器和串联的n个单体电池，单体均衡器还可以对单体电池或者电池对进行均衡，从而实现了对电池组的多层次均衡，既能对电池模块之间进行均衡，还能对单体电池进行均衡，提高了电池均衡的准确性和针对性，增强了均衡效果。
48.可选地，图3为本实用新型实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图，结合图2和图3，在前述实施例的基础上，单体均衡器包括与电池对202一一对应的单电池均衡电路201，其中，一电池对202包括相邻的两个单体电池ce；单电池均衡电路201分别与对应电池对202中的两个单体电池ce的两极连接，单电池均衡电路201用于对电池对202中的两个单体电池ce进行均衡。单体均衡器还包括与电池串302一一对应的多电池均衡电路301，其中，一电池串302包括相邻的两个电池对202；多电池均衡电路301分别与对应电池串302中的两个电池对202的两极连接，多电池均衡电路301用于对电池串302中的两个电池对202进行均衡。
49.具体地，图4为本实用新型实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图，参照图4，单电池均衡电路201包括第三晶体管q3、第四晶体管q4和第一电感l1，第三晶体管q3和第四晶体管q4串联于对应电池对202的两端之间，第三晶体管q3和第四晶体管q4的连接点与第一电感l1的第一端连接，电池对202中两个单体电池ce的连接点与第一电感l1的第二端连接。第三晶体管q3和第四晶体管q4可以为三极管或场效应管，控制端与控制模块连接，第三晶体管q3和第四晶体管q4根据控制模块输出的控制信号来调节自身状态，以实现对单电池均衡电路对应的电池对202中两个单体电池ce之间的均衡，示例性地，第三晶体管q3和第四晶体管q4可以均为n型mos管，控制模块向第三晶体管q3和第四晶体管q4输出的控制信号可以为pwm信号。
50.继续参照图4，多电池均衡电路包括第五晶体管q5、第六晶体管q6和第二电感l2，第五晶体管q5和第六晶体管q6串联于对应电池串302的两端之间，第五晶体管q5和第六晶
体管q6的连接点与第二电感l2的第一端连接，电池串302中两个电池对202的连接点与第二电感l2的第二端连接。第五晶体管q5和第六晶体管q6可以为三极管或场效应管，控制端与控制模块连接，第五晶体q5管和第六晶体管q6根据控制模块输出的控制信号来调节自身状态，以实现对多电池均衡电路对应的电池串中两个电池对之间的均衡，示例性地，第五晶体管q5和第六晶体管q6可以均为n型mos管，控制模块向第五晶体管q5和第六晶体管q6输出的控制信号可以为pwm信号。
51.示例性地，采集模块采集各个单体电池的端电压并上传至控制模块，控制模块可以根据端电压计算电池模块中的各个单体电池的平均电压，进而对比单体电压与单体预设范围的相对关系，其中，电池模块的单体预设范围与电池模块中的各个单体电池的平均电压相关。在某个单体电池不在预设范围内的情况下，控制模块可以发出pwm控制信号，启动该单体电池所在电池对所对应单电池均衡电路，实现对电池对中两个电池之间的均衡。此外，在某个单体电池不在预设范围内的情况下，控制模块还可以发出pwm控制信号，启动该单体电池所在电池串对应的多电池均衡电路，实现对电池串中两个电池对之间的均衡。
52.本实施例提供的混合分层的电池均衡电路中，单体均衡器包括与电池对一一对应的单电池均衡电路，单电池均衡电路可以对电池对中的两个单体电池进行均衡，单体均衡器还包括与电池串一一对应的多电池均衡电路，多电池均衡电路用于对电池串中的两个电池对进行均衡，实现了电池模块中单体电池之间的均衡以及电池模块中电池对之间的均衡，电池模块中多电池均衡电路和单电池电路的设置可以在电池模块均衡的基础上实现更加细致的单体层和电池对层的均衡，用户可以根据需要设置或选择不同的均衡模式，进一步提高了电池的均衡效果。
53.可选地，图5为本实用新型实施例提供的又一种混合分层的电池均衡电路的电路示意图，参照图5，在前述实施例的基础上，m＝4且n＝4。单个电池模块块中单电池均衡电路的数量为2，多电池均衡电路的数量为1。
54.示例性地，图6为本实用新型实施例提供的一种对第一电池模块进行均衡的不同状态的电路示意图，参照图6，当第一电池模块m1的端电压不在预设范围内，控制模块可以控制第一电池模块m1对应的第一可控开关k1和第二可控开关k2导通，并控制四个电池模块串联组成的电池模组的最后一个电池模块所对应的第二可控开关k4导通，进而通过调节输出至第一晶体管和第二晶体管的pwm控制信号，则可以实现对第一电池模组m1的快速均衡。图6中叉号所在的晶体管关断，箭头表示电流方向。
55.图7为本实用新型提供的一种对电池对中的单体电池进行均衡的不同状态的电路示意图，参照图7，当一单体电池ce的端电压不在单体预设范围内，控制模块可以控制单体电池ce所在电池对202所对应的单电池均衡电路对单体电池进行均衡。通过调节输出至第三晶体管和第四晶体管的pwm控制信号，则可以实现对电池对中单体电池的快速均衡。图7中叉号所在的晶体管关断，箭头表示电流方向。
56.图8为本实用新型提供的一种对电池串中的电池对进行均衡的不同状态的电路示意图，参照图8，当一单体电池的端电压不在单体预设范围内，控制模块可以控制单体电池所在电池串所对应的多电池均衡电路对单体电池所在电池对进行均衡。通过调节输出至第五晶体管和第六晶体管的pwm控制信号，则可以实现对电池串中电池对的快速均衡。图8省略了与电池对对应的单电池均衡电路，叉号所在的晶体管关断，箭头表示电流方向。
57.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

技术特征：
1.一种混合分层的电池均衡电路，其特征在于，包括：串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、lcc谐振电路、半桥整流电路、全波整流电路、变压器和控制模块；每个所述电池模块包括单体均衡器和串联的n个单体电池，所述单体电池与所述单体均衡器连接；所述采集模块分别与m个所述电池模块连接，用于采集所述电池模块的模块参数信息和所述单体电池的单体参数信息；所述开关选通网络分别与各个电池模块的两极连接，还与所述全波整流电路连接，所述开关选通网络用于对m个所述电池模块中需均衡的所述电池模块进行选择，使得需均衡的所述电池模块与全波整流电路之间导通，并保持不需均衡的所述电池模块与全波整流电路之间断开；所述全波整流电路与所述变压器的副边连接，所述变压器的原边与所述lcc谐振电路相连，所述lcc谐振电路与所述半桥整流电路连接；所述控制模块分别与所述采集模块、所述开关选通网络、所述单体均衡器和所述半桥整流电路连接，所述控制模块用于根据所述模块参数信息和所述单体参数信息，控制所述开关选通网络、所述单体均衡器和所述全波整流电路连接的状态，以对需均衡的所述电池模块中的至少一个所述单体电池进行均衡操作。2.根据权利要求1所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述开关选通网络包括：与所述电池模块一一对应的第一可控开关和与所述电池模块一一对应的第二可控开关，所述电池模块的正极经对应的所述第一可控开关与所述全波整流电路连接，所述电池模块的负极经对应的所述第二可控开关与所述全波整流电路连接。3.根据权利要求2所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述变压器的副边包括第一绕组和第二绕组；所述第一绕组的第二端和第二绕组的第一端连接，作为中间抽头；所述全波整流电路包括第一二极管、第二二极管、滤波电容和滤波电感；第一二极管的阳极与所述第一绕组的第一端连接，第二二极管的阳极与所述第二绕组的第二端连接；所述第一二极管和所述第二二极管的阴极分别与所述滤波电感的第一端连接，所述滤波电感的第二端分别经各个第一可控开关与各个所述电池模块的正极连接；所述滤波电容连接于所述滤波电容的第一端和所述中间抽头之间；所述中间抽头还分别经各个所述第二可控开关与各个电池模块的负极连接。4.根据权利要求1所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述lcc谐振电路包括串联电感、串联电容和并联电容，所述串联电感的第一端与所述半桥整流电路连接，所述串联电感的第二端经所述串联电容与所述变压器的原边的第一端连接，所述并联电容与所述原边并联。5.根据权利要求4所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述半桥整流电路包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管的控制端分别与所述控制模块连接；所述第一晶体管的第一端与m个所述电池模块串联所形成的电池模组的总正极连接，所述第一晶体管的第二端与所述串联电感的第一端连接；所述串联电感的第一端还与所述第二晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第二端分别与所述原边的第二端和所述电池模组的总负极连接。6.根据权利要求5所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述第一晶体管和所
述第二晶体管均为n型场效应管。7.根据权利要求1所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述单体均衡器包括与电池对一一对应的单电池均衡电路，其中，一所述电池对包括相邻的两个所述单体电池；所述单电池均衡电路分别与对应所述电池对中的两个所述单体电池的两极连接，所述单电池均衡电路用于对所述电池对中的两个所述单体电池进行均衡。8.根据权利要求7所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述单体均衡器还包括与电池串一一对应的多电池均衡电路，其中，一所述电池串包括相邻的两个所述电池对；所述多电池均衡电路分别与对应所述电池串中的两个所述电池对的两极连接，所述多电池均衡电路用于对所述电池串中的两个所述电池对进行均衡。9.根据权利要求8所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，所述单电池均衡电路包括第三晶体管、第四晶体管和第一电感，所述第三晶体管和所述第四晶体管串联于对应所述电池对的两端之间，所述第三晶体管和所述第四晶体管的连接点与所述第一电感的第一端连接，所述电池对中两个单体电池的连接点与所述第一电感的第二端连接；所述多电池均衡电路包括第五晶体管、第六晶体管和第二电感，所述第五晶体管和所述第六晶体管串联于对应所述电池串的两端之间，所述第五晶体管和所述第六晶体管的连接点与所述第二电感的第一端连接，所述电池串中两个所述电池对的连接点与所述第二电感的第二端连接。10.根据权利要求8所述的混合分层的电池均衡电路，其特征在于，n＝4，所述单电池均衡电路的数量为2，所述多电池均衡电路的数量为1。

技术总结
本实用新型公开了一种混合分层的电池均衡电路。本实用新型提供的混合分层的电池均衡电路设置有串联的m个电池模块、采集模块、开关选通网络、全波整流电路、变压器、LCC谐振电路、半桥整流电路和控制模块，开关选通网络可以选定不同的电池模块与全波整流电路连接，进而利用LCC谐振电路结合半桥整流电路和变压器，对与全波整流电路连接的电池模块和其他电池模块之间进行均衡操作，进而电池模块中还设置有单体均衡器和串联的n个单体电池，从而实现了对电池组的多层次均衡，既能对电池模块之间进行均衡，还能对单体电池进行均衡，提高了电池均衡的准确性和针对性，增强了均衡效果且降低了电路复杂程度。了电路复杂程度。了电路复杂程度。


技术研发人员：刘弈含
受保护的技术使用者：刘弈含
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/8/13