專利名稱：蓄電池電壓均衡控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為保持蓄電池電壓均衡而對蓄電池電壓進行控制的裝置，尤其涉及對鎳氫電池和鋰離子電池等高功率密度和高能量密度的電池進行電壓均衡控制的場合。
背景技術(shù)：
國內(nèi)外研究和開發(fā)出鎳氫電池和鋰離子電池等高功率密度和高能量密度的電池，通常是串聯(lián)數(shù)十節(jié)在一起用于電動和混合動力電動汽車中。然而，這些電池如果沒有得到有效的管理，加之在長期使用中，由于某種原因某個電池性能可能會下降或失效，將導(dǎo)致電池組的損壞，增加成本。
為了解決類似的問題，人們意識到單個原電池或單體模塊電池組的重要性，利用電池電壓可以精確測試到電池的充放電狀態(tài)，從而對電池進行有效的管理，由此研制出管理系統(tǒng)，其目的在于提高電池組的可靠性，最大限度地延長電池使用壽命，降低使用成本。但是，管理系統(tǒng)不能從單個電池上獲得足夠的能量，因為原電池間容量差降低可用電壓的范圍。
目前，控制電池間電壓變化的典型方法之一是另接一個放電電路，并根據(jù)每個電池上的不同電壓去控制這個電路。但這種方法有以下問題(1)放電電阻會消耗電流而產(chǎn)生熱量，效率較低；(2)只有在充電時，才能對電池間偏壓進行控制。
控制電池間電壓變化的典型方法之二是用小電流持續(xù)長時間對串聯(lián)電池進行過充電，使電池之間的電壓達(dá)到均衡。這種方法的缺點是(1)電壓高的電池以發(fā)熱作為代價，使低電壓的電池電壓升高，效率也不高；(2)只有在充電時，才能對電池間偏壓進行控制。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種效率高、消耗能量少的蓄電池電壓均衡控制裝置，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是蓄電池電壓均衡控制裝置，包括串聯(lián)連接的若干個蓄電池，此外還包括串聯(lián)連接的電感和電容，所述的若干個蓄電池中每個蓄電池的正極和負(fù)極分別連接一個開關(guān)，每個蓄電池及其連接的兩個開關(guān)與串聯(lián)連接的電感電容形成回路。
所述的若干個蓄電池中每個蓄電池可以是若干串聯(lián)連接的蓄電池，每個串聯(lián)連接的蓄電池的正極和負(fù)極分別連接一個開關(guān)，并經(jīng)過正、負(fù)極連接的開關(guān)與串聯(lián)連接的電感、電容形成回路。
還可以通過調(diào)整所述的電感和電容的數(shù)值以控制對蓄電池電壓進行均衡控制的時間。
由于本發(fā)明采用了電壓差大的蓄電池通過開關(guān)分別與串聯(lián)連接的電感、電容導(dǎo)通，從而使蓄電池間進行電壓均衡，故同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點1、均衡裝置基本上不發(fā)熱，消耗能量少，效率較高；
2、均衡時間可控；3、電池在充電和放電過程中都可均衡；4、均衡裝置簡單，實現(xiàn)容易；5、體積小，占用空間小，比較適合緊湊的空間使用和布置
附圖為本發(fā)明電路原理圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例進一步說明本發(fā)明。
圖中，蓄電池是串聯(lián)數(shù)十節(jié)在一起，共有N個電池，每個蓄電池的正極和負(fù)極分別連接一個開關(guān)，第一個蓄電池BAT1正負(fù)極分別連接開關(guān)S11和S12，第二個蓄電池BAT2正負(fù)極分別連接開關(guān)S21和S22，依次類推第N個蓄電池BATn正負(fù)極分別連接開關(guān)Sn1和Sn2，每個蓄電池及其連接的兩個開關(guān)與串聯(lián)連接的電感L、電容C形成回路。
工作過程為假設(shè)第N個蓄電池BATn電壓最高，而第一個蓄電池BAT1電壓最低。這時控制使開關(guān)Sn 1、Sn 2閉合，電容C開始充電，而電感L控制并限制電流大小，直到電容C電壓等于第N個蓄電池BATn電壓；然后控制使開關(guān)S1 1、S1 2閉合，由于電容C電壓高于第一個蓄電池BAT1的電壓，電容C開始放電，而電感L控制并限制電流大小，直到第一個蓄電池BAT1電壓等于電容C電壓(第N個蓄電池BAT n電壓)。接下來，第N個蓄電池BAT n又對電容C充電，然后電容C又對第一個蓄電池BAT1放電，反復(fù)多次，這兩個電池電壓將會均衡。根據(jù)實時測量的多個單電池電壓，判斷另外的最高和最低電壓的電池，采取與上述類似的均衡方法，使另兩個電池電壓均衡。如此反復(fù)，根據(jù)均衡參數(shù)的要求，將會使這N個電池的電壓均衡。
另外，若串聯(lián)的電池數(shù)量較多，可把電池分成多組，采用類似的方法，先采取電池組與電池組之間均衡，再在電池組內(nèi)均衡。
本發(fā)明可應(yīng)用于1、純電動汽車和混合動力電動汽車；2、UPS電源；3、電信和通訊部門；4、電力部門；5、軍工部門。
權(quán)利要求1.蓄電池電壓均衡控制裝置，包括串聯(lián)連接的若干個蓄電池，其特征是，還包括串聯(lián)連接的電感和電容，所述的若干個蓄電池中每個蓄電池的正極和負(fù)極分別連接一個開關(guān)，每個蓄電池及其連接的兩個開關(guān)與串聯(lián)連接的電感、電容形成回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池電壓均衡控制裝置，其中所述的若干個蓄電池中每個蓄電池是若干串聯(lián)連接的蓄電池，每個串聯(lián)連接的蓄電池的正極和負(fù)極分別連接一個開關(guān)，并經(jīng)過正、負(fù)極連接的開關(guān)與串聯(lián)連接的電感、電容形成回路。
專利摘要蓄電池電壓均衡控制裝置，為保持蓄電池電壓均衡而對蓄電池電壓進行控制的裝置，尤其涉及對鎳氫電池和鋰離子電池等高功率密度和高能量密度的電池進行電壓均衡控制的場合。為提供一種效率較高、均衡時間可控、電池在充電和放電過程中都可均衡、結(jié)構(gòu)簡單的蓄電池電壓均衡控制裝置，本實用新型采用的技術(shù)方案是，一種蓄電池電壓均衡控制裝置包括串聯(lián)連接的若干個蓄電池，此外還包括串聯(lián)連接的電感和電容，所述的若干個蓄電池中每個蓄電池的正極和負(fù)極分別連接一個開關(guān)，每個蓄電池及其連接的兩個開關(guān)與串聯(lián)連接的電感電容形成回路。本實用新型主要應(yīng)用于純電動汽車和混合動力電動汽車、UPS電源等中的蓄電池電壓均衡控制。
文檔編號H01M10/42GK2648617SQ0325834
公開日2004年10月13日 申請日期2003年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月27日
發(fā)明者李國洪, 喬旭彤 申請人:天津清源電動車輛有限責(zé)任公司