CN113036884B - 一种均流电路及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种均流电路，包括：两个电池单元通过均流电路并联连接，控制模块判断两个并联连接的电池单元的电流是否均衡，当二者不均衡时，控制模块通过控制六个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至两个电池单元的电流处于均衡状态，其中，当所述储能器件处于充电状态时，电流大的电池单元的电流回路中阻抗增加、电流减小，当所述储能器件处于放电状态时，电流小的电池单元的电流回路中阻抗减小、电流增加，从而实现了对并联电池组发电电流的有效管理，与常规被动式均衡电路相比，效率更高。

Description

一种均流电路及其应用方法

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种均流电路及其应用方法。

背景技术

近年来，随着可再生能源并网渗透率越来越高，风力发电对电网的稳定性、可调度性、电能质量等方面带来了巨大的挑战。单体电池电压等级低、容量有限，难以满足工程实际需要，为了提高储能的容量和电压等级，一般通过单体电池的串联或者并联来实现。受制造工艺以及流程影响，电池之间内部特性存在不一致性，造成电池之间电压、电流不均衡，影响电池的使用寿命。为此需要对电池之间的均衡控制开展研究。现有技术多针对电池串联场景，电池并联均衡多采用被动形式实现，均衡效果较差，同时效率较低。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电池并联均衡多采用被动形式实现，均衡效果较差，同时效率较低的缺陷，从而提供一种均流电路及其应用方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种均流电路，均流电路用于均衡第一电池单元及第二电池单元的电流，第一电池单元及第二电池单元均由至少一个电池串联连接构成，均流电路包括：第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第五开关模块、第六开关模块、储能器件及控制模块，其中，第一开关模块，其第一端分别与第一电池单元的负极及第三开关模块的第一端连接，其第二端分别与第二开关模块的第一端、储能器件的正极、第四开关模块的第一端连接；第二开关模块，其第二端与第六开关模块的第一端、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接；第三开关模块，其第二端分别与储能器件的负极、第六开关模块的第二端、第五开关模块的第一端连接；第四开关模块，其第二端分别与第二电池单元的负极、第五开关模块的第二端连接；第二电池单元的正极与第一电池单元的正极连接；控制模块，其分别与第一电池单元、第二电池单元、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第五开关模块、第六开关模块连接，用于采集第一电池单元的电流及第二电池单元的电流，并判断第一电池单元的电流及第二电池单元的电流是否均衡，当二者不均衡时，根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态；当储能器件处于充电状态时，电流大的电池单元的电流回路中阻抗增加、电流减小；当储能器件处于放电状态时，电流小的电池单元的电流回路中阻抗减小、电流增加。

在一实施例中，第一开关模块包括：第一开关管及第一二极管，其中，第一开关管，其发射极分别与第一电池单元的负极、第三开关模块的连接第一端，其集电极分别与第二开关模块的第一端、储能器件的正极、第四开关模块的第一端连接，其控制端与控制模块连接；第一二极管与第一开关管反向并联连接。

在一实施例中，第二开关模块包括：第二开关管及第二二极管，其中，第二开关管，其集电极分别与第一开关管的集电极、储能器件的正极、第四开关模块的第一端连接，其发射极与第六开关模块的第一端、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接，其控制端与控制模块连接；第二二极管与第二开关管反向并联连接。

在一实施例中，第三开关模块包括：第三开关管及第三二极管，其中，第三开关管，其集电极分别与第一电池单元的负极、第一开关管的发射极连接，其发射极分别与储能器件的负极、第六开关模块的第二端、第五开关模块的第一端连接，其控制端与控制模块连接；第三二极管与第三开关管反向并联连接。

在一实施例中，第四开关模块包括：第四开关管及第四二极管，其中，第四开关管，其集电极分别与第一开关管的集电极、第二开关管的集电极、储能器件的正极连接，其发射极分别与第二电池单元的负极、第五开关模块的第二端连接，其控制端与控制模块连接；第四二极管与第四开关管反向并联连接。

在一实施例中，第五开关模块包括：第五开关管及第五二极管，其中，第五开关管，其集电极分别与第四开关管的发射极、第二电池单元的负极连接，其发射极分别与第三开关管的发射极、第六开关模块的第二端、储能器件的负极连接，其控制端与控制模块连接；第五二极管与第五开关管反向并联连接。

在一实施例中，第六开关模块包括：第六开关管及第六二极管，其中，第六开关管，其集电极与第二开关管的发射极、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接，其发射极分别与第三开关管的发射极、第五开关管的发射极、储能器件的负极连接，其控制端与控制模块连接；第六二极管与第六开关管反向并联连接。

在一实施例中，储能器件包括：电容。

第二方面，本发明实施例提供一种均流电路的应用方法，基于第一方面的均流电路，应用方法包括：步骤S11：控制模块采集第一电池单元的电流及第二电池单元的电流，并判断二者是否处于均衡状态；步骤S12：当第一电池单元及第二电池单元的电流未处于均衡状态时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态。

在一实施例中，预设工作模式包括电池单元放电模式及电池单元充电模式。

在一实施例中，当第一电池单元的电流大于第二电池单元的电流，且预设工作模式为电池单元放电模式时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：步骤S21：在第一预设时间内，控制模块控制第四开关管处于闭合状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的正极依次流经第二二极管、储能器件、第三二极管，回到第一电池单元的负极，构成第一电流回路，储能器件充电，第一电流回路中的阻抗增加、电流减小，第二电池单元的电流从第二电池单元的正极依次流经第二二极管、第四开关管，回到第二电池单元的负极，构成第二电流回路，第二电流回路中的阻抗及电流均不变；步骤S22：在第二预设时间内，控制模块控制第四开关管、第六开关管均处于闭合状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第五开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的正极依次流经第六开关管、第三二极管，回到第一电池单元的负极，构成第三电流回路，第三电流回路中的阻抗、电流均不变，第二电池单元的电流从第二电池单元的正极依次流经第六开关管、储能器件、第四开关管，回到第二电池单元的负极，构成第四电流回路，储能器件放电，第四电流回路中的阻抗减小、电流增大；步骤S23：返回步骤S21，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

在一实施例中，当第一电池单元的电流小于第二电池单元的电流，且预设工作模式为电池单元放电模式时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：步骤S31：在第三预设时间内，控制模块控制第一开关管处于闭合状态，第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的正极依次流经第二二极管、第一二极管，回到第一电池单元的负极，构成第五电流回路，第五电流回路中的阻抗、电流均不变，第二电池单元的电流从第二电池单元的正极依次流经第二二极管、储能器件、第五开关管，回到第二电池单元的负极，构成第六电流回路，储能器件充电，第六电流回路中的阻抗增大、电流减小；步骤S32：在第四预设时间内，控制模块控制第一开关管、第六开关管均处于闭合状态，第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的正极依次流经第六开关管、储能器件、第一二极管，回到第一电池单元的负极，构成第七电流回路，储能器件放电，第七电流回路中的阻抗减小、电流增大，第二电池单元的电流从第二电池单元的正极依次流经第六开关管、第五二极管，回到第二电池单元的负极，构成第八电流回路，第八电流回路中的阻抗、电流均不变；步骤S33：返回步骤S31，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

在一实施例中，当第一电池单元的电流大于第二电池单元的电流，且预设工作模式为电池单元充电模式时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：步骤S41：在第五预设时间内，控制模块控制第五开关管处于闭合状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的负极依次流经第一二极管、储能器件、第六二极管，回到第一电池单元的正极，构成第九电流回路，储能器件充电，第九电流回路中的阻抗增加、电流减小，第二电池单元的电流从第二电池单元的负极依次流经第五开关管、第六二极管，回到第二电池单元的正极，构成第十电流回路，第十电流回路中的阻抗及电流均不变；步骤S42：在第六预设时间内，控制模块控制第二开关管、第五开关管均处于闭合状态，第一开关管、第三开关管、第四开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的负极依次流经第一二极管、第二开关管，回到第一电池单元的正极，构成第十一电流回路，第十一电流回路中的阻抗、电流均不变，第二电池单元的电流从第二电池单元的负极依次流经第五开关管、储能器件、第二开关管，回到第二电池单元的正极，构成第十二电流回路，储能器件放电，第十二电流回路中的阻抗减小、电流增大；步骤S43：返回步骤S41，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

在一实施例中，当第一电池单元的电流小于第二电池单元的电流，且预设工作模式为电池单元充电模式时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：步骤S51：在第七预设时间内，控制模块控制第二开关管处于闭合状态，第一开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的负极依次流经第一二极管、第二开关管，回到第一电池单元的正极，构成第十三电流回路，第十三电流回路中的阻抗、电流均不变，第二电池单元的电流从第二电池单元的负极依次流经第四二极管、储能器件、第六二极管，回到第二电池单元的正极，构成第十四电流回路，储能器件充电，第十四电流回路中的阻抗增大、电流减小；步骤S52：在第八预设时间内，控制模块控制第二开关管、第三开关管均处于闭合状态，第一开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的负极依次流经第三开关管、储能器件、第二开关管，回到第一电池单元的正极，构成第十五电流回路，储能器件放电，第十五电流回路中的阻抗减小、电流增大，第二电池单元的电流从第二电池单元的负极依次流经第四二极管、第二开关管，回到第二电池单元的正极，构成第十六电流回路，储能器件放电，第十六电流回路中的阻抗、电流均不变；步骤S53：返回步骤S51，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的均流电路，控制模块判断两个并联连接的电池单元的电流是否均衡，当二者不均衡时，控制模块通过控制六个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至两个电池单元的电流处于均衡状态，其中，当所述储能器件处于充电状态时，电流大的电池单元的电流回路中阻抗增加、电流减小，当所述储能器件处于放电状态时，电流小的电池单元的电流回路中阻抗减小、电流增加，从而实现了对并联电池组发电电流的有效管理，与常规被动式均衡电路相比，效率更高。

2.本发明提供的均流电路的应用方法，控制模块基于不同的工作模式及两个电池单元的电流大小，通过控制每个开关模块的通断状态以及两个电池单元的工作状态，以使电容处于交替充电、放电状态，使电流大的电池单元的电流回路中阻抗增加、电流减小，电流小的电池单元的电流回路中阻抗减小、电流增加，从而快速调节两个电池单元的电流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明实施例提供的均流电路的一种示例的组成图；

图2为本发明实施例提供的均流电路的具体电路结构图；

图3为本发明实施例提供的均流电路电流流向图；

图4为本发明实施例提供的均流电路电流流向图；

图5为本发明实施例提供的均流电路电流流向图；

图6为本发明实施例提供的均流电路电流流向图；

图7为本发明实施例提供的均流电路电流流向图；

图8为本发明实施例提供的均流电路电流流向图；

图9为本发明实施例提供的均流电路电流流向图；

图10为本发明实施例提供的均流电路电流流向图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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。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。

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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本发明实施例提供一种均流电路，均流电路用于均衡第一电池单元及第二电池单元的电流，第一电池单元及第二电池单元均由至少一个电池串联连接构成，如图1所示，均流电路包括：第一开关模块1、第二开关模块2、第三开关模块3、第四开关模块4、第五开关模块5、第六开关模块6、储能器件7及控制模块8。

如图1所示，本发明实施例中，第一开关模块1的第一端分别与第一电池单元的负极及第三开关模块3的第一端连接，其第二端分别与第二开关模块2的第一端、储能器件7的正极、第四开关模块4的第一端连接；第二开关模块2，其第二端与第六开关模块6的第一端、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接；第三开关模块3，其第二端分别与储能器件7的负极、第六开关模块6的第二端、第五开关模块5的第一端连接；第四开关模块4，其第二端分别与第二电池单元的负极、第五开关模块5的第二端连接；第二电池单元的正极与第一电池单元的正极连接。

如图1所示，本发明实施例中，控制模块8分别与第一电池单元、第二电池单元、第一开关模块1、第二开关模块2、第三开关模块3、第四开关模块4、第五开关模块5、第六开关模块6连接，用于采集第一电池单元的电流及第二电池单元的电流，并判断第一电池单元的电流及第二电池单元的电流是否均衡，当二者不均衡时，根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件7处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态。

具体地，本发明实施例中，当储能器件7处于充电状态时，电流大的电池单元的电流回路中阻抗增加、电流减小；当储能器件7处于放电状态时，电流小的电池单元的电流回路中阻抗减小、电流增加。

具体地，本发明实施例的预设工作模式包括电池放电模式及电池充电模式，在两种工作模式中，当控制模块8判断出两个电池单元的电流处于不均衡的状态时，通过控制各开关模块(第一开关模块1～第六开关模块6)的通断状态，使储能器件7处于交替充电及放电状态，其中，使电流大的电池单元(初始电流大的电池单元)为储能器件7充电，此时由于电流大的电池单元的电流回路中串扰正阻抗，故电流大的电池单元的电流回路阻抗增加、电流减小，而电流小的电池单元(初始电流小的电池单元)的电流回路阻抗、电流均不变；储能器件7放电时，放电电流流经电流小的电池单元(初始电流小的电池单元)，不流过电流大的电池单元(初始电流大的电池单元)，此时由于电流小的电池单元(初始电流小的电池单元)的电流回路中串扰负阻抗，故放电回路阻抗减小、电流增加，重复上述操作步骤，直至两个电池单元的电流均衡。

在一具体实施例中，如图2所示，第一开关模块1包括：第一开关管S1及第一二极管D1，其中，第一开关管S1，其发射极分别与第一电池单元的负极、第三开关模块3的连接第一端，其集电极分别与第二开关模块2的第一端、储能器件7的正极、第四开关模块4的第一端连接，其控制端与控制模块8连接；第一二极管D1与第一开关管S1反向并联连接。

在一具体实施例中，如图2所示，第二开关模块2包括：第二开关管S2及第二二极管D2，其中，第二开关管S2，其集电极分别与第一开关管S1的集电极、储能器件7的正极、第四开关模块4的第一端连接，其发射极与第六开关模块6的第一端、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接，其控制端与控制模块8连接；第二二极管D2与第二开关管S2反向并联连接。

在一具体实施例中，如图2所示，第三开关模块3包括：第三开关管S3及第三二极管D3，其中，第三开关管S3，其集电极分别与第一电池单元的负极、第一开关管S1的发射极连接，其发射极分别与储能器件7的负极、第六开关模块6的第二端、第五开关模块5的第一端连接，其控制端与控制模块8连接；第三二极管D3与第三开关管S3反向并联连接。

在一具体实施例中，如图2所示，第四开关模块4包括：第四开关管S4及第四二极管D4，其中，第四开关管S4，其集电极分别与第一开关管S1的集电极、第二开关管S2的集电极、储能器件7的正极连接，其发射极分别与第二电池单元的负极、第五开关模块5的第二端连接，其控制端与控制模块8连接；第四二极管D4与第四开关管S4反向并联连接。

在一具体实施例中，如图2所示，第五开关模块5包括：第五开关管S5及第五二极管D5，其中，第五开关管S5，其集电极分别与第四开关管S4的发射极、第二电池单元的负极连接，其发射极分别与第三开关管S3的发射极、第六开关模块6的第二端、储能器件7的负极连接，其控制端与控制模块8连接；第五二极管D5与第五开关管S5反向并联连接。

在一具体实施例中，如图2所示，第六开关模块6包括：第六开关管S6及第六二极管D6，其中，第六开关管S6，其集电极与第二开关管S2的发射极、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接，其发射极分别与第三开关管S3的发射极、第五开关管S5的发射极、储能器件7的负极连接，其控制端与控制模块8连接；第六二极管D6与第六开关管S6反向并联连接。

在一具体实施例中，如图2所示，储能器件7包括：电容C1。

需要说明的是，本发明实施例的各个开关管不仅限于图2所示的IGBT开关管，还可以为其它具有相同功能的开关管，此外，储能器件7不仅限于电容C1，还可以为其它具有相同功能的储能器件7，在此不再赘述。

实施例2

本发明实施例提供一种均流电路的应用方法，基于实施例1的均流电路，应用方法包括：

步骤S11：控制模块采集第一电池单元的电流及第二电池单元的电流，并判断二者是否处于均衡状态。

步骤S12：当第一电池单元及第二电池单元的电流未处于均衡状态时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态。

具体地，本发明实施例的预设工作模式包括电池放电模式及电池充电模式，在两种工作模式中，当控制模块判断出两个电池单元的电流处于不均衡的状态时，通过控制各开关模块(第一开关模块～第六开关模块)的通断状态，使储能器件处于交替充电及放电状态，其中，使电流大的电池单元(初始电流大的电池单元)为储能器件充电，此时由于电流大的电池单元的电流回路中串扰正阻抗，故电流大的电池单元的电流回路阻抗增加、电流减小，而电流小的电池单元(初始电流小的电池单元)的电流回路阻抗、电流均不变；储能器件放电时，放电电流流经电流小的电池单元(初始电流小的电池单元)，不流过电流大的电池单元(初始电流大的电池单元)，此时由于电流小的电池单元(初始电流小的电池单元)的电流回路中串扰负阻抗，故放电回路阻抗减小、电流增加，重复上述操作步骤，直至两个电池单元的电流均衡。

在一具体实施例中，当第一电池单元的电流大于第二电池单元的电流，且预设工作模式为电池单元放电模式时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：

步骤S21：在第一预设时间内，控制模块控制第四开关管处于闭合状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的正极依次流经第二二极管、储能器件、第三二极管，回到第一电池单元的负极，构成第一电流回路，储能器件充电，第一电流回路中的阻抗增加、电流减小，第二电池单元的电流从第二电池单元的正极依次流经第二二极管、第四开关管，回到第二电池单元的负极，构成第二电流回路，第二电流回路中的阻抗及电流均不变。

具体地，如图3所示，当S4闭合，S1、S2、S3、S5、S6均断开时，第一电池单元的电流的流通路径(如图3中带有箭头的实线所示)为“第一电池单元的正极→D2→C1→D3→第一电池单元的负极”，构成第一电流回路，第二电池单元的电流的流通路径(如图3中带有箭头的虚线所示)为“第二电池单元的正极→D2→S4→第二电池单元的负极”，构成第二电流回路，此时，第一电池单元为电容C1充电，第一电流回路串入正阻抗，故第一电流回路阻抗增加、电流减小，第二电流回路阻抗、电流均不变。

步骤S22：在第二预设时间内，控制模块控制第四开关管、第六开关管均处于闭合状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第五开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的正极依次流经第六开关管、第三二极管，回到第一电池单元的负极，构成第三电流回路，第三电流回路中的阻抗、电流均不变，第二电池单元的电流从第二电池单元的正极依次流经第六开关管、储能器件、第四开关管，回到第二电池单元的负极，构成第四电流回路，储能器件放电，第四电流回路中的阻抗减小、电流增大。

具体地，如图4所示，当S4、S6闭合，S1、S2、S3、S5均断开时，第一电池单元的电流的流通路径(如图4中带有箭头的实线所示)为“第一电池单元的正极→S6→D3→第一电池单元的负极”，构成第三电流回路，第二电池单元的电流的流通路径(如图4中带有箭头的虚线所示)为“第二电池单元的正极→S6→C1→S4→第二电池单元的负极”，构成第四电流回路，此时，电容C1放电，且只有第四电流回路中存在放电电流，第四电流回路串入负阻抗，故第四电流回路阻抗减小、电流增加，第三电流回路阻抗、电流均不变。

步骤S23：返回步骤S21，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

具体地，本发明实施例依次重复步骤S21及步骤S22的具体方法，即使电容C1处于交替充电、放电状态，从而使第一电池单元的回路阻抗增加、第二电池单元的回路阻抗减小，使二者的电流达到均衡状态。

在一具体实施例中，当第一电池单元的电流小于第二电池单元的电流，且预设工作模式为电池单元放电模式时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：

步骤S31：在第三预设时间内，控制模块控制第一开关管处于闭合状态，第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的正极依次流经第二二极管、第一二极管，回到第一电池单元的负极，构成第五电流回路，第五电流回路中的阻抗、电流均不变，第二电池单元的电流从第二电池单元的正极依次流经第二二极管、储能器件、第五开关管，回到第二电池单元的负极，构成第六电流回路，储能器件充电，第六电流回路中的阻抗增大、电流减小。

具体地，如图5所示，当S1闭合，S2、S3、S4、S5、S6均断开时，第一电池单元的电流的流通路径(如图5中带有箭头的实线所示)为“第一电池单元的正极→D2→S1→第一电池单元的负极”，构成第五电流回路，第二电池单元的电流的流通路径(如图5中带有箭头的虚线所示)为“第二电池单元的正极→D2→C1→D5→第二电池单元的负极”，构成第六电流回路，此时，第二电池单元为电容C1充电，第六电流回路串入正阻抗，故第六电流回路阻抗增加、电流减小，第五电流回路阻抗、电流均不变。

步骤S32：在第四预设时间内，控制模块控制第一开关管、第六开关管均处于闭合状态，第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的正极依次流经第六开关管、储能器件、第一二极管，回到第一电池单元的负极，构成第七电流回路，储能器件放电，第七电流回路中的阻抗减小、电流增大，第二电池单元的电流从第二电池单元的正极依次流经第六开关管、第五二极管，回到第二电池单元的负极，构成第八电流回路，第八电流回路中的阻抗、电流均不变。

具体地，如图6所示，当S1、S6闭合，S2、S3、S4、S5均断开时，第一电池单元的电流的流通路径(如图6中带有箭头的实线所示)为“第一电池单元的正极→S6→C1→S1→第一电池单元的负极”，构成第七电流回路，第二电池单元的电流的流通路径(如图6中带有箭头的虚线所示)为“第二电池单元的正极→S6→D5→第二电池单元的负极”，构成第八电流回路，此时，电容C1放电，且只有第七电流回路中存在放电电流，第七电流回路串入负阻抗，故第七电流回路阻抗减小、电流增加，第八电流回路阻抗、电流均不变。

步骤S33：返回步骤S31，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

具体地，本发明实施例依次重复步骤S31及步骤S32的具体方法，即使电容C1处于交替充电、放电状态，从而使第一电池单元的回路阻抗减小、第二电池单元的回路阻抗增加，使二者的电流达到均衡状态。

在一具体实施例中，当第一电池单元的电流大于第二电池单元的电流，且预设工作模式为电池单元充电模式时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：

步骤S41：在第五预设时间内，控制模块控制第五开关管处于闭合状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的负极依次流经第一二极管、储能器件、第六二极管，回到第一电池单元的正极，构成第九电流回路，储能器件充电，第九电流回路中的阻抗增加、电流减小，第二电池单元的电流从第二电池单元的负极依次流经第五开关管、第六二极管，回到第二电池单元的正极，构成第十电流回路，第十电流回路中的阻抗及电流均不变。

具体地，如图7所示，当S5闭合，S1、S2、S3、S4、S6均断开时，第一电池单元的电流的流通路径(如图7中带有箭头的实线所示)为“第一电池单元的负极→D1→C1→D6→第一电池单元的正极”，构成第九电流回路，第二电池单元的电流的流通路径(如图7中带有箭头的虚线所示)为“第二电池单元的负极→S5→D6→第二电池单元的正极”，构成第十电流回路，此时，第一电池单元为电容C1充电，第九电流回路串入正阻抗，故第九电流回路阻抗增加、电流减小，第十电流回路阻抗、电流均不变。

步骤S42：在第六预设时间内，控制模块控制第二开关管、第五开关管均处于闭合状态，第一开关管、第三开关管、第四开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的负极依次流经第一二极管、第二开关管，回到第一电池单元的正极，构成第十一电流回路，第十一电流回路中的阻抗、电流均不变，第二电池单元的电流从第二电池单元的负极依次流经第五开关管、储能器件、第二开关管，回到第二电池单元的正极，构成第十二电流回路，储能器件放电，第十二电流回路中的阻抗减小、电流增大。

具体地，如图8所示，当S2、S5闭合，S1、S3、S4、S6均断开时，第一电池单元的电流的流通路径(如图8中带有箭头的实线所示)为“第一电池单元的负极→D1→S2→第一电池单元的正极”，构成第十一电流回路，第二电池单元的电流的流通路径(如图8中带有箭头的虚线所示)为“第二电池单元的负极→S5→C1→S2→第二电池单元的正极”，构成第十二电流回路，此时，电容C1放电，且只有第十二电流回路中存在放电电流，第十二电流回路串入负阻抗，故第十二电流回路阻抗减小、电流增加，第十一电流回路阻抗、电流均不变。

步骤S43：返回步骤S41，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

具体地，本发明实施例依次重复步骤S41及步骤S42的具体方法，即使电容C1处于交替充电、放电状态，从而使第一电池单元的回路阻抗增加、第二电池单元的回路阻抗减小，使二者的电流达到均衡状态。

在一具体实施例中，当第一电池单元的电流小于第二电池单元的电流，且预设工作模式为电池单元充电模式时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：

步骤S51：在第七预设时间内，控制模块控制第二开关管处于闭合状态，第一开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的负极依次流经第一二极管、第二开关管，回到第一电池单元的正极，构成第十三电流回路，第十三电流回路中的阻抗、电流均不变，第二电池单元的电流从第二电池单元的负极依次流经第四二极管、储能器件、第六二极管，回到第二电池单元的正极，构成第十四电流回路，储能器件充电，第十四电流回路中的阻抗增大、电流减小。

具体地，如图9所示，当S2闭合，S1、S3、S4、S5、S6均断开时，第一电池单元的电流的流通路径(如图9中带有箭头的实线所示)为“第一电池单元的负极→D1→S2→第一电池单元的正极”，构成第十三电流回路，第二电池单元的电流的流通路径(如图9中带有箭头的虚线所示)为“第二电池单元的负极→D4→C1→D6→第二电池单元的正极”，构成第十四电流回路，此时，第二电池单元为电容C1充电，第十四电流回路串入正阻抗，故第十四电流回路阻抗增加、电流减小，第十三电流回路阻抗、电流均不变。

步骤S52：在第八预设时间内，控制模块控制第二开关管、第三开关管均处于闭合状态，第一开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，第一电池单元的电流从第一电池单元的负极依次流经第三开关管、储能器件、第二开关管，回到第一电池单元的正极，构成第十五电流回路，储能器件放电，第十五电流回路中的阻抗减小、电流增大，第二电池单元的电流从第二电池单元的负极依次流经第四二极管、第二开关管，回到第二电池单元的正极，构成第十六电流回路，储能器件放电，第十六电流回路中的阻抗、电流均不变。

具体地，如图10所示，当S2、S3闭合，S1、S4、S5、S6均断开时，第一电池单元的电流的流通路径(如图10中带有箭头的实线所示)为“第一电池单元的负极→S3→C1→S2→第一电池单元的正极”，构成第十五电流回路，第二电池单元的电流的流通路径(如图10中带有箭头的虚线所示)为“第二电池单元的负极→D4→S2→第二电池单元的正极”，构成第十六电流回路，此时，电容C1放电，且只有第十五电流回路中存在放电电流，第十五电流回路串入负阻抗，故第十五电流回路阻抗减小、电流增加，第十六电流回路阻抗、电流均不变。

步骤S53：返回步骤S51，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

具体地，本发明实施例依次重复步骤S51及步骤S52的具体方法，即使电容C1处于交替充电、放电状态，从而使第一电池单元的回路阻抗减小、第二电池单元的回路阻抗增加，使二者的电流达到均衡状态。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (14)

1.一种均流电路，其特征在于，所述均流电路用于均衡第一电池单元及第二电池单元的电流，所述第一电池单元及第二电池单元均由至少一个电池串联连接构成，所述均流电路包括：第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第五开关模块、第六开关模块、储能器件及控制模块，其中，

第一开关模块，其第一端分别与所述第一电池单元的负极及第三开关模块的第一端连接，其第二端分别与所述第二开关模块的第一端、所述储能器件的正极、所述第四开关模块的第一端连接；第二开关模块，其第二端分别与所述第六开关模块的第一端、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接；第三开关模块，其第二端分别与所述储能器件的负极、所述第六开关模块的第二端、所述第五开关模块的第一端连接；第四开关模块，其第二端分别与所述第二电池单元的负极、所述第五开关模块的第二端连接；所述第二电池单元的正极与所述第一电池单元的正极连接；

控制模块，其分别与第一电池单元、第二电池单元、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第四开关模块、第五开关模块、第六开关模块连接，用于采集第一电池单元的电流及第二电池单元的电流，并判断第一电池单元的电流及第二电池单元的电流是否均衡，当二者不均衡时，根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态；

当所述储能器件处于充电状态时，电流大的电池单元的电流回路中阻抗增加、电流减小；当所述储能器件处于放电状态时，电流小的电池单元的电流回路中阻抗减小、电流增加。

2.根据权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述第一开关模块包括：第一开关管及第一二极管，其中，

第一开关管，其发射极分别与所述第一电池单元的负极、第三开关模块的连接第一端，其集电极分别与所述第二开关模块的第一端、所述储能器件的正极、所述第四开关模块的第一端连接，其控制端与所述控制模块连接；

所述第一二极管与所述第一开关管反向并联连接。

3.根据权利要求2所述的均流电路，其特征在于，所述第二开关模块包括：第二开关管及第二二极管，其中，

第二开关管，其集电极分别与所述第一开关管的集电极、所述储能器件的正极、第四开关模块的第一端连接，其发射极与所述第六开关模块的第一端、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接，其控制端与所述控制模块连接；

所述第二二极管与所述第二开关管反向并联连接。

4.根据权利要求3所述的均流电路，其特征在于，所述第三开关模块包括：第三开关管及第三二极管，其中，

第三开关管，其集电极分别与所述第一电池单元的负极、所述第一开关管的发射极连接，其发射极分别与所述储能器件的负极、所述第六开关模块的第二端、所述第五开关模块的第一端连接，其控制端与所述控制模块连接；

所述第三二极管与所述第三开关管反向并联连接。

5.根据权利要求4所述的均流电路，其特征在于，所述第四开关模块包括：第四开关管及第四二极管，其中，

第四开关管，其集电极分别与所述第一开关管的集电极、第二开关管的集电极、所述储能器件的正极连接，其发射极分别与所述第二电池单元的负极、所述第五开关模块的第二端连接，其控制端与所述控制模块连接；

所述第四二极管与所述第四开关管反向并联连接。

6.根据权利要求5所述的均流电路，其特征在于，所述第五开关模块包括：第五开关管及第五二极管，其中，

第五开关管，其集电极分别与所述第四开关管的发射极、所述第二电池单元的负极连接，其发射极分别与所述第三开关管的发射极、所述第六开关模块的第二端、所述储能器件的负极连接，其控制端与所述控制模块连接；

所述第五二极管与所述第五开关管反向并联连接。

7.根据权利要求6所述的均流电路，其特征在于，所述第六开关模块包括：第六开关管及第六二极管，其中，

第六开关管，其集电极与所述第二开关管的发射极、第一电池单元正极、第二电池单元正极连接，其发射极分别与所述第三开关管的发射极、所述第五开关管的发射极、所述储能器件的负极连接，其控制端与所述控制模块连接；

所述第六二极管与所述第六开关管反向并联连接。

8.根据权利要求1所述的均流电路，其特征在于，所述储能器件包括：电容。

9.一种均流电路的应用方法，其特征在于，基于权利要求1-8任一项所述的均流电路，所述应用方法包括：

步骤S11：控制模块采集第一电池单元的电流及第二电池单元的电流，并判断二者是否处于均衡状态；

步骤S12：当所述第一电池单元及第二电池单元的电流未处于均衡状态时，控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态。

10.根据权利要求9所述的均流电路的应用方法，其特征在于，所述预设工作模式包括电池单元放电模式及电池单元充电模式。

11.根据权利要求10所述的均流电路的应用方法，其特征在于，当所述第一电池单元的电流大于所述第二电池单元的电流，且所述预设工作模式为电池单元放电模式时，所述控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：

步骤S21：在第一预设时间内，所述控制模块控制所述第四开关管处于闭合状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，所述第一电池单元的电流从所述第一电池单元的正极依次流经第二二极管、储能器件、第三二极管，回到所述第一电池单元的负极，构成第一电流回路，储能器件充电，第一电流回路中的阻抗增加、电流减小，所述第二电池单元的电流从所述第二电池单元的正极依次流经第二二极管、第四开关管，回到所述第二电池单元的负极，构成第二电流回路，第二电流回路中的阻抗及电流均不变；

步骤S22：在第二预设时间内，所述控制模块控制所述第四开关管、第六开关管均处于闭合状态，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第五开关管均处于断开状态，所述第一电池单元的电流从所述第一电池单元的正极依次流经第六开关管、第三二极管，回到所述第一电池单元的负极，构成第三电流回路，第三电流回路中的阻抗、电流均不变，所述第二电池单元的电流从所述第二电池单元的正极依次流经第六开关管、储能器件、第四开关管，回到所述第二电池单元的负极，构成第四电流回路，储能器件放电，第四电流回路中的阻抗减小、电流增大；

步骤S23：返回步骤S21，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

12.根据权利要求10所述的均流电路的应用方法，其特征在于，当所述第一电池单元的电流小于所述第二电池单元的电流，且所述预设工作模式为电池单元放电模式时，所述控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：

步骤S31：在第三预设时间内，所述控制模块控制所述第一开关管处于闭合状态，第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，所述第一电池单元的电流从所述第一电池单元的正极依次流经第二二极管、第一二极管，回到所述第一电池单元的负极，构成第五电流回路，第五电流回路中的阻抗、电流均不变，所述第二电池单元的电流从所述第二电池单元的正极依次流经第二二极管、储能器件、第五开关管，回到所述第二电池单元的负极，构成第六电流回路，储能器件充电，第六电流回路中的阻抗增大、电流减小；

步骤S32：在第四预设时间内，所述控制模块控制所述第一开关管、第六开关管均处于闭合状态，所述第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管均处于断开状态，所述第一电池单元的电流从所述第一电池单元的正极依次流经第六开关管、储能器件、第一二极管，回到所述第一电池单元的负极，构成第七电流回路，储能器件放电，第七电流回路中的阻抗减小、电流增大，所述第二电池单元的电流从所述第二电池单元的正极依次流经第六开关管、第五二极管，回到所述第二电池单元的负极，构成第八电流回路，第八电流回路中的阻抗、电流均不变；

步骤S33：返回步骤S31，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

13.根据权利要求10所述的均流电路的应用方法，其特征在于，当所述第一电池单元的电流大于所述第二电池单元的电流，且所述预设工作模式为电池单元充电模式时，所述控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：

步骤S41：在第五预设时间内，所述控制模块控制所述第五开关管处于闭合状态，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第六开关管均处于断开状态，所述第一电池单元的电流从所述第一电池单元的负极依次流经第一二极管、储能器件、第六二极管，回到所述第一电池单元的正极，构成第九电流回路，储能器件充电，第九电流回路中的阻抗增加、电流减小，所述第二电池单元的电流从所述第二电池单元的负极依次流经第五开关管、第六二极管，回到所述第二电池单元的正极，构成第十电流回路，第十电流回路中的阻抗及电流均不变；

步骤S42：在第六预设时间内，所述控制模块控制所述第二开关管、第五开关管均处于闭合状态，所述第一开关管、第三开关管、第四开关管、第六开关管均处于断开状态，所述第一电池单元的电流从所述第一电池单元的负极依次流经第一二极管、第二开关管，回到所述第一电池单元的正极，构成第十一电流回路，第十一电流回路中的阻抗、电流均不变，所述第二电池单元的电流从所述第二电池单元的负极依次流经第五开关管、储能器件、第二开关管，回到所述第二电池单元的正极，构成第十二电流回路，储能器件放电，第十二电流回路中的阻抗减小、电流增大；

步骤S43：返回步骤S41，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

14.根据权利要求10所述的均流电路的应用方法，其特征在于，当所述第一电池单元的电流小于所述第二电池单元的电流，且所述预设工作模式为电池单元充电模式时，所述控制模块根据预设工作模式，通过控制每个开关模块的开断状态，使储能器件处于交替充电、放电状态，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态的过程包括：

步骤S51：在第七预设时间内，所述控制模块控制所述第二开关管处于闭合状态，第一开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，所述第一电池单元的电流从所述第一电池单元的负极依次流经第一二极管、第二开关管，回到所述第一电池单元的正极，构成第十三电流回路，第十三电流回路中的阻抗、电流均不变，所述第二电池单元的电流从所述第二电池单元的负极依次流经第四二极管、储能器件、第六二极管，回到所述第二电池单元的正极，构成第十四电流回路，储能器件充电，第十四电流回路中的阻抗增大、电流减小；

步骤S52：在第八预设时间内，所述控制模块控制所述第二开关管、第三开关管均处于闭合状态，所述第一开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管均处于断开状态，所述第一电池单元的电流从所述第一电池单元的负极依次流经第三开关管、储能器件、第二开关管，回到所述第一电池单元的正极，构成第十五电流回路，储能器件放电，第十五电流回路中的阻抗减小、电流增大，所述第二电池单元的电流从所述第二电池单元的负极依次流经第四二极管、第二开关管，回到所述第二电池单元的正极，构成第十六电流回路，储能器件放电，第十六电流回路中的阻抗、电流均不变；

步骤S53：返回步骤S51，直至第一电池单元的电流及第二电池单元的电流处于均衡状态为止，控制每个开关管均处于闭合状态。

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