本發明涉及電池均衡，尤其涉及一種電感型主被動均衡電路及電池管理系統。

背景技術：

1、鋰離子電池電芯(或稱電池單元)必須在規定的電壓范圍內運行。超出其電壓限制，電池就可能會損壞，導致有失控的風險。這是因為，電芯不在規定電壓范圍內運行就會出現損傷。這就導致當一個電芯達到電壓上限或下限時，整個電池包充電或放電就必須停止，即使其他節電芯還有剩余電量。因此，需要將所有串聯電芯的soc調整至一個相同的值。

2、現有的其中一種soc調整方式為被動均衡，被動均衡會將多余的能量通過電阻消耗掉，如圖1所示，從而達到每節電池能量平衡。目前常用的被動均衡方式，如圖2所示，當電池管理芯片控制內部的被動均衡開關打開時，相應的被動均衡回路導通，單電池b1和單電池b3通過回路上的兩個均衡電阻r消耗電池能量，從而達到消耗能量的效果。當多節電池同時打開被動均衡時，電池管理芯片和多個均衡電阻r會產生大量的熱量，導致系統板熱控制復雜。

3、現有的另一種soc調整方式為主動均衡，主動均衡會重新分配能量，把高節電芯的能量轉移到低節電芯，如圖3所示。目前常用的主動均衡方式，如圖4所示，若單電池b1電量過高，主控芯片通過控制mos管q1d和mos管q1c打開，向電感l1放電，然后關閉mos管q1d和mos管q1c，打開mos管q2d和mos管q2c，向單電池b2充電，實現能量的轉移。但其需要額外的主控控制電路、較多的mos開關，每節電池mos開關還需要預驅電路，電路邏輯復雜。在現有量產被動均衡bms產品上，實現復雜，即使實現主動均衡功能后，也無被動均衡功能。

4、因此，亟需對現有的均衡方式進行改進。

技術實現思路

1、針對現有技術中存在的問題，本發明提供一種電感型主被動均衡電路，包括：

2、電感，所述電感的第一端通過第一開關器件分別連接電池模組中單電池的正極和所述單電池對應的被動均衡開關的一端，所述電感的第二端通過第二開關器件分別連接所述單電池的負極和所述被動均衡開關的另一端；

3、所述電感上還并接有充電回路和負載回路；

4、所述被動均衡開關導通時，第一開關器件和所述第二開關器件導通，所述單電池向所述電感充電，所述被動均衡開關關斷時，第一開關器件和所述第二開關器件關斷，所述電感可選擇的通過所述充電回路放電實現主動均衡或通過所述負載回路放電實現被動均衡。

5、優選的，所述第一開關器件為p型三極管，所述p型三極管的發射極連接所述單電池的正極和所述被動均衡開關的一端，集電極連接所述電感的第一端，基極連接所述被動均衡開關的一端；

6、所述第二開關器件為n型三極管，所述n型三極管的發射極連接所述單電池的負極和所述被動均衡開關的另一端，集電極連接所述電感的第二端，基極連接所述被動均衡開關的另一端。

7、優選的，所述p型三極管的發射極通過第一電阻連接所述被動均衡開關的一端，和/或所述n型三極管的發射極通過第二電阻連接所述被動均衡開關的另一端。

8、優選的，所述p型三極管的基極通過第三電阻或第一電容連接所述被動均衡開關的一端；

9、和/或

10、所述n型三極管的發射極通過第四電阻或第二電容連接所述被動均衡開關的另一端。

11、優選的，所述充電回路包括串聯的被充電器件和充電控制開關，所述充電控制開關導通時，所述電感通過所述充電回路放電實現主動均衡，所述充電控制開關關斷時，所述電感通過所述負載回路放電實現被動均衡。

12、優選的，所述被充電器件的電源負極連接第一二極管的陽極，所述第一二極管的陰極連接所述電感的第一端，所述被充電器件的電源正極連接第二二極管的陰極，所述第二二極管的陽極連接所述電感的第二端；

13、所述充電控制開關的兩端分別連接所述被充電器件的電源負極和第一二極管的陽極；

14、或所述充電控制開關的兩端分別連接所述被充電器件的電源正極和所述第二二極管的陰極。

15、優選的，所述被充電器件為所述電池模組或外部充電電源。

16、優選的，所述負載回路包括第五電阻，所述第五電阻的一端連接所述第一二極管的陽極，另一端連接穩壓二極管的正極，所述穩壓二極管的負極連接所述第二二極管的陰極。

17、優選的，所述第五電阻的一端通過第三二極管連接所述第一二極管的陽極，且所述第三二極管的陽極連接所述第五電阻的一端。

18、本發明還提供一種電池管理系統，包括：

19、電池管理芯片，所述電池管理芯片上設有對應于電池模組中各個單電池的多個引腳組，每個所述引腳組中的兩個引腳之間設有所述被動均衡開關；

20、每個所述單電池與對應的所述引腳組之間均設有上述的電感型主被動均衡電路。

21、上述技術方案具有如下優點或有益效果：

22、1)同一電路既能夠實現被動均衡又能夠實現主動均衡，均衡方式更靈活；

23、2)能夠在現有被動均衡的基礎上增加少量的電路實現主動均衡功能，減少開發周期；

24、3)相較于現有主動均衡電路減少了邏輯開關數量，以較少元器件實現主動均衡，節約成本；

25、4)通過負載回路實現被動均衡中的電能消耗，實現集中散熱，解決了現有被動均衡熱管理分散、熱管理困難的問題。

技術特征：

1.一種電感型主被動均衡電路，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的電感型主被動均衡電路，其特征在于，所述第一開關器件為p型三極管，所述p型三極管的發射極連接所述單電池的正極和所述被動均衡開關的一端，集電極連接所述電感的第一端，基極連接所述被動均衡開關的一端；

3.根據權利要求2所述的電感型主被動均衡電路，其特征在于，所述p型三極管的發射極通過第一電阻連接所述被動均衡開關的一端，和/或所述n型三極管的發射極通過第二電阻連接所述被動均衡開關的另一端。

4.根據權利要求2所述的電感型主被動均衡電路，其特征在于，所述p型三極管的基極通過第三電阻或第一電容連接所述被動均衡開關的一端；

5.根據權利要求1所述的電感型主被動均衡電路，其特征在于，所述充電回路包括串聯的被充電器件和充電控制開關，所述充電控制開關導通時，所述電感通過所述充電回路放電實現主動均衡，所述充電控制開關關斷時，所述電感通過所述負載回路放電實現被動均衡。

6.根據權利要求5所述的電感型主被動均衡電路，其特征在于，所述被充電器件的電源負極連接第一二極管的陽極，所述第一二極管的陰極連接所述電感的第一端，所述被充電器件的電源正極連接第二二極管的陰極，所述第二二極管的陽極連接所述電感的第二端；

7.根據權利要求5所述的電感型主被動均衡電路，其特征在于，所述被充電器件為所述電池模組或外部充電電源。

8.根據權利要求6所述的電感型主被動均衡電路，其特征在于，所述負載回路包括第五電阻，所述第五電阻的一端連接所述第一二極管的陽極，另一端連接穩壓二極管的正極，所述穩壓二極管的負極連接所述第二二極管的陰極。

9.根據權利要求8所述的電感型主被動均衡電路，其特征在于，所述第五電阻的一端通過第三二極管連接所述第一二極管的陽極，且所述第三二極管的陽極連接所述第五電阻的一端。

10.一種電池管理系統，其特征在于，包括：

技術總結
本發明提供一種電感型主被動均衡電路及電池管理系統，涉及電池均衡技術領域，包括：電感，電感的第一端通過第一開關器件分別連接電池模組中單電池的正極和單電池對應的被動均衡開關的一端，電感的第二端通過第二開關器件分別連接單電池的負極和被動均衡開關的另一端；電感上還并接有充電回路和負載回路；被動均衡開關導通時，第一開關器件和第二開關器件導通，單電池向電感充電，被動均衡開關關斷時，第一開關器件和第二開關器件關斷，電感可選擇的通過充電回路放電實現主動均衡或通過負載回路放電實現被動均衡。有益效果是同一電路既能夠實現被動均衡又能夠實現主動均衡，均衡方式更靈活。

技術研發人員：秦嶺,申開爽,張偉
受保護的技術使用者：上海琪埔維半導體有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28