CN214378580U - 电池并联管理装置和系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池并联管理装置和系统。所述电池并联管理装置包括电流采样器、控制单元、可变交流源、第一螺线管、第二螺线管和整流单元；所述电流采样器的输入端和所述装置的输出端连接，所述电流采样器的输出端和所述控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述可变交流源的控制端连接，所述可变交流源的输出端与所述第一螺线管连接，所述第一螺线管和所述第二螺线管同轴缠绕，所述第二螺线管和所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端为所述装置的输出端。

Description

电池并联管理装置和系统

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及电池并联管理装置和系统。

背景技术

单个电池的容量有限，使用时间很短。目前通常采用多个电池并联的方式对电池容量进行扩充，提高电池的整体容量，延长电池的使用时间。

传统技术中，先将多个电池串联成一簇电池，再将多个电池簇并联形成电池系统。

电池系统内各电池簇的电压是一样的，但是各电池簇的内阻存在差异，因此各电池簇的电流也存在差异。各电池簇的电流差异使得各电池簇之间会进行充放电，导致电池提前失效，缩短了电池的使用寿命，造成整个电池系统的可用性降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对电池并联时由于内阻差异导致电流差异从而导致各个电池的充放电电流不同，进而缩短电池系统寿命的技术问题，提供能够均衡并联电池充放电电流的电池并联管理装置和系统。

一种电池并联管理装置，所述装置包括电流采样器、控制单元、可变交流源、第一螺线管、第二螺线管和整流单元；所述电流采样器的输入端和所述装置的输出端连接，所述电流采样器的输出端和所述控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述可变交流源的控制端连接，所述可变交流源的输出端与所述第一螺线管连接，所述第一螺线管和所述第二螺线管同轴缠绕，所述第二螺线管和所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端为所述装置的输出端；其中，所述电流采样器，用于采集所述装置的输出信号电流值；所述控制单元，用于根据所述装置的输出信号电流值得到电流平均值，并根据所述装置的输出信号电流值与所述电流平均值的差值生成调整电压值；所述可变交流源，用于根据所述调整电压值产生交流信号；所述第一螺线管，用于接入所述交流信号，产生变化的磁场；所述第二螺线管，用于在所述变化的磁场中产生感应电流信号；所述整流单元，用于将所述感应电流信号转换为直流信号并输出。

在其中一个实施例中，所述控制单元包括通信接口、计算器、静态存储器和数据选择器，所述通信接口、所述电流采样器的输出端分别与所述计算器的输入端连接，所述计算器的输出端与所述数据选择器的控制端连接，所述静态存储器与所述数据选择器的输入端连接，所述数据选择器的输出端与所述可变交流源的输入端连接；其中，所述通信接口，用于接收其它装置的输出信号电流值；所述计算器，用于计算其它装置的输出信号电流值和所述装置的输出信号电流值的电流平均值、以及所述装置的输出信号电流值与所述电流平均值的差值；所述静态存储器，用于存储差值和调整电压值的对应表；所述数据选择器，用于基于所述对应表，根据所述计算器计算的差值生成对应的调整电压值DSP芯片和通讯电路。

在其中一个实施例中，所述控制单元包括通信接口、计算器、静态存储器和数据选择器，所述通信接口、所述电流采样器的输出端分别与所述计算器的输入端连接，所述计算器的输出端与所述数据选择器的控制端连接，所述静态存储器与所述数据选择器的输入端连接，所述数据选择器的输出端与所述可变交流源的输入端连接；其中，所述通信接口，用于发送所述装置的输出信号电流值，并接收根据所述装置的输出信号电流值得到的电流平均值；所述计算器，用于计算所述装置的输出信号电流值与所述电流平均值的差值；所述静态存储器，用于存储差值和调整电压值的对应表；所述数据选择器，用于基于所述对应表，根据所述计算器计算的差值生成对应的调整电压值。

在其中一个实施例中，所述可变交流源包括：信号发生器，与所述控制单元连接，用于根据所述调整电压值生成脉冲宽度调制信号；直流电源，用于提供直流信号；逆变桥电路，分别与所述信号发生器和所述直流电源连接，用于在所述脉冲宽度调制信号的控制下，将所述直流信号变成交流信号。

在其中一个实施例中，所述可变交流源包括：信号发生器，与所述控制单元连接，用于根据所述调整电压值生成脉冲宽度调制信号；整流电路，用于将外部的交流输入转换为直流输出，提供直流信号；逆变桥电路，分别与所述信号发生器和所述整流电路连接，用于在所述脉冲宽度调制信号的控制下，将所述直流信号变成交流信号。

在其中一个实施例中，所述装置包括：金属芯，所述第一螺线管和所述第二螺线管同轴缠绕在所述金属芯上。

在其中一个实施例中，所述第一螺线管和所述第二螺线管同轴缠绕的方向可以相同或相反。

在其中一个实施例中，所述整流单元包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第二电容C2、DSP芯片，所述第一开关管S1的控制端、第二开关管S2的控制端、第三开关管S3的控制端、第四开关管S4的控制端分别与所述DSP芯片连接，所述第一开关管S1的第一端、所述第三开关管S3的第一端分别与所述第二电容C2的第一端连接，所述第三开关管S3的第二端与所述第四开关管S4的第一端连接，所述第一开关管S1的第二端与所述第二开关管S2的第一端连接，所述第二开关管S2的第二端、所述第四开关管S4的第二端分别与所述第二电容C2的第二端连接，所述第二电容C2的两端分别与所述DSP芯片连接。

在其中一个实施例中，所述整流单元包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，所述第一二极管D1的负极与所述第三二极管D3的负极连接，所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的负极连接，所述第三二极管D3的正极与所述第四二极管D4的负极连接，所述第二二极管D2的正极与所述第四二极管D4的正极连接。

一种电池并联管理系统，包括多个装置，每个所述装置包括电流采样器、控制单元、可变交流源、第一螺线管、第二螺线管和整流单元；所述电流采样器的输入端和所述装置的输出端连接，所述电流采样器的输出端和所述控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述可变交流源的控制端连接，所述可变交流源输出端与所述第一螺线管连接，所述第一螺线管和所述第二螺线管同轴缠绕，所述第二螺线管和所述整流单元的输入端连接，所述整流单元的输出端为所述装置的输出端；其中，所述电流采样器，用于采集所述装置的输出信号电流值；所述控制单元，用于根据所述装置的输出信号电流值得到电流平均值，并根据所述装置的输出信号电流值与所述电流平均值的差值生成调整电压值；所述可变交流源，用于根据所述调整电压值产生交流信号；所述第一螺线管，用于接入所述交流信号，产生变化的磁场；所述第二螺线管，用于在所述变化的磁场中产生感应电流信号；所述整流单元，用于将所述感应电流信号转换为直流信号并输出；多个所述装置的所述控制单元通过通讯总线连接，用于实现多个所述装置的所述控制单元之间的数据交换。

上述并联管理装置和系统，各个电池并联管理装置与并联的各个电池簇一一对应，通过装置中的电流采样器采集对应电池簇的电流，装置中的控制单元与电流采样器连接，可以根据各个装置中电流采样器采集的电流值计算电流平均值，得到并联电池簇的电流平均值。各个装置的控制单元根据装置中电流采样器采集的电流值与电流平均值的差值生成调整电压值，并将调整电压值传输到连接的可变交流源中，可以控制可变交流源根据调整电压值产生相应的交流信号。第一螺线管与可变交流源连接，可以接入这个交流信号，产生变化的磁场。第二螺线管和第一螺线管同轴缠绕，可以在变化的磁场中产生感应电流信号。整流单元与第二螺线管连接，可以将这个感应电流信号转换为直流信号输出。输出的直流信号由感应电流信号转换而成，感应电流信号在交流信号产生的磁场中产生，交流信号根据电池簇的电流值与电流平均值的差值生成，因此将这个直流信号输出到电池簇，可以将电池簇的电流值调整为电流平均值，这样各电池簇的电流值都是相同的电流平均值，使得各电池簇的电流达到均衡，可以有效避免各电池簇之间进行充放电，从而延长了电池的使用寿命，提高了整个电池系统的可用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中一种电池并联管理装置的结构示意图；

图2为一个实施例中控制单元的结构示意图；

图3为一个实施例中一种可变交流源的结构示意图；

图4为一个实施例中另一种可变交流源的结构示意图；

图5为一个实施例中第一螺线管和第二螺线管一种缠绕方式的示意图；

图6为一个实施例中第一螺线管和第二螺线管另一种缠绕方式的示意图；

图7为一个实施例中第一螺线管和第二螺线管又一种缠绕方式的示意图；

图8为一个实施例中第一螺线管和第二螺线管又一种缠绕方式的示意图；

图9为一个实施例中一种整流单元的结构示意图；

图10为一个实施例中另一种整流单元的结构示意图；

图11为一个实施例中一种电池并联管理系统的结构示意图；

附图标记说明：10-电流采样器，11-输入端，12-输出端，20-控制单元，21-输入端，22-输出端，24-通信接口，25-计算器，26-静态存储器，27-数据选择器，30-可变交流源，32-输出端，33-控制端，34-信号发生器，35-直流电源，36-逆变桥电路，37-整流电路，41-第一螺线管，42-第二螺线管，50-整流单元，51-输入端，52-输出端，100-装置，200-电池簇，300-通讯总线。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

正如背景技术所述，现有技术中将多个电池簇并联使用时存在使用寿命较短的问题，经实用新型人研究发现，出现这种问题的原因在于，电池簇并联时，各电池簇的电压是相同的，但是各电池簇的内阻存在差异，导致各电池簇的电流也存在差异，各电池簇之间会进行充放电，造成电池簇中的电池提前失效，从而缩短了电池的使用寿命，降低了整个电池系统的可用性。

基于以上原因，本实用新型提供了一种电池并联管理装置和系统，对并联电池簇的充放电电流进行均衡调控，使各个电池簇的充电电流相等，从而增加了整个电池系统的可用性，延长了整个电池系统的寿命。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电池并联管理装置，该装置包括电流采样器10、控制单元20、可变交流源30、第一螺线管41、第二螺线管42和整流单元50。电流采样器10的输入端11和装置的输出端连接，电流采样器10的输出端12和控制单元20的输入端21连接，控制单元20的输出端22与可变交流源30的控制端33连接，可变交流源30输出端32与第一螺线管41连接，第一螺线管41和第二螺线管42同轴缠绕，第二螺线管42和整流单元50的输入端51连接，整流单元50的输出端52为装置的输出端。其中，电流采样器10，用于采集装置的输出信号电流值。控制单元20，用于根据装置的输出信号电流值得到电流平均值，并根据装置的输出信号电流值与电流平均值的差值生成调整电压值。可变交流源30，用于根据调整电压值产生交流信号。第一螺线管41，用于接入交流信号，产生变化的磁场。第二螺线管42，用于在变化的磁场中产生感应电流信号。整流单元50，用于将感应电流信号转换为直流信号并输出。

其中，第一螺线管41和第二螺线管42都是多重卷绕的导线，导线卷绕的内部空间是空心的。第一螺线管41和第二螺线管42同轴缠绕，相当于第一螺线管41和第二螺线管42的导线缠绕在同一个芯轴上。

本实施例中，可以将各个电池并联管理装置与并联的各个电池簇一一对应，通过装置中的电流采样器采集对应电池簇的电流，装置中的控制单元与电流采样器连接，可以根据各个装置中电流采样器采集的电流值计算电流平均值，得到并联电池簇的电流平均值。各个装置的控制单元根据装置中电流采样器采集的电流值与电流平均值的差值生成调整电压值，并将调整电压值传输到连接的可变交流源中，可以控制可变交流源根据调整电压值产生相应的交流信号。第一螺线管与可变交流源连接，可以接入这个交流信号，产生变化的磁场。第二螺线管和第一螺线管同轴缠绕，可以在变化的磁场中产生感应电流信号。整流单元与第二螺线管连接，可以将这个感应电流信号转换为直流信号输出。输出的直流信号由感应电流信号转换而成，感应电流信号在交流信号产生的磁场中产生，交流信号根据电池簇的电流值与电流平均值的差值生成，因此将这个直流信号输出到电池簇，可以将电池簇的电流值调整为电流平均值，这样各电池簇的电流值都是相同的电流平均值，使得各电池簇的电流达到均衡，可以有效避免各电池簇之间进行充放电，从而延长了电池的使用寿命，提高了整个电池系统的可用性。

示例性地，电流采样器10可以包括电流传感器和模数转换器，模数转换器的输入端与电流传感器连接，模数转换器的输出端与控制单元20连接。

示例性地，电流传感器为霍尔电流传感器。

在实际应用中，各个装置中的控制单元20之间通过通讯总线连接，可以通过总线仲裁的方式设置其中一个装置中的控制单元20为主机，其它装置中的控制单元20为从机。各个从机将所在装置中电流采样器10采集的电流值通过通讯总线发送给主机，主机根据各个装置中电流采样器10采集的电流值计算电流平均值，并将计算出的电流平均值通过通讯总线发送给各个从机，从而实现根据装置的输出信号电流值得到电流平均值。

总线仲裁时，可以在各个控制单元20中设置仲裁号和仲裁器。一个控制单元20有总线请求时会这个控制单元20的仲裁号发送到通讯总线上，这个控制单元20的仲裁器将通讯总线上的仲裁号与这个控制单元20的仲裁号进行比较。若这个控制单元20的仲裁号小于通讯总线上的仲裁号，则这个控制单元20的总线请求不予响应，这个控制单元20从通讯总线上撤销其仲裁号。最后保留在通讯总线上的仲裁号对应的控制单元20为主机。

在一个实施例中，如图2所示，控制单元20包括通信接口24、计算器25、静态存储器26和数据选择器27，通信接口24、电流采样器10的输出端12分别与计算器25的输入端连接，计算器25的输出端与数据选择器27的控制端连接，静态存储器26与数据选择器27的输入端连接，数据选择器27的输出端与可变交流源30的输入端连接。

其中，计算器25的输入端为控制单元20的输入端21，数据选择器27的输出端为控制单元20的输出端22。

当控制单元20为主机时，通信接口24用于接收其它装置的输出信号电流值。计算器25用于计算其它装置的输出信号电流值和该装置的输出信号电流值的电流平均值、以及该装置的输出信号电流值与电流平均值的差值。静态存储器26用于存储差值和调整电压值的对应表。数据选择器27用于基于对应表，根据计算器25计算的差值生成对应的调整电压值。

当控制单元20为从机时，通信接口24用于发送该装置的输出信号电流值，并接收根据该装置的输出信号电流值得到的电流平均值。计算器25用于计算装置的输出信号电流值与电流平均值的差值。静态存储器26用于存储差值和调整电压值的对应表。数据选择器27用于基于对应表，根据计算器25计算的差值生成对应的调整电压值。

本实施例中，控制单元20通过通信接口24可以与其它装置中的控制单元20进行通信，接收其它装置中电流采样器10采集的输出信号电流值，或者向其它装置发送所在装置中电流采样器10采集的输出信号电流值。对于主机来说，在收集到各个装置中电流采样器10采集的输出信号电流值，计算器25可以计算出电流平均值，并通过通信接口24将电流平均值发送给各个从机。对于从机来说，可以直接通过通信接口24进行接收，即可得到电流平均值。对于主机和从机来说，计算器25都可以计算所在装置中电流采样器10采集的输出信号电流值与电流平均值的差值。静态存储器26中存储有差值和调整电压值的对应表，数据选择器基于计算器25计算的差值，可以查找静态存储器26中的对应表，生成计算器25计算的差值对应的调整电压值，从而实现根据该装置的输出信号电流值得到电流平均值，并根据该装置的输出信号电流值与电流平均值的差值生成调整电压值。

示例性地，通信接口24为总线接口。

示例性地，总线接口为CAN通讯电路或者485通讯电路。

在一个实施例中，如图3所示，可变交流源30包括信号发生器34、直流电源35和逆变桥电路36。信号发生器34与控制单元20连接，用于根据调整电压值生成脉冲宽度调制信号。直流电源35用于提供直流信号。逆变桥电路36分别与信号发生器34和直流电源35连接，用于在脉冲宽度调制信号的控制下，将直流信号变成交流信号。

本实施例中，可变交流源30包括信号发生器34、直流电源35和逆变桥电路36，信号发生器34与控制单元20连接，可以根据调整电压值生成对应的脉冲宽度调制信号。直流电源35可以提供直流信号，逆变桥电路36分别与信号发生器34和直流电源35连接，可以在信号发生器34生成的脉冲宽度调制信号的控制下，将直流电源35提供的直流信号变成交流信号输出。交流信号的形成过程由脉冲宽度调整信号控制，脉冲宽度调制信号根据调整电压值生成，因此交流信号与调整电压值是对应的。通过信号发生器34、直流电源35和逆变桥电路36，可变交流源30可以根据调整电压值产生对应的交流信号。

示例性地，直流电源35为电池组或者直流稳压电源设备。

示例性地，如图3所示，逆变桥电路36包括第一开关管K1、第二开关管K2、第三开关管K3和第四开关管K4，第一开关管K1的控制端、第二开关管K2的控制端、第三开关管K3的控制端、第四开关管K4的控制端分别与信号发生器34连接，第一开关管K1的第一端与第三开关管K3的第一端连接，第三开关管K3的第二端与第四开关管K4的第一端连接，第一开关管K1的第二端与第二开关管K2的第一端连接，第二开关管K2的第二端与第四开关管K4的第二端连接。

其中，第一开关管K1的第一端、第二开关管K2的第二端分别为逆变桥电路36的两个输入端，第一开关管K1的第二端、第三开关管K3的第二端分别为逆变桥电路36的两个输出端。

在实际应用中，逆变桥电路36的两个输入端与直流电源35或者整流电路37连接，逆变桥电路36的两个输出端与第一螺线管的两端连接。

示例性地，第一开关管K1、第二开关管K2、第三开关管K3和第四开关管K4可以为场效应管。此时，控制端为场效应管的栅极，第一端为场效应管的漏极，第二端为场效应管的源极。

本实施例中，信号发生器34根据调整电压值产生PWM(Pluse width modulation，脉冲宽度调制)信号，通过改变PWM信号的占空比来调节输出电压的大小。其中，PWM信号控制第一开关管K1和第四开关管K4开通、第二开关管K2和第三开关管K3关断时，可以输出方波信号中电压值为正的部分。PWM信号控制第二开关管K2和第三开关管K3开通、第一开关管K1和第四开关管K4关断时，可以输出方波信号中电压值为负的部分。

可选地，如图3所示，可变交流源30还包括第一滤波电路38，第一滤波电路38串联在直流电源35和逆变桥电路36之间。

示例性地，如图3所示，第一滤波电路38包括第一电感L1和第三电容C3，第一电感L1的第一端与直流电源35连接，第一电感L1的第二端与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第一端和第二端分别与逆变桥电路36连接。

第一电感L1和第三电容C3组成的LC滤波电路可以使直流输出更为稳定。

可选地，如图3所示，可变交流源30还包括第二滤波电路39，第二滤波电路39与逆变桥电路36连接。

示例性地，如图3所示，第二滤波电路39包括第二电感L2。

在另一个实施例中，如图4所示，可变交流源30包括信号发生器34、整流电路37和逆变桥电路36。信号发生器34与控制单元20连接，用于根据调整电压值生成脉冲宽度调制信号。整流电路37用于提供直流信号。逆变桥电路36分别与信号发生器34和整流电路37连接，用于在脉冲宽度调制信号的控制下，将直流信号变成交流信号。

本实施例中，采用整流电路37替换直流电源35，将整流电路37接入L/N交流母线，整流电路37可以将L/N交流母线提供的交流信号转换为直流信号，从而实现直流信号的提供。而且与直流电源35相比，整流电路37可以有效降低实现成本。

示例性地，如图4所示，整流电路37包括第一二极管J1、第二二极管J2、第三二极管J3和第四二极管J4，第一二极管J1的负极与第三二极管J3的负极连接，第一二极管J1的正极与第二二极管J2的负极连接，第三二极管J3的正极与第四二极管J4的负极连接，第二二极管J2的正极与第四二极管J4的正极连接。

其中，第一二极管J1的正极、第三二极管J3的正极分别为整流电路37的两个输入端，第一二极管J1的负极、第二二极管J2的正极分别为整流电路37的两个输出端。

在实际应用中，整流电路37的两个输入端可以与L/N交流母线连接，整流电路37的两个输出端可以与逆变桥电路36连接。

当L/N交流母线上交流信号的电压值为正时，第一二极管J1和第四二极管J4正向导通，第二二极管J2和第三二极管J3反向截止，整流电路37输出端的电流方向是从第一二极管J1的负极到第四二极管J4的正极。当L/N交流母线上交流信号的电压值为负时，第一二极管J1和第四二极管J4反向截止，第二二极管J2和第三二极管J3正向导通，整流电路37输出端的电流方向是从第三二极管J3的负极到第二二极管J2的正极。由于第一二极管J1的负极和第三二极管J3的负极为整流电路37的同一输出端，第四二极管J4的正极和第二二极管J2的正极为整流电路37的同一输出端，因此整流电路37输出的是直流信号。

可选地，如图4所示，可变交流源30还包括第一滤波电路38，第一滤波电路38串联在整流电路37和逆变桥电路36之间。

示例性地，如图4所示，第一滤波电路38包括第一电感L1和第三电容C3，第一电感L1的第一端和第三电容C3的第二端分别与整流电路37连接，第一电感L1的第二端与第三电容C3的第一端连接，第三电容C3的第一端和第二端分别与逆变桥电路36连接。

第一电感L1和第三电容C3组成的LC滤波电路可以使直流输出更为稳定。

可选地，如图4所示，可变交流源30还包括第二滤波电路39，第二滤波电路39与逆变桥电路36连接。

示例性地，如图4所示，第二滤波电路39包括第二电感L2。

在一个实施例中，该装置还包括金属芯43，第一螺线管41和第二螺线管42同轴缠绕在金属芯43上。

通过将第一螺线管41和第二螺线管42同轴缠绕在金属芯43上，可以增强磁场强度，有利于产生感应电流。

在一个实施例中，如图5和图6所示，第一螺线管41和第二螺线管42同轴缠绕的方向可以相同。

当第一螺线管41和第二螺线管42缠绕方向相同时，产生的感应电流与主回路中L/N交流母线的充电电流方向相同。

在另一个实施例中，如图7和图8所示，第一螺线管41和第二螺线管42同轴缠绕的方向相反。

当第一螺线管41和第二螺线管42缠绕方向相反时，产生的感应电流与主回路中L/N交流母线的充电电流方向相反。

在一个实施例中，如图9所示，整流单元50包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，第一二极管D1的负极与第三二极管D3的负极连接，第一二极管D1的正极与第二二极管D2的负极连接，第三二极管D3的正极与第四二极管D4的负极连接，第二二极管D2的正极与第四二极管D4的正极连接。

在实际应用中，整流单元50的输入端可以与L/N交流母线和第二螺线管连接，当L/N交流母线上交流信号的电压值为正时，第一二极管D1和第四二极管D4正向导通，第二二极管D2和第三二极管D3反向截止，整流电路37输出端的电流方向是从第一二极管D1的负极到第四二极管D4的正极。当L/N交流母线上交流信号的电压值为负时，第一二极管D1和第四二极管D4反向截止，第二二极管D2和第三二极管D3正向导通，整流单元50输出端的电流方向是从第三二极管D3的负极到第二二极管D2的正极。由于第一二极管D1的负极和第三二极管D3的负极为整流单元50的同一输出端，第四二极管D4的正极和第二二极管D2的正极为整流单元50的同一输出端，因此整流单元50输出的是直流信号。

可选地，如图9所示，整流单元50还可以包括第一电容C1，第一电容C1的两端分别与第四二极管D4的正极、第三二极管D3的负极连接，第一电容C1的两端为整流单元50的输出端。

在另一个实施例中，如图10所示，整流单元50包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4和，第一开关管S1的控制端、第二开关管S2的控制端、第三开关管S3的控制端、第四开关管S4的控制端分别与连接，第一开关管S1的第一端与第三开关管S3的第一端连接，第三开关管S3的第二端与第四开关管S4的第一端连接，第一开关管S1的第二端与第二开关管S2的第一端连接，第二开关管S2的第二端与第四开关管S4的第二端连接。

在本实施例中，整流单元50在接入交流输入时，DSP芯片采样整流单元50输出端的电流值，当L/N交流母线上交流信号的电压值为正时，DSP芯片发送PWM脉冲信号给各个开关管，第二开关管S2和第三开关管S3根据PWM脉冲信号开通，第一开关管S1和第四开关管S4根据PWM脉冲信号保持低电平关闭，此时整流单元50的输出端的电流方向是从第三开关管S3的第一端到第二开关管S2的第二端。当L/N交流母线上交流信号的电压值为负时，DSP芯片发送PWM脉冲信号给各个开关管，第二开关管S2和第三开关管S3根据PWM脉冲信号保持低电平不导通，第一开关管S1和第四开关管S4根据PWM脉冲信号开通，此时整流单元50的输出端的电流方向是从第一开关管S1的第一端到第四开关管S4的第二端。由于第一开关管S1的第一端和第三开关管S3的第一端为整流单元50的同一输出端，第二开关管S2的第二端和第四开关管S4的第二端为整流单元50的同一输出端，因此整流单元50输出的是直流信号。

可选地，如图10所示，整流单元50还可以包括第二电容C2，第二电容C2的两端分别与第三开关管S3的第一端、第四开关管S4的第二端连接，第二电容C2的两端为整流单元50的输出端。

在其中一个实施例中，DSP芯片采用TI公司的型号为TMS320F28XX系列的芯片。

在一个实施例中，如图11所示，提供了一种电池并联管理系统，该系统包括多个并联管理装置100，多个并联管理装置100的控制单元20通过通讯总线300连接，多个并联管理装置100的整流单元与其对应的电池簇200连接。

本实施例中，可以将电池并联管理系统中的各个装置与并联的各个电池簇一一对应，通过装置中的电流采样器采集对应电池簇的电流。装置中的控制单元与电流采样器连接，并且各个装置的控制单元通过通讯总线连接，因此可以将各个装置中的电流采样器采集的电流集中，根据各个装置中电流采样器采集的电流值计算电流平均值，得到并联电池簇的电流平均值。各个装置的控制单元根据装置中电流采样器采集的电流值与电流平均值的差值生成调整电压值，并将调整电压值传输到连接的可变交流源中，可以控制可变交流源根据调整电压值产生相应的交流信号。第一螺线管与可变交流源连接，可以接入这个交流信号，产生变化的磁场。第二螺线管和第一螺线管同轴缠绕，可以在变化的磁场中产生感应电流信号。整流单元与第二螺线管连接，可以将这个感应电流信号转换为直流信号输出。输出的直流信号由感应电流信号转换而成，感应电流信号在交流信号产生的磁场中产生，交流信号根据电池簇的电流值与电流平均值的差值生成，因此将这个直流信号输出到电池簇，可以将电池簇的电流值调整为电流平均值，这样各电池簇的电流值都是相同的电流平均值，使得各电池簇的电流达到均衡，可以有效避免各电池簇之间进行充放电，从而延长了电池的使用寿命，提高了整个电池系统的可用性。

在实际应用中，装置100与电池簇200一一对应。多个装置100的控制单元20的通信接口24通过通讯总线300连接，进行数据交换，每个装置100的电流采样器10与对应的电池簇200连接，用于采集电池簇200的电流值。装置100的整流单元50与电池簇200连接。

在本实施例中，各个装置100中的电流采样器10采集对应电池簇200的电流值，并通过通讯总线300将采集的电流值传输至一个装置100中的控制单元20中。这个装置中的控制单元20将各个装置100采集的电流值计算出电流平均值，并通过通讯总线300将电流平均值反馈给其它装置100中的控制单元20。各个装置100中的控制单元20将各自采集的采样电流值与电流平均值的差值生成调整电压值。各个装置100中的可变交流源30根据调整电压值产生相应的交流信号。各个装置100中的第一螺线管41接入交流信号，产生变化的磁场。各个装置100中的第二螺线管42在变化的磁场中产生感应电流信号。各个装置100中的整流单元将感应电流信号转换为直流信号并输出给电池簇，从而将各个电池簇200上的电流调整为相等。

以下说明仅为展现电池并联管理系统的调节过程，在一特定的情况下作出的示例性说明，并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。

在一个实施例中，第一螺线管41和第二螺线管42缠绕方向相同：N个并联管理装置100开始给N个电池簇充电，设每簇电池的内阻分别为R1、R2……RN，假设R1<R2<……<RN，因此I1>I2>……>IN，即由于内阻的原因N簇电池的充电电流不完全相等。将平均电流设为IAVE，假设此时平均电流满足I1>I2>IAVE>……>IN，控制单元3……控制单元N都向可变交流源发出控制信号，升高可变交流源的输出电压，增强第一螺线管41产生的交变磁场强度，进而增大第二螺线管42感应出的电流，使得控制单元3……控制单元N对应的充电回路的充电电流上升直到和平均电流IAVE相等，因此I1>I2>IAVE＝……＝IN。同时控制单元1和控制单元2向可变交流源发出控制信号，降低可变交流源的输出电压，减弱第一螺线管41产生的交变磁场强度，进而使得第二螺线管42的感应电流下降，从而使得控制单元1和控制单元2对应的充电回路的充电电流下降，直到和平均电流IAVE相等，最终使I1＝I2＝……＝IN。电池簇放电时跟上述过程相同。

在另一个实施例中，第一螺线管41和第二螺线管42缠绕方向相反：N个并联管理装置100开始给N个电池簇充电，设每簇电池的内阻分别为R1、R2……RN，假设R1<R2<……<RN，因此I1>I2>……>IN，即由于内阻的原因N簇电池的充电电流不完全相等。平均电流设为IAVE，假设此时平均电流满足I1>I2>IAVE>……>IN，控制单元3……控制单元N都向可变交流源发出控制信号，降低可变交流源的输出电压，减弱第一螺线管41产生的交变磁场强度，进而减小第二螺线管42感应出的电流，使得控制单元3……控制单元N对应的充电回路的充电电流上升，直到和平均电流IAVE相等，因此I1>I2>IAVE＝……＝IN，同时控制单元1和控制单元2向可变交流源发出控制信号，升高交流源输出电压，增强第一螺线管41产生的交变磁场强度，进而使得第二螺线管42的感应电流上升，从而使得控制单元1和控制单元2对应的充电回路的充电电流下降直到和平均电流IAVE相等，最终使I1＝I2＝……＝IN。电池簇放电时跟上述过程相同。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池并联管理装置，其特征在于，所述装置包括电流采样器(10)、控制单元(20)、可变交流源(30)、第一螺线管(41)、第二螺线管(42)和整流单元(50)；所述电流采样器(10)的输入端(11)和所述装置的输出端连接，所述电流采样器(10)的输出端(12)和所述控制单元(20)的输入端(21)连接，所述控制单元(20)的输出端(22)与所述可变交流源(30)的控制端(33)连接，所述可变交流源(30)的输出端(32)与所述第一螺线管(41)连接，所述第一螺线管(41)和所述第二螺线管(42)同轴缠绕，所述第二螺线管(42)和所述整流单元(50)的输入端(51)连接，所述整流单元(50)的输出端(52)为所述装置的输出端；其中，

所述电流采样器(10)，用于采集所述装置的输出信号电流值；

所述控制单元(20)，用于根据所述装置的输出信号电流值得到电流平均值，并根据所述装置的输出信号电流值与所述电流平均值的差值生成调整电压值；

所述可变交流源(30)，用于根据所述调整电压值产生交流信号；

所述第一螺线管(41)，用于接入所述交流信号，产生变化的磁场；

所述第二螺线管(42)，用于在所述变化的磁场中产生感应电流信号；

所述整流单元(50)，用于将所述感应电流信号转换为直流信号并输出。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元(20)包括通信接口(24)、计算器(25)、静态存储器(26)和数据选择器(27)，所述通信接口(24)、所述电流采样器(10)的输出端(12)分别与所述计算器(25)的输入端连接，所述计算器(25)的输出端与所述数据选择器(27)的控制端连接，所述静态存储器(26)与所述数据选择器(27)的输入端连接，所述数据选择器(27)的输出端与所述可变交流源(30)的输入端连接；其中，

所述通信接口(24)，用于接收其它装置的输出信号电流值；

所述计算器(25)，用于计算其它装置的输出信号电流值和所述装置的输出信号电流值的电流平均值、以及所述装置的输出信号电流值与所述电流平均值的差值；

所述静态存储器(26)，用于存储差值和调整电压值的对应表；

所述数据选择器(27)，用于基于所述对应表，根据所述计算器(25)计算的差值生成对应的调整电压值。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元(20)包括通信接口(24)、计算器(25)、静态存储器(26)和数据选择器(27)，所述通信接口(24)、所述电流采样器(10)的输出端(12)分别与所述计算器(25)的输入端连接，所述计算器(25)的输出端与所述数据选择器(27)的控制端连接，所述静态存储器(26)与所述数据选择器(27)的输入端连接，所述数据选择器(27)的输出端与所述可变交流源(30)的输入端连接；其中，

所述通信接口(24)，用于发送所述装置的输出信号电流值，并接收根据所述装置的输出信号电流值得到的电流平均值；

所述计算器(25)，用于计算所述装置的输出信号电流值与所述电流平均值的差值；

所述静态存储器(26)，用于存储差值和调整电压值的对应表；

所述数据选择器(27)，用于基于所述对应表，根据所述计算器(25)计算的差值生成对应的调整电压值。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述可变交流源(30)包括：

信号发生器(34)，与所述控制单元(20)连接，用于根据所述调整电压值生成脉冲宽度调制信号；

直流电源(35)，用于提供直流信号；

逆变桥电路(36)，分别与所述信号发生器(34)和所述直流电源(35)连接，用于在所述脉冲宽度调制信号的控制下，将所述直流信号变成交流信号。

5.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述可变交流源(30)包括：

信号发生器(34)，与所述控制单元(20)连接，用于根据所述调整电压值生成脉冲宽度调制信号；

整流电路(37)，用于提供直流信号；

逆变桥电路(36)，分别与所述信号发生器(34)和所述整流电路(37)连接，用于在所述脉冲宽度调制信号的控制下，将所述直流信号变成交流信号。

6.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

金属芯(43)，所述第一螺线管(41)和所述第二螺线管(42)同轴缠绕在所述金属芯(43)上。

7.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述第一螺线管(41)和所述第二螺线管(42)同轴缠绕的方向可以相同或相反。

8.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述整流单元(50)包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4、第二电容C2、DSP芯片，所述第一开关管S1的控制端、第二开关管S2的控制端、第三开关管S3的控制端、第四开关管S4的控制端分别与所述DSP芯片连接，所述第一开关管S1的第一端、所述第三开关管S3的第一端分别与所述第二电容C2的第一端连接，所述第三开关管S3的第二端与所述第四开关管S4的第一端连接，所述第一开关管S1的第二端与所述第二开关管S2的第一端连接，所述第二开关管S2的第二端、所述第四开关管S4的第二端分别与所述第二电容C2的第二端连接，所述第二电容C2的两端分别与所述DSP芯片连接。

9.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于，所述整流单元(50)包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4，所述第一二极管D1的负极与所述第三二极管D3的负极连接，所述第一二极管D1的正极与所述第二二极管D2的负极连接，所述第三二极管D3的正极与所述第四二极管D4的负极连接，所述第二二极管D2的正极与所述第四二极管D4的正极连接。

10.一种电池并联管理系统，其特征在于，所述电池并联管理系统包括多个如权利要求1至9任一项所述的装置(100)，多个所述装置(100)的控制单元(20)通过通讯总线(300)连接。

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