电池均衡电路和电池均衡方法

本公开涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池均衡电路和电池均衡方法。

由于将电池单元串联连接，可以提升电池组的电压，因此，串联连接电池单元的电池组得到了广泛应用，例如，可以应用在纯电动车、混合动力车上。然而，在制造生产电池组时，可能会导致电池组中各电池单元之间存在电压不一致的问题。

相关技术中，使用如图1所示的电池均衡电路对电池组电压进行均衡。但是，图1所示的电池均衡电路存在如下问题：在控制单元U1的均衡电流较大的情况下，可能会导致控制单元U1产热严重，并导致控制单元U1发生损坏；在控制单元U1的均衡电流较小情况下，电池单元的电压需要很长才能达到一致。

因此，如何提升电池均衡电路的均衡能力，快速实现各电池单元电压的一致，并且不损坏控制单元是目前亟待解决的问题。

发明内容

本公开提供一种电池均衡电路和电池均衡方法，以通过将驱动单元和均衡单元外置，实现了电路的隔离，并根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡，从而实现了对电池组中各电池单元电压的均衡，避免了对控制单元的损坏和影响，加快了均衡速度，提升了均衡能力，延长了电池组的使用寿命。本公开的技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提出一种电池均衡电路，该电池均衡电路包括：

电池组，由N个电池单元串联连接；其中，N≥2；

N个电压采集单元，各所述电压采集单元分别连接在对应的所述电池单元的正极和控制单元的电压端之间，用于采集对应的所述电池单元的电压；

N个均衡单元，各所述均衡单元分别连接在对应的所述电池单元的正极和负极之间；

N个驱动单元，第一驱动单元至第N-1驱动单元的两端分别连接在对应的所述控制单元的电压端和所述电池单元的负极之间，第N个驱动单元的两端分别连接在所述控制单元 的控制端和第N电池单元的负极之间，各所述驱动单元的驱动端与对应的所述均衡单元的被驱动端连接；

所述控制单元，用于根据各所述电池单元的电压，通过所述控制单元的控制端向对应的所述驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的所述驱动单元驱动相应的所述均衡单元，对所述电池组的电压进行均衡。

在本公开的一个实施例之中，N个电池单元，由第一电池单元至第N电池单元串联连接组成；

N个电压采集单元，由第一电压采集单元至第N电压采集单元组成；其中，所述第一电压采集单元至所述第N电压采集单元的第一端分别与对应的所述第一电池单元至所述第N电池单元的正极连接，所述第一电压采集单元至所述第N电压采集单元的第二端与分别与对应的所述控制单元的第一电压端至第N电压端连接，所述第一电压采集单元至所述第N电压采集单元分别用于采集对应所述第一电池单元至所述第N电池单元的电压；

N个均衡单元，由第一均衡单元至第N均衡单元组成；其中，所述第一均衡单元至所述第N均衡单元的第一端分别与对应的所述第一电池单元至所述第N电池单元的正极连接，所述第一均衡单元至所述第N均衡单元的第二端分别与对应的所述第一电池单元至所述第N电池单元的负极连接；

N个驱动单元，由所述第一驱动单元至所述第N驱动单元组成；其中，所述第一驱动单元至第N-1驱动单元的第一端分别与对应的所述控制单元的第一电压端至第N-1电压端连接，所述第N驱动单元的第一端与所述控制单元的控制端连接，所述第一驱动单元至所述第N驱动单元的第二端分别与对应的第一电池单元至第N电池单元的负极连接，所述第一驱动单元至所述第N驱动单元的驱动端分别与对应的所述第一均衡单元至第N均衡单元的被驱动端连接。

在本公开的一个实施例之中，上述的电池均衡电路，还包括：

N个开关单元，各所述开关单元内置在所述控制单元中，且分别连接在所述控制单元的各电压端和控制端中的两个相邻端之间。

其中，N个开关单元，由第一开关单元至第N开关单元组成；其中，所述第一开关单元至第N开关单元的第一端分别与所述控制单元对应的第一电压端至所述第N电压端连接，所述第一开关单元至第N-1开关单元的第二端分别与对应的所述第二开关单元至所述第N开关单元的第一端连接，所述第N开关单元的第二端与所述控制单元的控制端连接

在本公开的一个实施例之中，所述控制单元，用于：

根据各所述电池单元的电压，计算两两相邻电压之间的电压差，记为第一电压差至第 N-1电压差；

根据所述第一电压差至所述第N-1电压差，确定至少一个电压待均衡的电池单元；

计算至少一个所述电压待均衡的电池单元所对应的所述均衡单元所需的工作时间；

根据至少一个所述工作时间，对所述第一开关单元至所述第N开关单元的通断，以及通过所述控制单元的控制端向对应的所述驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的所述驱动单元驱动相应的所述均衡单元，对所述电压待均衡的电池单元的电压进行均衡。

在本公开的一个实施例之中，所述第一电压采集单元至所述第N电压采集单元，均为电压跟随器；其中，

所述电压跟随器的同相输入端，分别作为所述第一电压采集单元至所述第N电压采集单元的第一端；

所述电压跟随器的反相输入端与所述电压跟随器的输出端连接，分别作为所述第一电压采集单元至所述第N电压采集单元的第二端。

在本公开的一个实施例之中，所述第一均衡单元至所述第N均衡单元，均包括第一电阻和第一晶体管；其中，

所述第一电阻的第一端，分别作为所述第一均衡单元至所述第N均衡单元的第一端；

所述第一电阻的第二端与所述第一晶体管的第一端连接，所述第一晶体管的第二端，分别作为所述第一均衡单元至所述第N均衡单元的第二端；

所述第一晶体管的第三端，分别作为所述第一均衡单元至所述第N均衡单元的被驱动端。

在本公开的一个实施例之中，所述第一驱动单元至所述第N驱动单元，均包括第二电阻、第三电阻、电容；其中，

所述第二电阻的第一端，分别作为所述第一驱动单元至所述第N-1驱动单元的第一端；

所述第二电阻的第二端分别与所述第三电阻的第一端和所述电容的第一端连接，分别作为所述第一驱动单元至所述第N驱动单元的驱动端；

所述第三电阻的第二端与所述电容的第二端连接，分别作为所述第一驱动单元至所述第N-1驱动单元的第二端。

在本公开的一个实施例之中，上述的电池均衡电路，还包括：N-1个基准单元，所述N-1个基准单元由第一基准单元至第N-1基准单元组成；其中，

所述第一基准单元至所述第N-1基准单元，均包括第四电阻；其中，所述第一基准单元至所述第N-1基准单元中的第四电阻的第一端与对应的所述第一驱动单元至所述第N-1驱动单元中电容的第一端连接，所述第一基准单元至所述第N-1基准单元中的第四电阻的 第二端与对应的所述控制单元的第二电压端与第N电压端连接。

在本公开的一个实施例之中，所述第一开关单元至所述第N开关单元，均包括第五电阻和第一开关；其中，

所述第五电阻的第一端，分别作为所述第一开关单元至所述第N开关单元的第一端；

所述第五电阻的第二端与所述第一开关的第一端连接；

所述第一开关的第二端，分别作为所述第一开关单元至所述第N开关单元的第二端。

在本公开的一个实施例之中，上述的电池均衡电路，其特征在于，还包括：保护单元；其中，

所述保护单元的第一端与所述第一电池单元的正极连接，所述保护单元的第二端与负载连接，所述保护单元的第三端与所述控制单元的电流保护端连接，所述保护单元的第四端与所述控制单元的温度保护端连接。

在本公开的一个实施例之中，所述保护单元，包括第二晶体管、第三晶体管、第六电阻和第七电阻；其中，

所述第二晶体管的第一端，作为所述保护单元的第一端；

所述第二晶体管的第二端与所述第三晶体管的第一端连接，所述第三晶体管的第二端，作为所述保护单元的第二端；

所述第二晶体管的第三端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端作为所述保护单元的第三端；

所述第三晶体管的第四端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端作为所述保护单元的第四端。

根据本公开实施例的第二方面，本公开的基于上述的电池均衡电路的电池均衡方法，包括以下步骤：

获取各所述电池单元的电压；

根据各所述电池单元的电压，通过所述控制单元的控制端向对应的所述驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的所述驱动单元驱动相应的所述均衡单元，对所述电池组的电压进行均衡。

在本公开的一个实施例之中，所述根据各所述电池单元的电压，通过所述控制单元的控制端向对应的所述驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的所述驱动单元驱动相应的所述均衡单元，以对所述电池组的电压进行均衡，包括：

根据各所述电池单元的电压，计算两两相邻电压之间的电压差，记为第一电压差至第N-1电压差；

根据所述第一电压差至所述第N-1电压差，确定至少一个电压待均衡的电池单元；

计算至少一个所述电压待均衡的电池单元所对应的所述均衡单元所需的工作时间；

根据至少一个所述工作时间，对所述第一开关单元至所述第N开关单元的通断，以及通过所述控制单元的控制端向对应的所述驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的所述驱动单元驱动相应的所述均衡单元，对所述电压待均衡的电池单元的电压进行均衡。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

通过本公开的实施例，本公开的电池均衡电路包括电池组、N个电压采集单元、N个均衡单元、N个驱动单元和控制单元；其中，电池组由N个电池单元串联连接；各电压采集单元分别连接在对应的电池单元的正极和控制单元的电压端之间，用于采集对应的电池单元的电压；各均衡单元分别连接在对应的电池单元的正极和负极之间；第一驱动单元至第N-1驱动单元的两端分别连接在对应的控制单元的电压端和电池单元的负极之间，第N个驱动单元的两端分别连接在控制单元的控制端和第N电池单元的负极之间，各驱动单元的驱动端与对应的均衡单元的被驱动端连接；控制单元，用于根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡。由此，通过将驱动单元和均衡单元外置，根据各所述电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡，从而实现了对电池组中各电池单元电压的均衡，避免了对控制单元的损坏和影响，加快了均衡速度，提升了均衡能力，延长了电池组的使用寿命。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理，并不构成对本公开的不当限定。

图1是相关技术中的电池均衡电路的示意图；

图2是根据本公开实施例的电池均衡电路的示意图；

图3是根据本公开一个实施例的电池均衡电路的示例图；

图4是根据本公开一个实施例的电池均衡电路的电路图；

图5是根据本公开一个具体实施例的电池均衡电路的电路图；

图6是根据本公开一个具体实施例的电池均衡方法的流程图；

图7是根据本公开实施例的电池均衡方法的流程图。

为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案，下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

下面参考附图描述本公开实施例的电池均衡电路和电池均衡方法。

由于将电池单元串联连接，可以提升电池组的电压，因此，串联连接电池单元的电池组得到了广泛应用，例如，可以应用在纯电动车、混合动力车上。然而，在制造生产电池组时，可能会导致电池组中各电池单元之间存在内阻和电压等不一致的问题，这种不一致会随着电池组的使用逐步扩大，最终导致电池组过充或过放等问题，影响电池组的使用寿命。

通过电池均衡电路可以实现电池组中各电池单元电压的基本一致。目前，电池均衡电路主要包括主动电池均衡电路和被动电池均衡电路两种方式。其中，主动电池均衡电路复杂，应用性不强；被动电池均衡电路存在均衡电流小，均衡能力弱等不足，尤其是以电量计为被动电路均衡的电路更为显著。

图1是相关技术中的被动电池均衡电路的电路图。

需要说明的是，图1所示的电池均衡电路为被动电池均衡电路。

如图1所示，该电池均衡电路，包括：电池单元Cell-1、电池单元Cell-2、电容C11、电容C12、电阻R11、电阻R12、电阻r11、电阻r12、开关K11、开关K12和控制单元U1。

相关技术中的电池均衡电路的工作原理如下：在电池组静置的情况下，控制单元U1通过检测电池单元Cell-1和Cell-2的电压，得出电池单元Cell-1和Cell-2之间电压存在不一致。如果电池单元Cell-1和Cell-2之间电压存在不一致，则计算电池单元Cell-1和Cell-2的电压的电压差，如果电压差较大，则控制开关K11和K12导通，此时利用R11+r11和R12+r12进行电池单元多余电量的释放，以达到两个电池单元的电压一致。

但是，由于该电池均衡电路的影响，在开关K11或K12导通后，控制单元U1内部的开关K11或K12导通后进行电量释放，然而控制单元U1中的电流会受功率影响较大，例如，在控制单元U1中的均衡电流较大的情况下，可能会导致控制单元U1产热严重，并导致控制单元U1发生损坏；在控制单元U1中的均衡电流较小情况下，电池单元的电压需要很长才能达到一致。举例说明，在静置情况下，控制单元U1进行电池单元Cell-1和Cell-2电压的采集，在Cell-1的电压U1＜Cell-2的电压U2，且U2-U1＞电压阈值△U的情况下，控制单元U1内部就会将K12导通，此时，电池单元Cell-2两端并联R12和r12，这样就可以通过并联的R12和r12对电池单元Cell-2进行电量的耗散，此时均衡电流i＝U2/(R12+r12)，该均衡电流会受控制单元U1产热影响内置r12，导致均衡电流i比较小，导致均衡能力很弱，均衡时间较长，因此均衡效果不佳。

为了提升电池均衡电路的均衡能力，快速实现各电池单元电压的一致，并且不损坏控制单元，本公开提出一种新的电池均衡电路，该电池均衡电路通过将驱动单元和均衡单元外置，实现了电路的隔离，并根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡，从而实现了对电池组中各电池单元电压的均衡，避免了对控制单元的损坏和影响，加快了均衡速度，提升了均衡能力，延长了电池组的使用寿命。

图2是根据本公开实施例的电池均衡电路的示意图。

如图2所示，本公开实施例的电池均衡电路200，包括：电池组210、N个电压采集单元、N个均衡单元、N个驱动单元和控制单元250。

其中，电池组210，由N个电池单元(如第一电池单元Cell-1至第N电池单元Cell-N)串联连接；其中，N≥2。其中，N个电池单元由第一电池单元Cell-1至第N电池单元Cell-N串联连接组成。

N个电压采集单元，各电压采集单元分别连接在对应的电池单元的正极和控制单元的电压端之间，用于采集对应的电池单元的电压。其中，N个电压采集单元，由第一电压采集单元221至第N电压采集单元22N组成，第一电压采集单元221至第N电压采集单元22N的第一端分别与对应的第一电池单元Cell-1至第N电池单元Cell-N的正极连接，第一电压采集单元221至第N电压采集单元22N的第二端与分别与对应的控制单元250的第一电压端V1至第N电压端VN连接，第一电压采集单元221至第N电压采集单元22N分别用于采集对应第一电池单元Cell-1至第N电池单元Cell-N的电压。

N个均衡单元，各均衡单元分别连接在对应的电池单元的正极和负极之间。其中，N个均衡单元，由第一均衡单元231至第N均衡单元23N组成，第一均衡单元231至第N均 衡单元23N的第一端分别与对应的第一电池单元Cell-1至第N电池单元Cell-N的正极连接，第一均衡单元231至第N均衡单元23N的第二端分别与对应的第一电池单元Cell-1至第N电池单元Cell-N的负极连接。

N个驱动单元，由第一驱动单元241至第N驱动单元24N组成，其中，第一驱动单元241至第N-1驱动单元24(N-1)的两端分别连接在对应的控制单元250的电压端和电池单元的负极之间，第N个驱动单元24N的两端分别连接在控制单元250的控制端和第N电池单元的负极之间，各驱动单元的驱动端与对应的均衡单元的被驱动端连接。其中，第一驱动单元241至第N-1驱动单元24(N-1)的第一端分别与对应的控制单元250的第一电压端V1至第N-1电压端V(N-1)连接，第N驱动单元24N的第一端与控制单元250的控制端V连接，第一驱动单元241至第N驱动单元24(N-1)的第二端分别与对应的第一电池单元Cell-1至第N电池单元Cell-N的负极连接，第一驱动单元241至第N驱动单元24N的驱动端分别与对应的第一均衡单元231至第N均衡单元23N的被驱动端连接。

控制单元，用于根据各电池单元的电压，通过控制单元250的控制端V向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组210的电压进行均衡。

也就是说，在各电池单元的正极和控制单元250的各电压端之间设置一个电压采集单元，各电压采集单元相对于控制单元250属于外置，用于实现电压采集功能，具体采集的是对应的电池单元的电压，可以记为第一电压U1至第N电压UN。在各电池单元的正极和负极之间设置对应的均衡单元，各均衡单元相对于控制单元250属于外置，用于对相对应的电池单元的电压进行均衡。为各均衡单元设置对应的驱动单元，各驱动单元相对于控制单元250属于外置，用于驱动对应的均衡单元，以使均衡单元对相应的电池单元的电压进行均衡。

本公开的电池均衡电路，可以应用在电池组静置或充电等工况下，在电池组210处于静置工况或充电工况下，控制单元250根据获取到的第一电压U1至第N电压UN，通过控制单元250的控制端V向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，来均衡电池组中单体电池的电压。

例如，当第一电压U1远大于第二电压U2时，控制单元250的控制端V输出的控制信号无法使第N驱动单元驱动第N均衡单元工作，此时，第一驱动单元241驱动第一均衡单元231工作，以均衡第一电池单元Cell-1的第一电压U1。

当第(N-1)电压U(N-1)远小于第N电压UN时，控制单元250的控制端V输出的控制信号使得第N驱动单元驱动第N均衡单元工作，此时，第N驱动单元24N驱动第N 均衡单元23N工作，以均衡第N电池单元Cell-1的第N电压UN。

由此，本公开的电池均衡电路，通过将驱动单元和均衡单元外置，根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡，从而实现了对电池组中各电池单元电压的均衡，避免了对控制单元的损坏和影响，加快了均衡速度，提升了均衡能力，延长了电池组的使用寿命。

为了进一步加快均衡速度，提升均衡能力，如图3，上述的电池均衡电路200，还包括：N个开关单元。

其中，N个开关单元，由第一开关单元251至第N开关单元25N组成。各开关单元内置在控制单元250中，且分别连接在控制单元250的各电压端和控制端中的两个相邻端之间，其中，第一开关单元251至第N开关单元25N的第一端分别与控制单元250对应的第一电压端V1至第N电压端VN连接，第一开关单元251至第N-1开关单元25(N-1)的第二端分别与对应的第二开关单元V2至第N开关单元VN的第一端连接，第N开关单元25N的第二端与控制单元250的控制端V连接。

在本公开的一个实施例之中，控制单元250，用于：根据各电池单元的电压，即第一电压U1至第N电压UN，计算两两相邻电压之间的电压差，记为第一电压差△U1至第N-1电压差△U(N-1)；根据第一电压差△U1至第N-1电压差△U(N-1)，确定至少一个电压待均衡的电池单元；计算至少一个电压待均衡的电池单元所对应的均衡单元所需的工作时间；根据至少一个工作时间，对第一开关单元251至第N开关单元25N的通断，以及通过控制单元250的控制端V向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组210中电压待均衡的电池单元的的电压进行均衡。

在该实施例中，可预先通过实验获取电压差与工作时间之间的关系，并以表格的形式存储。

控制单元250在获取到第一电压U1至第N电压UN之后，计算△U1＝U1-U2、△U2＝U2-U3、……、△U(N-1)＝U(N-1)-UN，然后，判断△U1、△U2、……、△U(N-1)中哪些是正值，哪些是负值，并将正值那部分电压差与第一设定电压差阈值△U1进行比较，以及将负值那部分电压值与第二设定电压差阈值△U2(△U2可以设置为△U1的相反数)进行比较。其中，如果正值那部分电压差存在大于第一设定电压阈值△U1，则确定电压待均衡的电池单元为电压做差的前者所对应的电池单元，例如，U1-U2＝△U1(正值)＞△U1，确定第一电池单元Cell-1为待均衡的电池单元；如果负值那部分电压差存在小于第二设定电压阈值△U1，则确定电压待均衡的电池单元为电压做差的后者，例如，U(N-1)-UN＝ △U(N-1)(负值)＜△U1，确定第N电池单元Cell-N为待均衡的电池单元。

在获取到电压待均衡的电池单元之后，通过查表的方式获取电压待均衡的电池单元所对应的均衡单元所需工作的时间，然后，对电压无需均衡的电池单元，控制其对应的开关单元断开；对电压待均衡的电池单元，控制其对应的开关单元闭合，并控制控制端V输出控制信号，以使相应的驱动单元控制对应的均衡单元，以均衡电池组的电压。

举例说明，示例一：电压待均衡的电池单元为第一电池单元Cell-1、第N电池单元Cell-N，获取第一电池单元Cell-1对应的第一均衡单元231所需工作的时间为3min，第N电池单元Cell-N对应的第N均衡单元23N所需工作的时间为5min，此时，控制第一开关单元251闭合3min、第N开关单元闭合5min，第二开关单元至第一开关单元25(N-1)断开，并控制控制端V输出的控制信号为第一设定脉冲信号(该第一设定脉冲信号用于控制第N均衡单元23N工作)，这样能够通过并联的均衡单元、驱动单元和开关单元，来对电池组210中电压待均衡的电池单元的的电压进行均衡。

示例二，电压待均衡的电池单元为第一电池单元Cell-1、第三电池单元，获取第一电池单元Cell-1对应的第一均衡单元231所需工作的时间为3min，第三电池单元对应的第三均衡单元所需工作的时间为5min，此时，控制第一开关单元251闭合3min、第三开关单元闭合5min，第二开关单元、第四开关单元至第N开关单元断开，并控制控制端V输出的控制信号为第二设定脉冲信号(该第二设定脉冲信号用于控制第N均衡单元23N不工作)，这样能够通过并联的均衡单元与串联的均衡单元和开关单元，来对电池组210中电压待均衡的电池单元的的电压进行均衡。

由此，本公开的电池均衡电路，通过将驱动单元和均衡单元外置，根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，以通过并联的均衡单元和开关单元对电池组的电压进行均衡，从而实现了对电池组中各电池单元电压的均衡，进一步提升了均衡速度，加强了均衡能力，不损坏控制单元，延长了电池组的使用寿命。

下面结合具体电路图来对电压均衡电路进行说明。

如图4所示，第一电压采集单元221至第N电压采集单元22N，均为电压跟随器；其中，电压跟随器的同相输入端+，分别作为第一电压采集单元221至第N电压采集单元22N的第一端；电压跟随器的反相输入端-与电压跟随器的输出端连接，分别作为第一电压采集单元221至第N电压采集单元22N的第二端。

如图4所示，第一均衡单元231至第N均衡单元23N，均包括第一电阻R31和第一晶体管Q31；其中，第一电阻R31的第一端，分别作为第一均衡单元231至第N均衡单元23N 的第一端；第一电阻R31的第二端与第一晶体管Q31的第一端连接，第一晶体管Q31的第二端，分别作为第一均衡单元231至第N均衡单元23N的第二端；第一晶体管Q31的第三端，分别作为第一均衡单元231至第N均衡单元23N的被驱动端。其中，第一晶体管Q31可以为MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)。

如图4所示，第一驱动单元241至第N驱动单元24N，均包括第二电阻R32、第三电阻R33、电容C31；其中，第二电阻R32的第一端，分别作为第一驱动单元241至第N-1驱动单元24(N-1)的第一端；第二电阻R32的第二端分别与第三电阻R33的第一端和电容C31的第一端连接，分别作为第一驱动单元241至第N驱动单元24N的驱动端；第三电阻R33的第二端与电容C31的第二端连接，分别作为第一驱动单元241至第N-1驱动单元24(N-1)的第二端。

为了加强采集电压过程中第二电压采集单元222至第N电压采集单元22N的稳定性，如图4所示，上述的电池均衡电路，还包括：N-1个基准单元。

其中，N-1个基准单元由第一基准单元至第N-1基准单元组成。其中，第一基准单元至第N-1基准单元，均包括第四电阻R34；其中，第一基准单元至第N-1基准单元中的第四电阻R34的第一端与对应的第一驱动单元241至第N-1驱动单元24(N-1)中电容C31的第一端连接，第一基准单元至第N-1基准单元中的第四电阻R34的第二端与对应的控制单元250的第二电压端V2与第N电压端VN连接。

如图4所示，第一开关单元251至第N开关单元25N，均包括第五电阻R35和第一开关K31；其中，第五电阻R35的第一端，分别作为第一开关单元251至第N开关单元25N的第一端；第五电阻R35的第二端与第一开关K31的第一端连接，第一开关K31的第二端，分别作为第一开关单元251至第N开关单元25N的第二端。

举例说明，示例三：当电压待均衡的电池单元为第一电池单元Cell-1时，获取第一电池单元Cell-1对应的第一均衡单元231所需的工作时间为3min，控制第一开关单元251中的第一开关K31闭合3min，此时第一驱动电路241驱动第一均衡电路231中的第一晶体管Q31导通，此时利用并联的三条支路对第一电池单元Cell-1多余电量进行释放，直至第一电池单元Cell-1和第二电池单元Cell-2的电压基本一致。其中，第一条支路为第一均衡电路231中的第一电阻R31；第二条支路为第一驱动电路241中的第三电阻R33和电容C31并联之后，再串联第一驱动电路241中的第二电阻R32；第三条支路为第一开关单元251中的第五电阻R35。

示例四，当电压待均衡的电池单元为第N电池单元Cell-N时，获取第N电池单元Cell-N对应的第N均衡单元23N所需的工作时间为5min，控制第N开关单元中的第一开关K1 闭合5min，此时第N驱动电路24N驱动第N均衡电路23N中的第一晶体管Q31导通，这样便可利用此时利用并联的两条支路对第N电池单元Cell-N多余电量进行释放，直至第N-1电池单元Cell-(N-1)和第N电池单元Cell-N的电压基本一致。其中，第一条支路为第N均衡电路23N中的第一电阻R31；第二条支路为第N驱动电路24N中的第三电阻R33和电容C31并联之后，再与第N驱动电路24N中的第二电阻R32、第N开关单元25N中的第五电阻R35串联。

为了对上述电池均衡电路进行过流和过温保护，如图4所示，上述的电池均衡电路，还包括：保护单元，保护单元的第一端与第一电池单元Cell-1的正极连接，保护单元的第二端与负载P的一端P+连接，负载P的另一端P-接地，保护单元的第三端与控制单元250的电流保护端B1连接，保护单元的第四端与控制单元250的温度保护端B2连接。其中，保护单元，包括第二晶体管Q32、第三晶体管Q33、第六电阻R36和第七电阻R37；其中，第二晶体管Q32的第一端，作为保护单元的第一端；第二晶体管Q32的第二端与第三晶体管Q33的第一端连接，第三晶体管Q33的第二端，作为保护单元的第二端；第二晶体管Q32的第三端与第六电阻R36的第一端连接，第六电阻R36的第二端，作为保护单元的第三端；第三晶体管Q33的第三端与第七电阻R37的第一端连接，第七电阻R37的第二端，作为保护单元的第四端。

需要说明的是，在第N电池单元Cell-N的负极和接地之间的一个节点引出一条导线，该导线上串联一个精密电阻Rense后与负载P的另一端P-连接。在该条导线上流过精密电阻Rense的位置的电流采集端CS与控制单元250的电流采集端CS连接。

在该实施例中，控制单元250可以通过电流采集端CS获取流过精密电阻Rense的电流，并在采集的电流大于设定电流时，通过电流保护端输出第一设定信号(该第一设定信号用于控制第二晶体管Q32断开)，以对电压均衡电路进行过流保护。

控制单元250还可以通过获取电压均衡电路的温度，并在获取到的温度大于设定温度时，通过温度保护端输出第二设定信号(该第二设定信号用于控制第二晶体管Q32断开)，以对电压均衡电路进行过温保护。

作为一个具体示例，上述电池组210中包括两个电池单元，即第一电池单元Cell-1和第二电池单元Cell-2，具体电压均衡电路，如图5所示。图5所示的电压均衡电路的工作过程如图6所示，包括以下步骤：

S601，获取第一电池单元和第二电池单元的电压数据U1、U2。

S602，计算△U1＝|U1-U2|，并判断△U1＞△U是否成立。如果是，执行步骤S603；如果否，返回步骤S601。

S603，获取第一电池单元的OCV1和第二电池单元的OCV2。其中，OCV(Open Circuit Voltage，OCV)是指电池单元停止充电或停止放电之后的电压值。

S604，根据OCV1和OCV2，计算第一电池单元的容量和第二电池单元的容量之间的容差量。其中，通过实验，可获取OCV与容量之间的关系，例如，可以存储为表格形式，以便后续使用。

S605，根据容量差，计算第一均衡电路中第一晶体管和第二均衡电路中第一晶体管的导通时间。

S606，控制第一开关单元中第一开关和第二开关单元中第一开关的通断，并返回步骤S501继续监测第一电池单元和第二电池单元的电压数据U1、U2。

综上，本公开实施例的电压均衡电路，包括电池组、N个电压采集单元、N个均衡单元、N个驱动单元和控制单元；其中，电池组由N个电池单元串联连接；各电压采集单元分别连接在对应的电池单元的正极和控制单元的电压端之间，用于采集对应的电池单元的电压；各均衡单元分别连接在对应的电池单元的正极和负极之间；第一驱动单元至第N-1驱动单元的两端分别连接在对应的控制单元的电压端和电池单元的负极之间，第N个驱动单元的两端分别连接在控制单元的控制端和第N电池单元的负极之间，各驱动单元的驱动端与对应的均衡单元的被驱动端连接；控制单元，用于根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡。由此，通过将驱动单元和均衡单元外置，实现了电路的隔离，并根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡，从而实现了对电池组中各电池单元电压的均衡，避免了对控制单元的损坏和影响，加快了均衡速度，提升了均衡能力，延长了电池组的使用寿命。

图7是根据本公开实施例的电池均衡方法的流程图。

如图7所示，本公开实施例的电池均衡方法，包括：

S701，获取各电池单元的电压。

S702，根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡。

在本公开的一个实施例中，根据各电池单元的电压，通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电池组的电压进行均衡，包括：

根据各电池单元的电压，计算两两相邻电压之间的电压差，记为第一电压差至第N-1 电压差；

根据第一电压差至第N-1电压差，确定至少一个电压待均衡的电池单元；

计算至少一个电压待均衡的电池单元所对应的均衡单元所需的工作时间；

根据至少一个工作时间，对第一开关单元至第N开关单元的通断，以及通过控制单元的控制端向对应的驱动单元输出相应的控制信号，以使对应的驱动单元驱动相应的均衡单元，对电压待均衡的电池单元的电压进行均衡。

需要说明的是，本公开实施例的电池均衡方法中未披露的细节，请参考本公开实施例的电池均衡电路中所披露的细节，具体这里不再赘述。

根据本公开实施例的电池均衡方法，获取各电池单元的电压；根据各电池单元的电压，对控制单元的控制端输出的控制信号进行控制，以使相应的驱动单元驱动对应的均衡单元，以对电池组的电压进行均衡。由此，该方法实现了对电池组中各电池单元电压的均衡，避免了对控制单元的损坏和影响，且均衡速度快，均衡能力强，延长了电池组的使用寿命。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

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