專利名稱：壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋰電池組的電源管理系統(tǒng)，具體涉及一種對鋰電池組的單體電池間的壓差進行補償均衡的電源管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著人們對環(huán)境污染問題的重視以及科學技術(shù)的進步發(fā)展，越來越多的大中型電動產(chǎn)品被研發(fā)出來，比如說電動汽車、電動自行車等。這些電動產(chǎn)品由獨立的電池組進行供電，目前電池組更多的是采用多個鋰離子電池串聯(lián)組合成鋰電池組，但是這一串聯(lián)組合成的鋰電池組的充電問題卻限制著大中型電動產(chǎn)品的發(fā)展。在對這類電池組進行充電時，是對串聯(lián)的單體電池集中充電，無法保證每個單體電池維持充電的均衡，當其中某一單體電池在達到充電上限后即會停止整組電池的充電，這樣勢必會影響理電池組的使用時間，使得鋰電池組的工作效率降低。公告日為2010年9月22日、公告號為CN201590651U、名稱為一種新型多串鋰電池均衡放電保護電路的實用新型公告了這樣的解決方案，它包括電源輸入端、充電開關(guān)電路、 鋰電池組，鋰電池組還連接有放電開關(guān)電路，放電開關(guān)電路與電源輸出端連接；還包括與電源輸入端連接的穩(wěn)壓模塊、與穩(wěn)壓模塊連接的微控制器；鋰電池組包括多個串聯(lián)在一起的鋰電池，每個鋰電池并聯(lián)有旁邊電阻，旁邊電阻串聯(lián)有均衡開關(guān)電路，每個鋰電池還連接有測壓開關(guān)電路，多個測壓開關(guān)電路的輸出端共接于電壓檢測電路，電壓檢測電路的另一端與微控制器連接。這一實用新型采用微處理器智能脈沖控制方式充電比現(xiàn)有方式更智能化，精度高，在某一鋰電池達到放電下限電壓時即采取放電分流的形式使得對應鋰電池中儲能降低，進而縮小與其他鋰電池的電壓差，達到均衡充電的目的，增加了整個系統(tǒng)的安全性，但是這一技術(shù)仍存在很多缺點。分流出去的電壓最終作用在旁邊電阻上以熱能的形式發(fā)散出去，不但不環(huán)保、造成電能浪費，而且會造成鋰電池組局部溫度過高，那樣不僅僅縮短電池的使用壽命，還會帶來一定的安全隱患。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有鋰電池充電保護電路中存在的能源損耗高、鋰電池使用壽命縮短以及安全隱患大等問題，提供了一種壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)。針對上述問題，本實用新型所提供的技術(shù)方案是一種壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)，包括鋰電池組以及與鋰電池組串聯(lián)連接的電源充電系統(tǒng)，它還包括電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與微補償系統(tǒng)，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與電源充電系統(tǒng)通信相連；鋰電池組包括多個串聯(lián)在一起的單體電池，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)串聯(lián)連接鋰電池組中的每一單體電池；微補償系統(tǒng)與電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)相連。本實施新型中，電源充電系統(tǒng)根據(jù)鋰電池組的電壓要求，為整個串聯(lián)鋰電池組進行階梯式的充電，而電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)對鋰電池組中每個單體電池進行電壓檢測，在單體電池中的電壓達到不同層級時采取對應的控制管理，比如說對于每個單體電池均有上限電壓值，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)檢測到單體電池中的電壓達到該上限電壓值時，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)向電源充電系統(tǒng)發(fā)出停止指令，停止電源充電系統(tǒng)的工作；電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)在接收到單體電池返回的電壓后，將結(jié)果兩兩比較，當兩單體電池間電壓差大于設定值時，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)向微補償系統(tǒng)發(fā)出開啟指令，開啟微補償系統(tǒng)，微補償系統(tǒng)再通過電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與單體電池相連的連接線補償電壓較低的單體電池，進而縮小單體電池間的電壓差，從而達到壓差補償?shù)哪康?，實現(xiàn)均衡充電。對于上述技術(shù)方案，我們還有進一步的優(yōu)化措施作為優(yōu)化，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)用于檢測所述電池組中每一單體電池的電壓以及對充電電壓的控制管理。作為優(yōu)化，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與電源充電系統(tǒng)間無通信信號時，電源充電系統(tǒng)自動斷電。電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與電源充電系統(tǒng)間無通信信號，說明此時電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)無法對充電狀態(tài)下的鋰電池進行有效監(jiān)控，所以必須停止此時的充電動作以保護鋰電池，防止過壓或者壓差過大導致電池損壞。作為優(yōu)化，微補償系統(tǒng)通過所述的電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)連接電池組中的每一單體電池，微補償系統(tǒng)在電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)控制下為某一單體電池進行充電。電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)既作為檢測控制中心，也作為微補償系統(tǒng)進行電壓補償?shù)闹虚g橋梁，這樣不但能節(jié)約一定程度的成本，也能保證補償動作的正確性。作為優(yōu)化，壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)中設有1個或多個微補償系統(tǒng)。充電時，鋰電池組中多個單體電池與其他單體電池的電壓差超出設定值，此時所設置的多個微補償系統(tǒng)可同時進行補償動作，進而提高補償效率，縮短充電時間。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的優(yōu)點在于通過設置電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)對鋰電池組中的每個單體電池的電壓進行檢測監(jiān)控，再對檢測結(jié)果進行比較得出單體電池間的電壓差，針對電壓差較大的單體電池采用微補償系統(tǒng)對其進行補償從而縮小單體電池間的電壓差，達到均衡充電的目的。這一系統(tǒng)無需采用放電裝置進行放電，直接通過補償系統(tǒng)進行補償，不但實現(xiàn)均衡管理，而且環(huán)保效果好、能耗也相當?shù)男。瑫r也就能大大提高鋰電池組的使用壽命。

圖1為本實用新型的一種電路原理方框圖；其中1、電源充電系統(tǒng)；2、鋰電池組；3、電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)；4、5、微補償系統(tǒng)；6、7、8、單體電池。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。實施例1:本實施例中，如圖1所示，本實用新型包括鋰電池組2、電源充電系統(tǒng)1、電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3、微補償系統(tǒng)4、5。鋰電池組2由若干鋰電池或者說單體電池串聯(lián)連接而成， 電源充電系統(tǒng)1串聯(lián)連接鋰電池組2作為充電電源，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3通過數(shù)據(jù)連接線逐一連接鋰電池組2中的每個單體電池，另外，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3還與電源充電系統(tǒng)1相連接，微補償系統(tǒng)4、5連接電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)。本實施例中的均衡充電采用的是壓差補償?shù)姆绞?。在充電過程中，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3實時檢測單體電池中的電壓，將檢測結(jié)果進行匯總處理，得出此時的最高單體電池電壓，如此時最高單體電池電壓高于4. 2V，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3發(fā)出停止指令到電源充電系統(tǒng)1，停止此時的充電動作，起到過壓保護的作用；如此時最高單體電池電壓低于2. 4V，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3發(fā)出停止指令到電源充電系統(tǒng)1，停止此時的充電動作， 起到短路保護的作用；否則，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3將最高單體電池電壓與其余單體電池電壓進行比較，電壓差若大于50mv則進行補償，如單體電池6的電壓值最大，為3. 57V，單體電池7的電壓值最小為3. 48V，單體電池8的電壓值次低壓為3. 49V，其余單體電壓值均大于3. 52V且小于3. 57V，此時單體電池7與單體電池6的電壓差為90mv，單體電池8與單體電池6的電壓差為80mv，單體電池7、單體電池8的電壓與最高單體電池電壓的電壓差均大于50mv，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3發(fā)出開啟指令到微補償系統(tǒng)4、5，微補償系統(tǒng)4、5通過電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)3上的數(shù)據(jù)連接線為單體電池7、8進行電壓補償，縮小其與最高單體電池電壓間的電壓差，當電壓差小于50mv后則停止微補償系統(tǒng)的工作。如此，不但能夠?qū)崿F(xiàn)對鋰電池組的過壓及短路保護同時也能夠很好地縮小鋰電池組中各單體電池間的電壓差，從而提高電池使用效率及使用壽命。
權(quán)利要求1.一種壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)，包括鋰電池組以及與鋰電池組串聯(lián)連接的電源充電系統(tǒng)，其特征在于，它還包括電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與微補償系統(tǒng)，所述的電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與電源充電系統(tǒng)通信相連；所述的鋰電池組包括多個串聯(lián)在一起的單體電池，所述的電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)串聯(lián)連接所述的鋰電池組中的每一單體電池；所述的微補償系統(tǒng)與所述的電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)用于檢測所述電池組中每一單體電池的電壓以及對充電電壓的控制管理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與電源充電系統(tǒng)間無通信信號時，電源充電系統(tǒng)自動斷電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的微補償系統(tǒng)通過所述的電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)連接所述的電池組中的每一單體電池，所述的微補償系統(tǒng)在所述的電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)控制下為某一單體電池進行充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)，其特征在于，所述的壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)中設有1個或多個微補償系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及一種壓差補償均衡電源管理系統(tǒng)，它包括鋰電池組以及與鋰電池組串聯(lián)連接的電源充電系統(tǒng)，它還包括電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與微補償系統(tǒng)，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)與電源充電系統(tǒng)通信相連；鋰電池組包括多個串聯(lián)在一起的單體電池，電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)串聯(lián)連接鋰電池組中的每一單體電池；微補償系統(tǒng)與電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)相連。通過設置電壓數(shù)據(jù)采集管理系統(tǒng)對鋰電池組中的每個單體電池的電壓進行檢測監(jiān)控，再對檢測結(jié)果進行比較得出單體電池間的電壓差，針對電壓差較大的單體電池采用微補償系統(tǒng)對其進行補償從而縮小單體電池間的電壓差，達到均衡充電的目的。
文檔編號H02J7/00GK201947013SQ20112001111
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者官彬, 汪怡飛, 胡譯軍 申請人:寧波海鋰子新能源有限公司