CN110299745A

CN110299745A - 一种面向可重构电池组的多功能均衡电路及相关方法

Info

Publication number: CN110299745A
Application number: CN201910615223.1A
Authority: CN
Inventors: 陈思哲; 刘晨炀; 王玉乐; 常乐; 张桂东; 章云
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2019-10-01

Abstract

本申请公开了一种面向可重构电池组的多功能均衡电路，通过电路中的电容实现电能均衡控制，避免相互并联的全部电池单元退出影响用电设备，也避免相互并联的大部分电池单元退出加速该列其他电池老化，并且，还通过电路中的第一开关和第二开关，实现任意电池单元之间的点对点的直接电能均衡，避免逐个电能传递导致的时间浪费和电能损耗，提高电能均衡的效率。并且，还可以实现多个电池单元对单个电池单元进行电能传递，显著提高单次均衡所能传递的最大电能，进一步提高电能均衡的效率。本申请还公开了一种控制方法，具有以上有益效果。

Description

一种面向可重构电池组的多功能均衡电路及相关方法

技术领域

本申请涉及电池电路技术领域，特别涉及一种面向可重构电池组的多功能均衡电路、控制方法。

背景技术

随着能源技术的不断发展，目前动力电池受到广泛的应用。为了延长动力电池的使用寿命，通常采用梯次利用技术，提高动力电池的整体可用率，解决不同类型、规格、状态退役电池的规模化再利用问题。

现有技术中，一般采用可重构电池组电路结构。在该电路中，若某个电池单元投入运行，则将与其对应的开关闭合；反之，若某个电池单元因已达到满放(或满充)需退出运行，则将与其对应的开关断开。如果某一列的电池单元全部退出运行，则令该列的旁路开关闭合，旁路该列所有电池单元，以维持电路导通。可重构电池组电路在放电过程中，虽然可以令电量已耗尽的电池单元退出运行，但存在两个问题：1、如果同一列的电池单元全部退出，可能导致整个电池组的输出电压不足，无法维持用电设备的正常运行；2、当同一列电池单元中有多个单元退出时，这一列中其他继续维持运行的电池可能发生严重过流，缩短其工作寿命，严重时还可能引发热失控和***。

此外，现有技术中还采用基于开关电容的电池组均衡电路，其工作原理是，先令荷电状态(State of Charge，SOC)高的电池单元对电容进行充电，然后再通过切换开关，令电容向SOC低的电池单元放电，从而实现多个电池单元的SOC均衡。但存在两个问题：1、电量只能在相邻电池之间进行直接传递，当电池单元B1的电量传递给电池单元Bm，则需要m-1次均衡才能实现，均衡时间长，电能效率低；2、电池单元之间只能进行单对单的均衡，由于较大的SOC差异也只能产生很小的电压差异，单次均衡传递的电能非常有限，导致均衡时间很长。

因此，如何提高电池之间进行均衡的效率，降低进行均衡的时间是本领域技术人员关注的重点问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种面向可重构电池组的多功能均衡电路、控制方法，通过并联的第一开关和每个电池单元中的第二开关配合，实现在任意电池单元之间点对点进行电池均衡，而不是向相邻的电池传递能量，提高均衡效率，降低均衡时间。

为解决上述技术问题，本申请提供一种面向可重构电池组的多功能均衡电路，包括均衡电池模块；其中，所述均衡电池模块，包括：N个电池单元、N个第一开关以及N-1个电容，N≥3；第i个电池单元的第二端与第i+1个电池单元的第一端连接，第i个电池单元的控制端与第i+1个电池单元的控制端通过第i个电容连接，1≤i≤N-1；每个电池单元并联一个第一开关；

其中，每个所述电池单元均包括单刀三掷开关、第二开关以及电池；所述单刀三掷开关的不动端作为所述电池单元的控制端，所述单刀三掷开关的第一动端和所述电池的第一端连接作为所述电池单元的第一端，所述单刀三掷开关的第三动端和所述第二开关的第二端连接作为所述电池单元的第二端，所述电池的第二端与所述第二开关的第一端连接。

所有第一开关、所有第二开关以及所有单刀三掷开关均与控制器连接；所述控制器用于根据选定的放电电池控制所述电路形成包括所述放电电池和电容的放电回路，以便对电容进行充电；当充电完成时，根据选定的充电电池控制所述电路形成包含所述充电电池和所述电容的充电回路，以便对所述充电电池进行充电。

可选的，所述控制器还用于根据选定的多个放电电池控制所述电路形成包括所有所述放电电池和电容的放电回路，以便对电容进行充电；当充电完成时，根据选定的充电电池控制所述电路形成包含所述充电电池和所述电容的充电回路，以便对所述充电电池进行充电。

可选的，所述控制器具体用于将选定的所述放电电池对应的第二开关闭合，将位于所述放电电池与所述充电电池中间的所有第一开关闭合，将与所述放电电池和所述充电电池分别并联的单刀三掷开关的不动端和第三动端闭合；当充电完成时，将所述充电电池对应的第二开关闭合，将位于所述放电电池与所述充电电池中间的所有第一开关闭合，将与所述放电电池和所述充电电池分别并联的单刀三掷开关的不动端和第一动端闭合，以便对所述充电电池进行充电。

可选的，所述控制器具体用于将选定的多个放电电池分别对应的第二开关闭合，将除所述放电电池并联的第一开关其他的第一开关闭合，将电路两侧的单刀三掷开关的不动端与第三动端闭合；当充电完成时，将选定的充电电池对应的第二开关闭合，将除所述充电电池并联的第一开关其他的第一开关闭合，将电路两侧的单刀三掷开关的不动端与第一动端闭合，以便对所述充电电池进行充电。

可选的，所述均衡电池模块，还包括M个电池单元组，每个所述电池单元组包括N个所述电池单元；每个电池单元组中的第i个电池单元的第二端与第i+1个电池单元的第一端连接，每个电池单元组中的第i个电池单元的控制端与第i+1个电池单元的控制端通过所述第i个电容连接，1≤i≤N-1；每个电池单元组内的电池单元与对应的第一开关并联。

可选的，还包括：多个所述均衡电池模块；每个所述均衡电池模块两两并联。

可选的，所述第一开关和所述第二开关分别为继电器。

可选的，所述第一开关和所述第二开关分别为MOSFET。

本申请还提供一种控制方法，应用与面向可重构电池组的多功能均衡电路，所述方法，包括：

根据选定的放电电池控制所述电路形成包括所述放电电池和电容的放电回路，以便对电容进行充电；

当充电完成时，根据选定的充电电池控制所述电路形成包含所述充电电池和所述电容的充电回路，以便对所述充电电池进行充电。

可选的，还包括：

根据选定的多个放电电池控制所述电路形成包括所述放电电池和电容的放电回路，以便对电容进行充电；

本申请所提供的一种面向可重构电池组的多功能均衡电路，包括均衡电池模块；其中，所述均衡电池模块，包括：N个电池单元、N个第一开关以及N-1个电容，N≥3；第i个电池单元的第二端与第i+1个电池单元的第一端连接，第i个电池单元的控制端与第i+1个电池单元的控制端通过第i个电容连接，1≤i≤N-1；每个电池单元并联一个第一开关；

通过电路中的电容实现电能均衡控制，避免相互并联的全部电池单元退出影响用电设备，也避免相互并联的大部分电池单元退出加速该列其他电池老化，并且，还通过电路中的第一开关和第二开关，实现任意电池单元之间的点对点的直接电能均衡，避免逐个电能传递导致的时间浪费和电能损耗，提高电能均衡的效率。并且，还可以实现多个电池单元对单个电池单元进行电能传递，显著提高单次均衡所能传递的最大电能，进一步提高电能均衡的效率。

本申请还提供一种控制方法，具有以上有益效果，在此不作赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的第一种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的第二种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的第三种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的第四种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的第五种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种面向可重构电池组的多功能均衡电路、控制方法，通过并联的第一开关和每个电池单元中的第二开关配合，实现在任意电池单元之间点对点进行电池均衡，而不是向相邻的电池传递能量，提高均衡效率，降低均衡时间。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

因此，本申请提供一种面向可重构电池组的多功能均衡电路，通过电路中的电容实现电能均衡控制，避免相互并联的全部电池单元退出影响用电设备，也避免相互并联的大部分电池单元退出加速该列其他电池老化，并且，还通过电路中的第一开关和第二开关，实现任意电池单元之间的点对点的直接电能均衡，避免逐个电能传递导致的时间浪费和电能损耗，提高电能均衡的效率。并且，还可以实现多个电池单元对单个电池单元进行电能传递，显著提高单次均衡所能传递的最大电能，进一步提高电能均衡的效率。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的第一种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图。

本实施例中，该多功能均衡电路可以包括：均衡电池模块；

其中，所述均衡电池模块，包括：N个电池单元、N个第一开关以及N-1个电容，N≥3；第i个电池单元的第二端与第i+1个电池单元的第一端连接，第i个电池单元的控制端与第i+1个电池单元的控制端通过第i个电容连接，1≤i≤N-1；每个电池单元并联一个第一开关；

其中，单刀三掷开关有3种工作状态，当开关处于左边位置时定义为“1”状态，处于中间位置时定义为“0”状态，处于右边位置时定义为“2”状态。均衡过程中，单刀三掷开关将在三种状态之间切换；均衡结束后，单刀三掷开关处于“0”状态。

其中，N个旁路开关(即第一开关)的作用包括：当某列电池全部退出运行时，为该列提供旁路通路，例如，当S11和S21均断开时，B11和B21都会退出运行，此时S1需闭合以维持电路的导通；为任意电池之间的点对点直接均衡提供所需通路，提高均衡的灵活性，避免“击鼓传花”式的逐个传递；为多个电池向单个电池的电能均衡提供所需通路，增加单次均衡的电量，节省均衡时间。

以图1所示的多功能均衡电路为例，可见，该均衡电路中的N为3，3个电池单元分别为BG11、BG12、BG13，3个第一开关分别为S1、S2、S3，2个电容分别是C1和C2。电池单元BG11中包括单刀三掷开关T11、第二开关S11以及电池B11；电池单元BG12中包括单刀三掷开关T12、第二开关S12以及电池B12；电池单元BG13中包括单刀三掷开关T13、第二开关S13以及电池B13。

当进行电路均衡时，以BG11向BG13进行电能均衡，先将T11处于“1”状态，T13处于“2”状态，再闭合S11、S2以及S3。形成B11到C1和C2的通路，B11对C1和C2分别进行充电。

当电容C1和C2充电结束后，先将T11处于“1”状态，T13处于“2”状态，再闭合S1、S2以及S13。形成B13到C1和C2的通路，C1和C2分别对B13进行充电。可见，实现了从B11向B13进行电能均衡的操作。并且，不用通过B12传递电能，直接实现电能从B11传递到B13。

可选的，本实施例中的电池可以为锂电池。

可选的，本实施例中的所述第一开关和所述第二开关分别可以为继电器。

可选的，本实施例中的所述第一开关和所述第二开关分别可以为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor金氧半场效晶体管)。

可选的，本实施例中的单刀三掷开关包括两个MOSFET，所述两个MOSFET之间串联。

也就是说，本实施例中的所有开关可以由MOSFET组成。具体的，单刀三掷开关由两个MOSFET组成。

请参考图2，图2为本申请实施例所提供的第二种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图。

图2中电路的所有开关通过MOSFET构成，方便对开关的闭合进行控制，提高控制效率。

综上所述，本实施例通过电路中的电容实现电能均衡控制，避免相互并联的全部电池单元退出影响用电设备，也避免相互并联的大部分电池单元退出加速该列其他电池老化，并且，还通过电路中的第一开关和第二开关，实现任意电池单元之间的点对点的直接电能均衡，避免逐个电能传递导致的时间浪费和电能损耗，提高电能均衡的效率。并且，还可以实现多个电池单元对单个电池单元进行电能传递，显著提高单次均衡所能传递的最大电能，进一步提高电能均衡的效率。

以下通过一个实施例，对本申请提供的一种多功能均衡电路做进一步说明。

本实施例中，该电路中的所有第一开关、所有第二开关以及所有单刀三掷开关均与控制器连接；所述控制器用于根据选定的放电电池控制所述电路形成包括所述放电电池和电容的放电回路，以便对电容进行充电；当充电完成时，根据选定的充电电池控制所述电路形成包含所述充电电池和所述电容的充电回路，以便对所述充电电池进行充电。

可见，本实施例中通过对以上开关的闭合和断开的操作，针对放电阶段形成放电回路，将电池的电量转移至电容中。针对充电阶段形成充电回路，将电容中的电量转移至电池中。实现单个电池对单个电池进行电能交换的过程。

由于该多功能电路中由于开关数量众多，形成的充电回路的形态各异，但是只要可以对电容进行充电的回路都可以作为本实施例中的充电回路。放电回路亦是如此。

以下提供一个实施例，对形成的电路进行具体说明。

实施例：

将选定的所述放电电池对应的第二开关闭合，将位于所述放电电池与所述充电电池中间的所有第一开关闭合，将与所述放电电池和所述充电电池分别并联的单刀三掷开关的不动端和第三动端闭合；当充电完成时，将所述充电电池对应的第二开关闭合，将位于所述放电电池与所述充电电池中间的所有第一开关闭合，将与所述放电电池和所述充电电池分别并联的单刀三掷开关的不动端和第一动端闭合，以便对所述充电电池进行充电。

此外，该控制还用于根据选定的多个放电电池控制所述电路形成包括所有所述放电电池和电容的放电回路，以便对电容进行充电；当充电完成时，根据选定的充电电池控制所述电路形成包含所述充电电池和所述电容的充电回路，以便对所述充电电池进行充电。

可见，本实施例中还可以通过对电路开关的控制实现将多个电池对一个电池进行充电。也就是在放电阶段，形成包含多个电池的放电电路。

以下提供一个实施例，对形成的电路进行具体说明。

实施例：

将选定的多个放电电池分别对应的第二开关闭合，将除所述放电电池并联的第一开关其他的第一开关闭合，将电路两侧的单刀三掷开关的不动端与同侧的第三动端闭合；当充电完成时，将选定的充电电池对应的第二开关闭合，将除所述充电电池并联的第一开关其他的第一开关闭合，将电路两侧的单刀三掷开关的不动端分别与第一动端闭合，以便对所述充电电池进行充电。

可见，通过本实施例中控制器对电路中开关的控制，可以实现不同的放电回路和充电回路，以便将任意一个电池对其他的电池进行充电，还可以将任意多个电池对其他电池进行充电。实现任意电池单元之间的点对点的直接电能均衡，避免逐个电能传递导致的时间浪费和电能损耗，提高电能均衡的效率。并且，还可以实现多个电池单元对单个电池单元进行电能传递，显著提高单次均衡所能传递的最大电能，进一步提高电能均衡的效率。

在上述实施例的基础上，以下通过一个实施例，对本申请提供的一种面向可重构电池组的多功能均衡电路做进一步说明。

本实施例中，该多功能均衡电路的所述均衡电池模块，还可以包括M个电池单元组，每个所述电池单元组包括N个所述电池单元；每个电池单元组中的第i个电池单元的第二端与第i+1个电池单元的第一端连接，每个电池单元组中的第i个电池单元的控制端与第i+1个电池单元的控制端通过所述第i个电容连接，1≤i≤N-1；每个电池单元组内的电池单元与对应的第一开关并联。

以M为1，N为4为例，进行说明。

请参考图3，图3为本申请实施例所提供的第三种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图。

本实施例中，该均衡电路包括，4个电池单元分别为BG11、BG12、BG13、BG14，4个第一开关分别为S1、S2、S3、S4，3个电容分别是C1、C2、C3，1个电池单元组，该电池单元组中包括4个电池单元分别为BG21、BG22、BG23、BG24。

电池单元BG11中包括单刀三掷开关T11、第二开关S11以及电池B11；电池单元BG12中包括单刀三掷开关T12、第二开关S12以及电池B12；电池单元BG13中包括单刀三掷开关T13、第二开关S13以及电池B13；电池单元BG14中包括单刀三掷开关T14、第二开关S14以及电池B14；电池单元BG21中包括单刀三掷开关T21、第二开关S21以及电池B21；电池单元BG22中包括单刀三掷开关T22、第二开关S22以及电池B22；电池单元BG23中包括单刀三掷开关T23、第二开关S23以及电池B23；电池单元BG24中包括单刀三掷开关T24、第二开关S24以及电池B24。

其中，每个电池单元的单刀三掷开关(如T21)有3种工作状态，当开关处于左边位置时定义为“1”状态，处于中间位置时定义为“0”状态，处于右边位置时定义为“2”状态。均衡过程中，单刀三掷开关将在三种状态之间切换；均衡结束后，单刀三掷开关处于“0”状态。

4个旁路开关(S1、S2、S3、S4)的作用包括：当某列电池全部退出运行时，为该列提供旁路通路，例如，当S11和S21均断开时，B11和B21都会退出运行，此时S1需闭合以维持电路的导通；为任意电池之间的点对点直接均衡提供所需通路，提高均衡的灵活性，避免“击鼓传花”式的逐个传递；为多个电池向单个电池的电能均衡提供所需通路，增加单次均衡的电量，节省均衡时间。

以图3所示的电路为例，说明在本实施例中如何进行点对点的电能均衡。

以B11向B24传递电能为例进行解释。假设电池B11的SOC高于B24，则电池B11的端电压也高于B24，为减小电池的SOC差异，需将B11的部分电能传递至B24。

均衡过程如下：

第一步，B11先对电容进行充电，电容充电期间。各开关状态如下：

各单刀三掷开关状态：T11处于“1”状态，T14处于“2”状态，其他均处于“0”状态；

各串联开关(即第二开关)状态：S11闭合导通，其他均断开；

各旁路开关(即第一开关)状态：S1断开，S2、S3、S4均闭合导通。

第二步，电容电压达到B11的电压后，电容充电结束；之后，电容转为向B24放电，直至电容电压等于B24电压，均衡结束，电容放电期间各开关状态如下：

各单刀三掷开关状态：T11处于“1”状态，T24处于“2”状态，其他均处于“0”状态；

各串联开关状态：S24闭合导通，其他均断开；

各旁路开关状态：S1、S2、S3均闭合导通，S4断开。

在完成以上第一步和第二步的操作后，完成了电能从B11到B24的一个均衡周期。

同理，在该拓扑中任意两个电池之间均可点对点直接均衡的充、放电。表1给出了图3中任意两个电池之间均衡的可行性，若两者之间能进行能量传输则用√表示。从表中可得出，B11可与B12、B13、B14、B21、B22、B23和B24进行均衡，B12可与B11、B13、B14、B21、B22、B23和B24进行均衡，B13可与B11、B12、B14、B21、B22、B23和B24进行均衡，B14可与B11、B12、B13、B21、B22、B23和B24进行均衡，B21可与B11、B12、B13、B14、B22、B23和B24进行均衡，B22可与B11、B12、B13、B14、B21、B23和B24进行均衡，B23可与B11、B12、B13、B14、B21、B22和B24进行均衡，B24可与B11、B12、B13、B14、B21、B22和B23进行均衡。

表1均衡路径表

以图3所示的电路为例，说明在本实施例中如何将多个电池单元对单个电池进行电能均衡。

传统均衡电路只能进行一对一的电池均衡。假定电池单元Bi的SOC高于Bj，则Bi的端电压也高于Bj，即有u_i＞u_j，两个电池单元之间通过电容均衡所能传输的最大电能为

由于不同电池单元之间，即使SOC存在很大差异，其端电压的差异也比较小，因此单次均衡所能传递的最大电能非常有限。

为了解决单对单进行电能均衡的最大传输电能有限问题，本实施例实现多个电池单元对单个电池单元的均衡。

图3以B11和B13向B12均衡为例。假设B11和B13的SOC均高于B12，为减小电池的SOC差异，需要将B11和B13的部分电能转移至B12中。均衡过程如下：

第一步，B11和B13先对电容进行充电，电容充电期间，各开关状态如下：

各单刀三掷开关状态：T11处于“1”状态、T13处于“2”状态，其他均处于“0”状态；

各串联开关状态：S11与S13闭合导通，其他均断开；

各旁路开关状态：S2闭合导通，S1、S3、S4均断开。

第二步，电容电压达到B11和B13的电压之和后，电容充电结束；之后，电容转为向B12放电，直至电容电压等于B12电压，均衡结束，电容放电期间各开关状态如下：

各单刀三掷开关状态：T11处于“2”状态，T13处于“1”状态，其他均处于“0”状态；

各串联开关状态：S12闭合导通，其他均断开；

各旁路开关状态：S1、S2、S3、S4均断开。

在完成以上第一步和第二步的操作后，完成了电能从B11和B13向B12的一个均衡周期。均衡过程传输的能量为

而传统均衡拓扑传输的电能为

可见，两者相比，本实施例的技术方案显著提高了单次均衡所能传递的电能，大幅缩短了均衡时间。

在本实施例图3的基础上，以下通过一个实施例，对本申请提供的一种面向可重构电池组的多功能均衡电路做进一步说明。

请参考图4，图4为本申请实施例所提供的第四种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图。

本实施例中，该电路还可以包括：3个电池单元组。

由图3可知，本实施例总共包括4行电池单元组，共同通过N-1个电容进行电容均衡处理。

本实施例中对电池进行均衡的方式可以参考以上实施例，在此不做赘述。

本实施例同样通过电路中的电容实现电能均衡控制，避免相互并联的全部电池单元退出影响用电设备，也避免相互并联的大部分电池单元退出加速该列其他电池老化，并且，还通过电路中的第一开关和第二开关，实现任意电池单元之间的点对点的直接电能均衡，避免逐个电能传递导致的时间浪费和电能损耗，提高电能均衡的效率。并且，还可以实现多个电池单元对单个电池单元进行电能传递，显著提高单次均衡所能传递的最大电能，进一步提高电能均衡的效率。

请参考图5，图5为本申请实施例所提供的第五种面向可重构电池组的多功能均衡电路的结构示意图。

本实施例中，该电路还可以包括：多个所述均衡电池模块；每个所述均衡电池模块两两并联。

如图所示，本实施例中包括多个均衡电池模块，每个均衡电池模块两两并联。每个均衡电池模块包括2N个电池单元和N-1个电容。电路中只存在N个第一开关，也就是每个均衡电池模块公用N个第一开关。

对于本实施例中电路可以采用以上实施例所示的控制方法，具体的可以参考以上实施例，在此不做赘述。

下面对本申请实施例提供的一种控制方法进行介绍，下文描述的一种控制方法与上文描述的一种面向可重构电池组的多功能均衡电路可相互对应参照。

本实施例中，该方法可以包括：

S101，根据选定的放电电池控制所述电路形成包括所述放电电池和电容的放电回路，以便对电容进行充电；

S102，当充电完成时，根据选定的充电电池控制所述电路形成包含所述充电电池和所述电容的充电回路，以便对所述充电电池进行充电。

可选的，本实施例还可以包括：

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本申请所提供的一种面向可重构电池组的多功能均衡电路、控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种面向可重构电池组的多功能均衡电路，其特征在于，包括均衡电池模块；其中，所述均衡电池模块，包括：N个电池单元、N个第一开关以及N-1个电容，N≥3；第i个电池单元的第二端与第i+1个电池单元的第一端连接，第i个电池单元的控制端与第i+1个电池单元的控制端通过第i个电容连接，1≤i≤N-1；每个电池单元并联一个第一开关；

2.根据权利要求1所述的多功能均衡电路，其特征在于，所述控制器还用于根据选定的多个放电电池控制所述电路形成包括所有所述放电电池和电容的放电回路，以便对电容进行充电；当充电完成时，根据选定的充电电池控制所述电路形成包含所述充电电池和所述电容的充电回路，以便对所述充电电池进行充电。

3.根据权利要求1所述的多功能均衡电路，其特征在于，所述控制器具体用于将选定的所述放电电池对应的第二开关闭合，将位于所述放电电池与所述充电电池中间的所有第一开关闭合，将与所述放电电池和所述充电电池分别并联的单刀三掷开关的不动端和第三动端闭合；当充电完成时，将所述充电电池对应的第二开关闭合，将位于所述放电电池与所述充电电池中间的所有第一开关闭合，将与所述放电电池和所述充电电池分别并联的单刀三掷开关的不动端和第一动端闭合，以便对所述充电电池进行充电。

4.根据权利要求2所述的多功能均衡电路，其特征在于，所述控制器具体用于将选定的多个放电电池分别对应的第二开关闭合，将除所述放电电池并联的第一开关其他的第一开关闭合，将电路两侧的单刀三掷开关的不动端与第三动端闭合；当充电完成时，将选定的充电电池对应的第二开关闭合，将除所述充电电池并联的第一开关其他的第一开关闭合，将电路两侧的单刀三掷开关的不动端与第一动端闭合，以便对所述充电电池进行充电。

5.根据权利要求1所述的多功能均衡电路，其特征在于，所述均衡电池模块，还包括M个电池单元组，每个所述电池单元组包括N个所述电池单元；每个电池单元组中的第i个电池单元的第二端与第i+1个电池单元的第一端连接，每个电池单元组中的第i个电池单元的控制端与第i+1个电池单元的控制端通过所述第i个电容连接，1≤i≤N-1；每个电池单元组内的电池单元与对应的第一开关并联。

6.根据权利要求1所述的多功能均衡电路，其特征在于，还包括：多个所述均衡电池模块；每个所述均衡电池模块两两并联。

7.根据权利要求1所述的多功能均衡电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关分别为继电器。

8.根据权利要求1所述的多功能均衡电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关分别为MOSFET。

9.一种控制方法，其特征在于，应用与面向可重构电池组的多功能均衡电路，所述方法，包括：

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，还包括：