專利名稱：一種電池均衡裝置的制作方法
專利說明/"(9^7/J開關(guān)SWx的第二組輸出端連接所述選通開關(guān)SWn的輸入端，所述選通開關(guān) SWn的第一組輸出端連接第n節(jié)電池單體的正負極兩端，所述選通開關(guān)SWn的第二組輸出端 為懸空端。 優(yōu)選地，所述選通開關(guān)為雙刀雙置選通開關(guān)。 所述電池均衡裝置還包括一用以切斷或者導通所述調(diào)節(jié)電路與充放電電路之間
的電信號的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路設置在所述調(diào)節(jié)電路和充放電選擇電路之間。 作為一種優(yōu)選方案，所述開關(guān)電路包括一控制開關(guān)K2，所述控制開關(guān)K2的一端與
所述調(diào)節(jié)電路的輸出端相連接，另一端與所述充放電電路的輸入端相連接。 所述電池均衡裝置還包括一用于檢測電池的充電電流及放電電流的電流采樣電
路，所述電流采樣電路串聯(lián)連接在所述充放電選擇電路和繼電器電路之間的任何一條支路上。 所述電池均衡裝置還包括一用于檢測電池的充電電壓及放電電壓的電壓采樣電
路，所述電壓采樣電路并聯(lián)連接在所述充放電選擇電路和繼電器電路之間。 本實用新型的有益效果是通過以上技術(shù)方案，在利用此電池均衡裝置給電池充
電或者放電的時候，控制繼電器電路的不同開關(guān)導通或者斷開，最終只能實現(xiàn)一節(jié)電池的
充電或者放電。其中，如果某個或者某些繼電器發(fā)生故障或者控制失效的時候，不會造成任
何一節(jié)或者一組電池的短路，從而引發(fā)電池均衡過程的各種危險情況，有效增強了電池均
衡裝置工作時的安全性能。

圖1是現(xiàn)有的一種電池均衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3是本實用新型一種實施的調(diào)節(jié)電路的電路圖； 圖4是本實用新型一種實施例的開關(guān)電路的電路圖； 圖5是本實用新型一種實施例的充放電選擇電路的電路圖 圖6是本實用新型一種實施例的電流采樣電路的電路圖； 圖7是本實用新型一種實施例的電壓采樣電路的電路圖； 圖8是本實用新型一種實施例的繼電器電路的電路圖； 圖9是圖8電路圖中的局部放大圖。
具體實施方式下面通過具體的實施方式并結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。 如圖1所示，本實用新型的電池均衡器的組成電路包括，DC-DC轉(zhuǎn)換電路，用于給
電池提供一個穩(wěn)定的充電電壓；與DC-DC轉(zhuǎn)換電路信號輸出端相連接的調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)
節(jié)所述電池的充電電流；與調(diào)節(jié)電路信號輸出端相連接的充放電選擇電路，用于給電池進
行充電或者放電；與充放電選擇電路信號輸出端相連接的繼電器電路，用于斷開或者導通
電池單體的充放電回路。 結(jié)合圖3，圖5，圖8所示，DC-DC轉(zhuǎn)換電路可以為DC-DC轉(zhuǎn)換器，將經(jīng)過交直流轉(zhuǎn)換的直流電通過DC-DC轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成適當?shù)碾妷禾峁┙o電池，如將220V的交流電轉(zhuǎn)換為 12V或者14V或者16V的直流電壓以便給電池進行充電，具體的轉(zhuǎn)換電壓可以參考具體動 力電池組的所需充電電壓。電源信號經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后經(jīng)過支路3和之路4進入 調(diào)節(jié)電路，圖3所示為一種常見的電流調(diào)節(jié)電路，通過控制三極管T可以實現(xiàn)對所需充電電 流的調(diào)節(jié)，給電池提供一個穩(wěn)定的充電電流。電流信號經(jīng)過調(diào)節(jié)電路調(diào)節(jié)后進入充放電選 擇電路，充放電選擇電路包含一個繼電器Kl和幾個泄放電阻Rl、 R2、 R4、 R5，泄放電阻并聯(lián) 后串接在支路4和5之間，如圖5所示，經(jīng)過調(diào)節(jié)電路的電流信號經(jīng)過支路2和7進入充放 電選擇電路，當繼電器Kl選通支路2、3和6、7的時候，電流信號通過支路3和6實現(xiàn)給電 池充電；當繼電器K2選通支路3、4和5、6的時候，泄放電阻Rl 、 R2、 R4和R5消耗掉電池中 的電流，實現(xiàn)給電池進行放電。電流信號從充放電選擇電路的支路3和6出來后進入繼電
器電路，如圖8所示，繼電器電路由n組選通開關(guān)SWl、 SW2、 SW3、 ......、 SWx-1、 SWx l<x
< n， x為整數(shù)、SWn組成，n為電池單體的節(jié)數(shù)，所述選通開關(guān)包括兩個輸入端3、6和四個 輸出端2、4、5、7，所述選通開關(guān)SWl的輸入端3、6連接所述充放電選擇電路信號輸出端，所 述選通開關(guān)SWx-l的第一組輸出端4、5連接第x-1節(jié)電池單體的正負極兩端，所述選通開 關(guān)SWx-l的第二組輸出端2、7連接所述選通開關(guān)SWx的輸入端3、6，所述選通開關(guān)SWx的第 一組輸出端4、5連接第x節(jié)電池單體的正負極兩端，所述選通開關(guān)SWx的第二組輸出端2、 7連接所述選通開關(guān)SWn的輸入端3、6，所述選通開關(guān)SWn的第一組輸出端4、5連接第n節(jié) 電池單體的正負極兩端，所述選通開關(guān)SWn的第二組輸出端2、7為懸空端。如圖9所示，為 了方便下文的描述，可以定義端口 3和6為選通開關(guān)的輸入端，端口 4和5為選通開關(guān)的第 一組輸出端，端口 2和7為選通開關(guān)的第二組輸出端。所述選通開關(guān)優(yōu)選為雙刀雙置開關(guān)。 這里以n等于10為例子進行說明，即動力電池組中電池單體為IO節(jié)，那么繼電器 電路包含10個繼電器，選通開關(guān)SWl的輸入端3和6連接充放電選擇電路的輸出支路3和 6，選通開關(guān)SWl的第一組輸出端4和5連接在第一節(jié)電池的正負極兩端，其第二組輸出端2 和7連接選通開關(guān)SW2的輸入端，選通開關(guān)SW2的第一組輸出端連接在第二節(jié)電池的正負 極兩端，其第二組輸出端連接選通開關(guān)SW3的輸入端，以此類推，選通開關(guān)SW9的第一組輸 出端連接第9節(jié)電池的正負極兩端，其第二組輸出端連接選通開關(guān)SW10的輸入端，選通開 關(guān)SW10的第一組輸出端連接第10節(jié)電池的正負極兩端，其第二組輸出端2和7懸空。 電池組中某節(jié)電池的電量偏低，需要對電池充電來進行均衡時，如果是第一節(jié)電 池，那么控制繼電器SWl選通支路5、6和4、 3，同時充放電選擇電路中的繼電器Kl選通支路 2、3和6、7，這樣直流電源信號經(jīng)過DC-DC轉(zhuǎn)換電路和調(diào)節(jié)電路的調(diào)節(jié)后通過充放電選擇電 路進入繼電器電路從而實現(xiàn)對第一節(jié)電池的充電。同樣，在充放電選擇電路中的繼電器Kl 選通支路2、3和6、7的前提下，繼電器SWl選通支路6、7和3、2，繼電器SW2選通支路5、6 和4、3可實現(xiàn)對第二節(jié)電池的充電；繼電器SWl選通支路6、7和3、2，繼電器SW2選通支路 6、7和3、2，繼電器SW3選通支路5、6和4、3，可以實現(xiàn)對第三節(jié)電池的充電；同樣，繼電器 SWl 、 SW2、 SW3分別選通支路6、 7和3、 2，繼電器SW4選通支路5、6和4、 3可實現(xiàn)對第四節(jié)電 也的充電；同樣，繼電器SW1、 SW2、 SW3、 SW4、 SW5、 SW6、 SW7、 SW8禾卩SW9者卩分另U選通支足各6、7 和3、2，繼電器SW10選通支路5、6和4、3可實現(xiàn)對第十節(jié)電池的充電。 如果電池組中某節(jié)電池的電量偏高，需要對電池放電來進行均衡時，那么如上述 充電的實施例，只需要將充放電選擇電路中的繼電器K1選通支路4、3和6、5，即在充放電選擇電路中的繼電器Kl選通支路4、3和6、5的前提下，控制繼電器SW1選通支路6、5和3、4 可實現(xiàn)對第一節(jié)電池的放電；繼電器SW1選通支路6、7和3、2，繼電器SW2選通支路5、6和 4、3可實現(xiàn)對第二節(jié)電池的放電；繼電器SW1選通支路6、7和3、2，繼電器SW2選通支路6、7 和3、 2，繼電器SW3選通支路5、6和4、 3，可以實現(xiàn)對第三節(jié)電池的放電；同樣，繼電器SW1 、 SW2、SW3分別選通支路6、7和3、2，繼電器SW4選通支路5、6和4、3可實現(xiàn)對第四節(jié)電池的 放電；同樣，繼電器SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8和SW9都分別選通支路6、7和3、 2，繼電器SW10選通支路5、6和4、3可實現(xiàn)對第十節(jié)電池的放電。 以上僅是對十節(jié)動力電池進行充放電的方案的描述，利用此方案對以上電池進行 充放電的優(yōu)點是，不論哪幾個或者全部繼電器控制失效或者損壞的的時候，要么只能實現(xiàn) 對一節(jié)電池的充放電操作，要么整個電池組都不能進行充電或者放電操作，而不會出現(xiàn)任 何一節(jié)或者多節(jié)電池短路從而引發(fā)各種危險甚至爆炸的可能。 作為一種優(yōu)選的方案，在調(diào)節(jié)電路和充放電選擇電路之間設置一開關(guān)電路，如圖4 所示，開關(guān)電路包括一選通開關(guān)K2，選通開關(guān)K2可以切斷或者導通調(diào)節(jié)電路與充放電選擇 電路之間的電源信號，選通開關(guān)優(yōu)選為一雙刀雙置開關(guān)，其輸入端接調(diào)節(jié)電路的信號輸出 端，雙刀雙置開關(guān)的一個輸出端接充放電選擇電路的輸入端，雙刀雙置開關(guān)的另一個輸出 端懸空。當電池均衡器對電池進行充電時，如果電路發(fā)生異常，那么通過控制選通開關(guān)K2 選通支路6、7和2、3就可以切斷供給電池的充電電流，以防電池被損壞或者其他危險情況 的發(fā)生，有效增強了電池均衡器的安全性和工作可靠型。 作為進一步的改進，所述電池均衡裝置還包括一電流采樣電路和電壓采樣電路， 如圖6和圖7所示，電流采樣電路串接在充放電選擇電路和繼電器電路之間的任何一個之 路上，當電池均衡器工作時，電流采樣電路負責對電路中的充放電電流進行采集比較，可以 時時檢測電池均衡器的工作電流，圖6所示即為一種常用的電流采樣電路。 電壓采樣電路并聯(lián)接在充放電選擇電路和繼電器電路之間，如圖7所示，電壓采 樣電路包含一選通開關(guān)K3，優(yōu)選為雙刀雙置開關(guān)，當選通開關(guān)K3選通支路3、2和6、7時，可 以實現(xiàn)對電池充電或者放電電壓的檢測；當選通開關(guān)K3選通支路3、4和6、5時，電壓采樣 電路中的支路4和支路5分別與充放電選擇電路中的支路2和支路7導通，此時，將開關(guān)電 路中的控制開關(guān)K2選通支路6、5和3、4，那么電壓采樣電路就會檢測到電壓信號，如果此 時電壓信號為零，說明控制開關(guān)K2失效。同樣，將開關(guān)電路中的控制開關(guān)K2選通支路6、7 和3、2，電壓采樣電路檢測到的電壓信號為零，如果此時信號不為零，也說明控制開關(guān)K2失 效，需要對控制開關(guān)K2進行維修或者更換。所以，電壓采樣電路在檢測電池充電電壓或者 放電電壓的同時可以實現(xiàn)對控制開關(guān)K2的檢測，進一步增加了電路的可靠性和安全性。 以上技術(shù)方案僅是本實用新型的一種實施方式，如DC-DC轉(zhuǎn)換電路、調(diào)節(jié)電路、開 關(guān)電路、充放電選擇電路、電流采樣電路及電壓采樣電路僅描述了本領域經(jīng)常采用的一種 形式，對不經(jīng)創(chuàng)造性勞動而得出的其他一些實施例均在該實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種電池均衡裝置，包括，用于給電池提供一個穩(wěn)定的充電電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換電路；與所述DC-DC轉(zhuǎn)換電路信號輸出端相連接的用于調(diào)節(jié)所述電池的充電電流的調(diào)節(jié)電路；與所述調(diào)節(jié)電路信號輸出端連接的用于給電池進行充電或者放電的充放電選擇電路；與所述充放電選擇電路信號輸出端連接的用于斷開或者導通電池單體的充放電回路的繼電器電路；其特征在于，所述繼電器電路由n組選通開關(guān)SW1、SW2、SW3、……、SWx-1、SWx(1＜x＜n，x為整數(shù))、SWn組成，n為電池單體的節(jié)數(shù)，所述選通開關(guān)包括兩個輸入端和四個輸出端，所述選通開關(guān)SW1的輸入端連接所述充放電選擇電路信號輸出端，所述選通開關(guān)SWx-1的第一組輸出端連接第x-1節(jié)電池單體的正負極兩端，所述選通開關(guān)SWx-1的第二組輸出端連接所述選通開關(guān)SWx的輸入端，所述選通開關(guān)SWx的第一組輸出端連接第x節(jié)電池單體的正負極兩端，所述選通開關(guān)SWx的第二組輸出端連接所述選通開關(guān)SWn的輸入端，所述選通開關(guān)SWn的第一組輸出端連接第n節(jié)電池單體的正負極兩端，所述選通開關(guān)SWn的第二組輸出端為懸空端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池均衡裝置，其特征在于，所述選通開關(guān)為雙刀雙置選通 開關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述電池均衡裝置，其特征在于，所述電池均衡裝置還包括一用以 切斷或者導通所述調(diào)節(jié)電路與充放電電路之間的電信號的開關(guān)電路，所述開關(guān)電路設置在 所述調(diào)節(jié)電路和充放電選擇電路之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池均衡裝置，其特征在于，所述開關(guān)電路包括一控制開關(guān) K2，所述控制開關(guān)K2的一端與所述調(diào)節(jié)電路的輸出端相連接，另一端與所述充放電電路的 輸入端相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池均衡裝置，其特征在于，所述電池均衡裝置還包括一用 于檢測電池的充電電流及放電電流的電流采樣電路，所述電流采樣電路串聯(lián)連接在所述充 放電選擇電路和繼電器電路之間的任何一條支路上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池均衡裝置，其特征在于，所述電池均衡裝置還包括一用 于檢測電池的充電電壓及放電電壓的電壓采樣電路，所述電壓采樣電路并聯(lián)連接在所述充 放電選擇電路和繼電器電路之間。
專利摘要本實用新型公開一種電池均衡裝置，包括DC-DC轉(zhuǎn)換電路，調(diào)節(jié)電路，充放電選擇電路，繼電器電路，繼電器電路由n組選通開關(guān)SW1、SW2、SW3、……、SWx-1、SWx(1＜x＜n，x為整數(shù))、SWn組成，n為電池單體的節(jié)數(shù)，選通開關(guān)包括兩個輸入端和四個輸出端，開關(guān)SW1的輸入端連接充放電選擇電路信號輸出端，開關(guān)SWx-1的第一組輸出端連接第x-1節(jié)電池單體的正負極兩端，開關(guān)SWx-1的第二組輸出端連接開關(guān)SWx的輸入端，開關(guān)SWx的第二組輸出端連接開關(guān)SWn的輸入端，開關(guān)SWn的第一組輸出端連接第n節(jié)電池單體的正負極兩端，開關(guān)SWn的第二組輸出端為懸空端。采用以上技術(shù)方案，有效增強了電池均衡裝置工作時的安全性能。
文檔編號H02J7/00GK201536268SQ200920133390
公開日2010年7月28日 申請日期2009年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者姚偉, 李云峰, 汪武東, 沈強, 耿其貴, 顧建明 申請人:比亞迪股份有限公司