CN116094087A - 一种串联电池组主动均衡电路 - Google Patents

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Abstract

一种串联电池组主动均衡电路，包括n路输出双管反激变换器、n‑1个跨接电容、n个锂离子电池；n路输出双管反激变换器包括：一个功率开关S1，功率开关S2，励磁电感L m，n路输出变压器T，钳位二极管D1p，钳位二极管D2p；第一路输出二极管D1，第二路输出二极管D2，……，第n路输出二极管Dn；第一路输出电容C 1，第二路输出电容C 2，……，第n路输出电容C n。与传统多绕组变压器均衡结构相比，本发明通过跨接电容实现电池单元间的自动均压，无需复杂的采样及控制算法，且避免了变压器在多绕组输出时因交叉调整率造成的端电压不均衡问题，有效减小电压偏差，提高电池均衡精度。

Description

一种串联电池组主动均衡电路
技术领域
本发明涉及电池组均衡技术领域，具体涉及一种串联电池组主动均衡电路。
背景技术
锂离子电池因其能量密度大、循环寿命长、无记忆效应以及高能效无污染等优点而被广泛应用为电动汽车的动力电池。但是单节锂离子电池的电压和容量小，无法满足电动汽车所需的容量和功率，因此需要将多个锂离子电池串并连接成电池组。
然而，锂电池在制造和使用过程中所处的环境、充放电模式以及化学特性等因素的差异将会导致单体电池出现容量、电压、内阻等性能的不一致，这些单体电池之间的不一致性会引起电池组的耐久性、可靠性以及安全性等问题。因此，为了维持锂离子电池组中单体电池的均衡，研究人员提出了许多均衡电路、装置及方法。当前电池均衡技术主要分为被动均衡和主动均衡，被动均衡是将多余的能量通过电阻以热量的形式消耗，但是这种方式会造成电池组能量损耗，并且因散热处理不当而引起的高温环境会对电池组的性能造成损害。
主动均衡技术是将能量从较高的电池单元转移到较低的电池单元，例如，申请公布号为CN113489083A的专利文献公开了“一种基于升降压变换器的锂离子电池组层级均衡控制方法”，该方法在锂离子电池组的基础上添加多个储能电感元件、二极管以及均衡控制开关，通过控制开关闭合，使储能较高的单电池将多余的能量储存在相应电感中，然后控制开关关断，将电感中的能量转移到储能较低的单电池中，形成了串联锂离子电池组的均衡控制。此外，将两个相邻单电池组成小模组，在将相邻的小模组组成大模组，通过逻辑控制使各层级达到均衡，实现三级均衡控制。该专利提出的均衡控制方法不仅可以实现两个相邻单电池之间的均衡，而且通过相邻模组之间的均衡控制可以间接地实现两个非相邻单体电池之间的均衡，缩短了能量传输路径，提高了电池组均衡***的效率。然而，该控制方法所采用的的均衡电路包含多个控制开关，逻辑控制非常复杂。
发明内容
本发明提供一种串联电池组主动均衡电路，以集中式变压器均衡电路为基础，采用多绕组变压器均衡拓扑结构，通过在各绕组之间增加一个跨接电容实现了电池组内部电池单元的端电压均衡相同。与传统多绕组变压器均衡结构相比，本发明通过跨接电容实现电池单元间的自动均压，无需复杂的采样及控制算法；且避免了变压器在多绕组输出时因交叉调整率造成的端电压不均衡问题，有效减小电压偏差，提高电池均衡精度。
本发明采取的技术方案为：
一种串联电池组主动均衡电路，包括n路输出双管反激变换器、n-1个跨接电容、n个锂离子电池；
所述n路输出双管反激变换器包括：一个功率开关S1，功率开关S2，励磁电感Lm，n路输出变压器T，钳位二极管D1p，钳位二极管D2p；第一路输出二极管D1，第二路输出二极管D2，……，第n路输出二极管Dn；第一路输出电容C1，第二路输出电容C2，……，第n路输出电容Cn；n路输出双管反激变换器连接形式如下：
钳位二极管D1p的阴极与功率开关S1的漏极连接；
功率开关S1的源极分别连接钳位二极管D2p的阴极、励磁电感Lm的上端、n路输出变压器T的初级绕组Lp的上端；
储能电感Lm的下端分别连接钳位二极管D1p的阳极、功率开关S2的漏极、n路输出变压器T的初级绕组Lp的下端；
功率开关S2的源极连接钳位二极管D2p的阳极；
n路输出变压器T的次级绕组Ls1上端与第一路输出二极管D1的阳极连接，第一路输出二极管D1的阴极连接第一路输出电容C1的上端，第一路输出电容C1的下端连接n路输出变压器T的次级绕组Ls1的下端；
n路输出变压器T的次级绕组Ls2上端与第二路输出二极管D2的阳极连接，第二路输出二极管D2的阴极连接第二路输出电容C2的上端，第二路输出电容C2的下端连接n路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端；
n路输出变压器T的次级绕组Ls2上端与第n-1路二极管D n-1的阳极，第n-1路输出二极管D n-1的阴极连接第n-1路输出电容Cn-1的上端，第n-1路输出电容Cn-1的下端连接n路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端；
.....依次类推，
n路输出变压器T的次级绕组Lsn上端与第n路输出二极管Dn的阳极连接，第n路输出二极管Dn的阴极连接第n路输出电容Cn的上端，第n路输出电容Cn的下端连接n路输出变压器T的次级绕组Lsn的下端；
跨接电容与各输出绕组之间的连接形式如下：
跨接电容Cp1的上端与第一路输出二极管D1的阳极连接，跨接电容Cp1的下端与第二路输出二极管D2的阳极连接；跨接电容Cp2的上端与第二路输出二极管D2的阳极连接，跨接电容Cp2的下端与第三路输出二极管D3的阳极连接；......依次类推，跨接电容Cp(n-1)的上端与第n-1路输出二极管Dn-1的阳极连接，跨接电容Cp(n-1)的下端与第n路输出二极管Dn的阳极连接；
电池B1的上端与第一路输出二极管D1的阴极和第一路输出电容C1的上端的交点连接，电池B1的下端与n路输出变压器T的次级绕组Ls1的下端和第一路输出电容C1的下端的交点连接；
电池B2的上端与第二路输出二极管D2的阴极和第二路输出电容C2的上端的交点连接，电池B2的下端与n路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端和第二路输出电容C2的下端的交点连接；
....依次类推，
电池Bn-1的上端与第n-1路输出二极管Dn-1的阴极和第n-1路输出电容Cn-1的上端的交点连接；电池Bn-1的下端与n-1路输出变压器T的次级绕组Lsn-1的下端和第n-1路输出电容Cn-1的下端的交点连接；
电池Bn的上端与第n路输出二极管Dn的阴极和第n路输出电容Cn的上端的交点连接；电池Bn的下端与n路输出变压器T的次级绕组Lsn的下端和第n路输出电容Cn的下端的交点连接；
电池B1的上端与钳位二极管D1p的阴极连接，电池Bn的下端与钳位二极管D2p的阳极连接。
所述功率开关S1的栅极、功率开关S2的栅极分别接各自的控制器。
所述电池B1、B2、……、Bn作为n路输出双管反激变换器的输入源，其占空比能够在0至0.5之间变化且同相位。
以含有三个单电池B1、B2、B3串联组成的电池组为例，在上端功率开关S1和下端功率开关S2导通时，钳位二极管D1p、钳位二极管D2p和第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3关断，电池组通过串联将能量加在变压器T的初级绕组Lp上，励磁电感Lm电流上升，变压器储能增加，同时变压器T的初级绕组Lp将能量传输到变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3，第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3承受反向电压截止。变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3为跨接电容Cp1和Cp2充电，输出电容C1、C2和C3为电池组提供能量。
以含有三个单电池B1、B2、B3串联组成的电池组为例，在上端功率开关S1和下端功率开关S2关断时，钳位二极管D1p、钳位二极管D2p导通，并将功率开关管上的电压钳位在电池组电压值，完成钳位后钳位二极管D1p、钳位二极管D2p关断。同时第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3在功率开关管关断阶段一直保持导通，变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3的电流下降，跨接电容Cp1和Cp2放电，输出电容C1、C2和C3充电。
电池均衡的原则是将串联电池组中的各个电池单元保持在一个均衡的状态，而目前主要以电池单元的端电压是否均衡(相同)来作为整个电池组均衡度的判断依据。在整个开关周期内，根据电感伏秒平衡原理，变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3的平均电压为0，由Ls1→Cp1→Ls2→C2→Ls1回路KVL原理可得跨接电容Cp1的电压ucp1等于电池B2电压uB2。同理，跨接电容Cp2的电压ucp2等于电池B3电压uB3。当功率开关S1和S2关断时，二极管D1、D2、D3导通，变压器T的次级绕组Ls1通过回路Ls1(Cp1)→D1→C1→Ls1(Cp1)向电容C1充电；电容Cp1通过二极管D1和输出电容C1并联，故电容Cp1的电压ucp1等于电池B1电压uB1。同理，跨接电容Cp2的电压ucp2等于电池B2电压uB2。当电容Cp1、Cp2足够大时，各个电池单元电压相等，如果有相对低电压的电池单元存在，那么首先将功率开关闭合，电池组的部分能量存储到变压器的励磁电感中，当功率开关断开后，这些能量又转移到电压较低的电池单体中，从而串联电池组的部分能量可以传到能量较低的电池单体中，实现了电池组的均衡。
本发明一种串联电池组主动均衡电路，技术效果如下：
1)本发明可有效减少在变压器多绕组输出时因交叉调整率造成的端电压不均衡问题，减小电压偏差，提高电池均衡精度；
2)本发明电路控制简单，通过跨接电容实现电池单元间的自动均压，无需复杂的采样及控制算法。
3)与传统多绕组变压器均衡结构相比，本发明通过跨接电容实现电池单元间的自动均压，无需复杂的采样及控制算法，且避免了变压器在多绕组输出时因交叉调整率造成的端电压不均衡问题，有效减小电压偏差，提高电池均衡精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明电路原理图。
图2为本发明实现三个电池单元串联电池组均衡的电路原理图。
图3为本发明实现三个电池单元串联电池组均衡的仿真图。
具体实施方式
如图2所示，为本发明含有3个电池单元的电池组主动均衡电路，该电路包含一个3路输出双管反激变换器、2个跨接电容以及3个锂离子电池，其中：
一个3路输出双管反激变换器包括一个上端功率开关S1，一个下端功率开关S2，励磁电感Lm，3路输出变压器T，钳位二极管D1p，钳位二极管D2p，第一路输出二极管D1，第一路输出电容C1，第二路输出二极管D2，第二路输出电容C2，第三路输出二极管D3，第三路输出电容C3。
3路输出双管反激变换器连接形式如下：
钳位二极管D1p的阴极和上端功率开关S1的漏极连接。励磁电感Lm的上端和3路输出变压器T的初级绕组Lp的上端和上端功率开关S1的源极同时接输入钳位二极管D2p的阴极。励磁电感Lm的下端和3路输出变压器T的初级绕组Lp的下端和下端功率开关S2的漏极分别接入钳位二极管D1p的阳极。钳位二极管D2p的阳极和下端功率开关S2的源极连接。上端功率开关S1和下端功率开关S2的栅极分别接各自的控制器。3路输出变压器T的次级绕组Ls1上端与第一路输出二极管D1的阳极连接，第一路输出二极管D1的阴极连接第一路输出电容C1的上端，第一路输出电容C1的下端连接3路输出变压器T的次级绕组Ls1的下端；3路输出变压器T的次级绕组Ls2上端与第二路输出二极管D2的阳极连接，第二路输出二极管D2的阴极连接第二路输出电容C2的上端，第二路输出电容C2的下端连接3路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端；3路输出变压器T的次级绕组Ls3上端与第三路输出二极管D3的阳极连接，第3路输出二极管D3的阴极连接第三路输出电容C3的上端，第三路输出电容C3的下端连接3路输出变压器T的次级绕组Ls3的下端。
跨接电容与各输出绕组之间的连接形式如下：跨接电容Cp1的上端与第一路输出二极管D1的阳极连接，跨接电容Cp1的下端与第二路输出二极管D2的阳极连接；跨接电容Cp2的上端与第二路输出二极管D2的阳极连接，跨接电容Cp2的下端与第三路输出二极管D3的阳极连接。
电池B1的上端与第一路输出二极管D1的阴极和第一路输出电容C1的上端的交点连接，电池B1的下端与3路输出变压器T的次级绕组Ls1的下端和第一路输出电容C1的下端的交点连接；电池B2的上端与第二路输出二极管D2的阴极和第二路输出电容C2的上端的交点连接，电池B2的下端与3路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端和第二路输出电容C2的下端的交点连接；电池B3的上端与第三路输出二极管D3的阴极和第3路输出电容C3的上端的交点连接，电池B3的下端与3路输出变压器T的次级绕组Ls3的下端和第3路输出电容C3的下端的交点连接。电池B1、B2、B3同时又作为双管反激变换器的输入源，电池B1的上端与钳位二极管D1p的阴极连接，电池B3的下端与钳位二极管D2p的阳极连接。
上端功率开关S1和下端功率开关S2的栅极连接各自控制器，其占空比可以在0至0.5之间变化且同相位。
在上端功率开关S1和下端功率开关S2导通时，钳位二极管D1p、钳位二极管D2p和第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3关断，电池组通过串联将能量加在变压器T的初级绕组Lp上，励磁电感Lm电流上升，变压器储能增加，同时变压器T的初级绕组Lp将能量传输到变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3，第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3承受反向电压截止。变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3为跨接电容Cp1和Cp2充电，输出电容C1、C2和C3为电池组提供能量。
在上端功率开关S1和下端功率开关S2关断时，钳位二极管D1p、钳位二极管D2p导通，并将功率开关管上的电压钳位在电池组电压值，完成钳位后钳位二极管D1p、钳位二极管D2p关断。同时第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3在功率开关管关断阶段一直保持导通，变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3的电流下降，跨接电容Cp1和Cp2放电，输出电容C1、C2和C3充电。
电池均衡的原则是将串联电池组中的各个电池单元保持在一个均衡的状态，而目前主要以电池单元的端电压是否均衡(相同)来作为整个电池组均衡度的判断依据。在整个开关周期内，根据电感伏秒平衡原理，变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3的平均电压为0，由Ls1→Cp1→Ls2→C2→Ls1回路KVL原理可得跨接电容Cp1的电压ucp1等于电池B2电压uB2。同理，跨接电容Cp2的电压ucp2等于电池B3电压uB3。当功率开关S1和S2关断时，二极管D1、D2、D3导通，变压器T的次级绕组Ls1通过回路Ls1(Cp1)→D1→C1→Ls1(Cp1)向电容C1充电；电容Cp1通过二极管D1和输出电容C1并联，故电容Cp1的电压ucp1等于电池B1电压uB1。同理，跨接电容Cp2的电压ucp2等于电池B2电压uB2。当电容Cp1、Cp2足够大时，各个电池单元电压相等，如果有相对低电压的电池单元存在，那么首先将功率开关闭合，电池组的部分能量存储到变压器的励磁电感中，当功率开关断开后，这些能量又转移到电压较低的电池单体中，从而串联电池组的部分能量可以传到能量较低的电池单体中，实现了电池组的均衡。
由图3可以看出三个电池单元的起始SOC均不相同，其中电池B1为90，电池B2为80，电池B3为70，通过本发明可实现SOC较高的电池单元电量向SOC较低的电池单元转移，最终三个电池单元的SOC实现均衡。

Claims (7)

1.一种串联电池组主动均衡电路，其特征在于：包括n路输出双管反激变换器、n-1个跨接电容、n个锂离子电池；
所述n路输出双管反激变换器包括：一个功率开关S1，功率开关S2，励磁电感Lm，n路输出变压器T，钳位二极管D1p，钳位二极管D2p；第一路输出二极管D1，第二路输出二极管D2，……，第n路输出二极管Dn；第一路输出电容C1，第二路输出电容C2，……，第n路输出电容Cn；n路输出双管反激变换器连接形式如下：
钳位二极管D1p的阴极与功率开关S1的漏极连接；
功率开关S1的源极分别连接钳位二极管D2p的阴极、励磁电感Lm的上端、n路输出变压器T的初级绕组Lp的上端；
储能电感Lm的下端分别连接钳位二极管D1p的阳极、功率开关S2的漏极、n路输出变压器T的初级绕组Lp的下端；
功率开关S2的源极连接钳位二极管D2p的阳极；
n路输出变压器T的次级绕组Ls1上端与第一路输出二极管D1的阳极连接，第一路输出二极管D1的阴极连接第一路输出电容C1的上端，第一路输出电容C1的下端连接n路输出变压器T的次级绕组Ls1的下端；
n路输出变压器T的次级绕组Ls2上端与第二路输出二极管D2的阳极连接，第二路输出二极管D2的阴极连接第二路输出电容C2的上端，第二路输出电容C2的下端连接n路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端；
n路输出变压器T的次级绕组Ls2上端与第n-1路二极管D n-1的阳极，第n-1路输出二极管D n-1的阴极连接第n-1路输出电容Cn-1的上端，第n-1路输出电容Cn-1的下端连接n路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端；
.....依次类推，
n路输出变压器T的次级绕组Lsn上端与第n路输出二极管Dn的阳极连接，第n路输出二极管Dn的阴极连接第n路输出电容Cn的上端，第n路输出电容Cn的下端连接n路输出变压器T的次级绕组Lsn的下端；
跨接电容与各输出绕组之间的连接形式如下：
跨接电容Cp1的上端与第一路输出二极管D1的阳极连接，跨接电容Cp1的下端与第二路输出二极管D2的阳极连接；跨接电容Cp2的上端与第二路输出二极管D2的阳极连接，跨接电容Cp2的下端与第三路输出二极管D3的阳极连接；......依次类推，跨接电容Cp(n-1)的上端与第n-1路输出二极管Dn-1的阳极连接，跨接电容Cp(n-1)的下端与第n路输出二极管Dn的阳极连接；
电池B1的上端与第一路输出二极管D1的阴极和第一路输出电容C1的上端的交点连接，电池B1的下端与n路输出变压器T的次级绕组Ls1的下端和第一路输出电容C1的下端的交点连接；
电池B2的上端与第二路输出二极管D2的阴极和第二路输出电容C2的上端的交点连接，电池B2的下端与n路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端和第二路输出电容C2的下端的交点连接；
....依次类推，
电池B n-1的上端与第n-1路输出二极管D n-1的阴极和第n-1路输出电容C n-1的上端的交点连接；电池B n-1的下端与n-1路输出变压器T的次级绕组Lsn-1的下端和第n-1路输出电容C n-1的下端的交点连接；
电池Bn的上端与第n路输出二极管Dn的阴极和第n路输出电容Cn的上端的交点连接；电池Bn的下端与n路输出变压器T的次级绕组Lsn的下端和第n路输出电容Cn的下端的交点连接；
电池B1的上端与钳位二极管D1p的阴极连接，电池Bn的下端与钳位二极管D2p的阳极连接。
2.根据权利要求1所述一种串联电池组主动均衡电路，其特征在于：所述功率开关S1的栅极、功率开关S2的栅极分别接各自的控制器，其占空比能够在0至0.5之间变化且同相位。
3.根据权利要求1所述一种串联电池组主动均衡电路，其特征在于：所述电池B1、B2、……、Bn作为n路输出双管反激变换器的输入源。
4.含有3个电池单元的电池组主动均衡电路，其特征在于：该电路包含一个3路输出双管反激变换器、2个跨接电容、以及3个锂离子电池，其中：
一个3路输出双管反激变换器包括一个功率开关S1，一个功率开关S2，励磁电感Lm，3路输出变压器T，钳位二极管D1p，钳位二极管D2p，第一路输出二极管D1，第一路输出电容C1，第二路输出二极管D2，第二路输出电容C2，第三路输出二极管D3，第三路输出电容C3；3路输出双管反激变换器连接形式如下：
钳位二极管D1p的阴极和上端功率开关S1的漏极连接；
励磁电感Lm的上端和3路输出变压器T的初级绕组Lp的上端和上端功率开关S1的源极同时接输入钳位二极管D2p的阴极；
励磁电感Lm的下端和3路输出变压器T的初级绕组Lp的下端和下端功率开关S2的漏极分别接入钳位二极管D1p的阳极；
钳位二极管D2p的阳极和下端功率开关S2的源极连接；
3路输出变压器T的次级绕组Ls1上端与第一路输出二极管D1的阳极连接，第一路输出二极管D1的阴极连接第一路输出电容C1的上端，第一路输出电容C1的下端连接3路输出变压器T的次级绕组Ls1的下端；3路输出变压器T的次级绕组Ls2上端与第二路输出二极管D2的阳极连接，第二路输出二极管D2的阴极连接第二路输出电容C2的上端，第二路输出电容C2的下端连接3路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端；3路输出变压器T的次级绕组Ls3上端与第三路输出二极管D3的阳极连接，第3路输出二极管D3的阴极连接第三路输出电容C3的上端，第三路输出电容C3的下端连接3路输出变压器T的次级绕组Ls3的下端；
跨接电容与各输出绕组之间的连接形式如下：跨接电容Cp1的上端与第一路输出二极管D1的阳极连接，跨接电容Cp1的下端与第二路输出二极管D2的阳极连接；跨接电容Cp2的上端与第二路输出二极管D2的阳极连接，跨接电容Cp2的下端与第三路输出二极管D3的阳极连接；
电池B1的上端与第一路输出二极管D1的阴极和第一路输出电容C1的上端的交点连接，电池B1的下端与3路输出变压器T的次级绕组Ls1的下端和第一路输出电容C1的下端的交点连接；电池B2的上端与第二路输出二极管D2的阴极和第二路输出电容C2的上端的交点连接，电池B2的下端与3路输出变压器T的次级绕组Ls2的下端和第二路输出电容C2的下端的交点连接；电池B3的上端与第三路输出二极管D3的阴极和第3路输出电容C3的上端的交点连接，电池B3的下端与3路输出变压器T的次级绕组Ls3的下端和第3路输出电容C3的下端的交点连接；电池B1的上端与钳位二极管D1p的阴极连接，电池B3的下端与钳位二极管D2p的阳极连接。
5.根据权利要求4所述一种含有3个电池单元的电池组主动均衡电路，其特征在于：在功率开关S1、功率开关S2导通时，钳位二极管D1p、钳位二极管D2p和第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3关断，电池组通过串联将能量加在变压器T的初级绕组Lp上，励磁电感Lm电流上升，变压器储能增加，同时变压器T的初级绕组Lp将能量传输到变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3，第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3承受反向电压截止；变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3为跨接电容Cp1和Cp2充电，输出电容C1、C2和C3为电池组提供能量。
6.根据权利要求4所述一种含有3个电池单元的电池组主动均衡电路，其特征在于：在功率开关S1、功率开关S2关断时，钳位二极管D1p、钳位二极管D2p导通，并将功率开关管上的电压钳位在电池组电压值，完成钳位后钳位二极管D1p、钳位二极管D2p关断；同时第一路输出二极管D1、第二路输出二极管D2、第三路输出二极管D3在功率开关管关断阶段一直保持导通，变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3的电流下降，跨接电容Cp1和Cp2放电，输出电容C1、C2和C3充电。
7.根据权利要求4所述一种均衡电路的电池组的均衡方法，其特征在于：在整个开关周期内，根据电感伏秒平衡原理，变压器T的次级绕组Ls1、Ls2和Ls3的平均电压为0，由Ls1→Cp1→Ls2→C2→Ls1回路KVL原理，能够得到跨接电容Cp1的电压ucp1等于电池B2电压uB2；
同理，跨接电容Cp2的电压ucp2等于电池B3电压uB3；当功率开关S1和S2关断时，二极管D1、D2、D3导通，变压器T的次级绕组Ls1通过回路Ls1(Cp1)→D1→C1→Ls1(Cp1)向电容C1充电；电容Cp1通过二极管D1和输出电容C1并联，故电容Cp1的电压ucp1等于电池B1电压uB1；
同理，跨接电容Cp2的电压ucp2等于电池B2电压uB2；当电容Cp1、Cp2足够大时，各个电池单元电压相等，如果有相对低电压的电池单元存在，那么首先将功率开关闭合，电池组的部分能量存储到变压器的励磁电感中，当功率开关断开后，这些能量又转移到电压较低的电池单体中，从而串联电池组的部分能量可以传到能量较低的电池单体中，实现了电池组的均衡。
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US20220416549A1 (en) * 2019-03-21 2022-12-29 Hefei Gotion High-Tech Power Energy Co., Ltd. Active equalization circuit, battery management system, power source system, and electronic device

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