一種動(dòng)力電池組均衡裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)力電池組均衡裝置。包括電池組信息采集模塊、動(dòng)力電池組、均衡模塊、數(shù)字隔離器、串入并出移位寄存器和控制器。電池組信息采集模塊的輸入端與動(dòng)力電池組各個(gè)單體電池相連，電池組信息采集模塊與控制器交互連接。均衡模塊包括與動(dòng)力電池組各個(gè)單體電池對應(yīng)的放電電阻和通斷開關(guān)，放電電阻和通斷開關(guān)串接在動(dòng)力電池組所對應(yīng)的單體電池正負(fù)極兩端。串入并出移位寄存器的輸出端與各個(gè)單體電池對應(yīng)的通斷開關(guān)相連，輸入端與數(shù)字隔離器的輸出端相連，數(shù)字隔離器的輸入端與控制器的輸出端相連。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)，有利于提高動(dòng)力電池組均衡效率，延長動(dòng)力電池組的使用壽命。
【專利說明】—種動(dòng)力電池組均衡裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種動(dòng)力電池組均衡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]動(dòng)力電池組作為純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電源，是電動(dòng)汽車的核心部件。由于生產(chǎn)和使用過程中不可能做到完全一致，動(dòng)力電池組中相互串聯(lián)的電池之間在自放電和充電效率等方面都會(huì)存在一定的差異。不僅如此，自放電大、充電效率低的電池隨著循環(huán)次數(shù)的增加，還會(huì)呈現(xiàn)“正反饋”，使得電池之間的差異性迅速放大，使得動(dòng)力電池組的容量和能量利用率下降，從而使動(dòng)力電池組因無法滿足用戶需求而被更換，導(dǎo)致嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。
[0003]目前，動(dòng)力電池組均衡方式主要有主動(dòng)均衡、被動(dòng)均衡和主動(dòng)與被動(dòng)均衡交互使用三種。主動(dòng)均衡效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜；被動(dòng)均衡結(jié)構(gòu)簡單，但均衡電流小、均衡效率低。因此，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、應(yīng)用簡便、效果顯著的動(dòng)力電池組均衡裝置，是推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展過程中亟需解決的難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種動(dòng)力電池組均衡裝置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單合理、性能安全可靠、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)力電池組單體電池之間能量均衡，延長動(dòng)力電池組的使用壽命。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:一種動(dòng)力電池組均衡裝置，包括電池組信息采集模塊、動(dòng)力電池組、均衡模塊和控制器，所述的電池組信息采集模塊的輸入端與動(dòng)力電池組各個(gè)單體電池相連，所述的電池組信息采集模塊與控制器交互連接，所述的均衡模塊包括與動(dòng)力電池組各個(gè)單體電池對應(yīng)的放電電阻和通斷開關(guān)，所述的放電電阻和通斷開關(guān)串接在動(dòng)力電池組所對應(yīng)的單體電池正負(fù)極兩端。該均衡裝置還包括串入并出移位寄存器和數(shù)字隔離器，所述的串入并出移位寄存器的輸出端與各個(gè)單體電池對應(yīng)的通斷開關(guān)相連，所述的串入并出移位寄存器的輸入端與數(shù)字隔離器的輸出端相連，所述的數(shù)字隔離器的輸入端與控制器的輸出端相連。
[0006]所述的控制器為單片機(jī)控制器。
[0007]所述的數(shù)字隔離器通過SPI接口與單片機(jī)相連。
[0008]所述的串入并出移位寄存器通過SPI接口與數(shù)字隔離器相連。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0010](I)本實(shí)用新型通過使單片機(jī)控制器經(jīng)過串入并出移位寄存器與均衡模塊相連，不僅能夠節(jié)約單片機(jī)的引腳資源，還能有效控制單片機(jī)負(fù)載，提高了動(dòng)力電池組均衡裝置的工作效率和穩(wěn)定性。
[0011](2)通過使單片機(jī)控制器發(fā)送的控制信號先經(jīng)過數(shù)字隔離器，可以對信號和電源進(jìn)行有效的隔離，使控制器與均衡模塊兩部分的電路相互獨(dú)立，避免信號的干擾，提高了動(dòng)力電池組均衡裝置的抗干擾能力。[0012](3)本實(shí)用新型通過采用單片機(jī)控制器，控制方法及結(jié)構(gòu)簡單可靠，設(shè)計(jì)成本低，應(yīng)用范圍廣。
[0013]綜上所述，本實(shí)用新型通過單片機(jī)控制器來控制電池組信息采集模塊采集電池單體信息，并根據(jù)采集的信息進(jìn)行合理的分析判斷來控制均衡模塊的工作。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)，有利于提高動(dòng)力電池組均衡效率，延長動(dòng)力電池組的使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]其中:
[0016]1、電池組信息采集模塊，2、動(dòng)力電池組，3、均衡模塊，4、串入并出移位寄存器，5、數(shù)字隔離器，6、單片機(jī)控制器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
[0018]如圖1所示的一種動(dòng)力電池組均衡裝置，包括電池組信息采集模塊1、動(dòng)力電池組
2、均衡模塊3和控制器6。所述的電池組信息采集模塊I的輸入端與動(dòng)力電池組2的各個(gè)單體電池相連。所述的電池組信息采集模塊I與控制器6交互連接。所述的均衡模塊3包括與動(dòng)力電池組各個(gè)單體電池對應(yīng)的放電電阻R和通斷開關(guān)Sn，所述的放電電阻R和通斷開關(guān)Sn串接在動(dòng)力電池組2所對應(yīng)的單體電池正負(fù)極兩端。
[0019]該均衡裝置還包括串入并出移位寄存器4和數(shù)字隔離器5，所述的串入并出移位寄存器4的輸出端與各個(gè)單體電池對應(yīng)的通斷開關(guān)Sn相連，所述的串入并出移位寄存器4的輸入端與數(shù)字隔離器5的輸出端相連，所述的數(shù)字隔離器5的輸入端與控制器6的輸出端相連。優(yōu)選的，所述的控制器6為單片機(jī)控制器。
[0020]進(jìn)一步的，所述的數(shù)字隔離器5通過SPI接口與單片機(jī)相連。所述的串入并出移位寄存器4通過SPI接口與數(shù)字隔離器5相連。
[0021]若使控制器與均衡模塊直接相連，那么當(dāng)動(dòng)力電池組包括N節(jié)電池時(shí)，就需要使用控制器的N個(gè)控制引腳，且每個(gè)控制引腳的輸出電流需要達(dá)到一定值才能驅(qū)動(dòng)均衡模塊中通斷開關(guān)工作。這不僅會(huì)占用控制器大量的引腳資源，還會(huì)使控制器負(fù)載過高、超負(fù)荷。串入并出移位寄存器、數(shù)字隔離器和單片機(jī)控制器之間通過SPI接口相連，只需要分別用三根信號線使串入并出移位寄存器與數(shù)字隔離器、數(shù)字隔離器與單片機(jī)控制器的SCK、S1、SO接口相連。
[0022]通過使單片機(jī)控制器發(fā)送的控制信號先經(jīng)過數(shù)字隔離器，可以對信號和電源進(jìn)行有效的隔離，使控制器與均衡模塊兩部分的電路相互獨(dú)立，避免信號的干擾。
[0023]本實(shí)用新型的具體使用過程如下:
[0024]首先，控制器發(fā)送控制信號驅(qū)動(dòng)電池組信息采集模塊采集動(dòng)力電池組中各單體電池的電壓信息，電池組信息采集模塊將采集到的電壓信息反饋給控制器，控制器通過計(jì)算得到整個(gè)動(dòng)力電池組的電壓平均值。其次，對每個(gè)電池單體的電壓值與電壓平均值進(jìn)行比較分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷是否開啟均衡模塊。再次，控制器便發(fā)送控制信號經(jīng)數(shù)字隔離器發(fā)送到串入并出移位寄存器，串入并出移位寄存器將控制信號進(jìn)行處理后發(fā)送到均衡模塊。均衡模塊根據(jù)接收到的控制信號來控制每個(gè)單體電池的均衡電路的通斷。當(dāng)某個(gè)單體電池的電壓值與電壓平均值之差的絕對值大于均衡模塊開啟的設(shè)定值時(shí)，與該單體電池相對應(yīng)的均衡電路中的通斷開關(guān)閉合，通過放電電阻進(jìn)行能量的消耗，直到當(dāng)該單體電池的電壓值與電壓平均值之差的絕對值小于或等于均衡模塊開啟的設(shè)定值時(shí)，通斷開關(guān)打開。
[0025]綜上所述，本實(shí)用新型通過單片機(jī)控制器來控制電池組信息采集模塊采集電池單體信息，并根據(jù)采集的信息進(jìn)行合理的分析判斷來控制均衡模塊的工作。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、實(shí)用性強(qiáng)，有利于提高動(dòng)力電池組均衡效率，延長動(dòng)力電池組的使用壽命。
[0026]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種動(dòng)力電池組均衡裝置，包括電池組信息采集模塊、動(dòng)力電池組、均衡模塊和控制器，所述的電池組信息采集模塊的輸入端與動(dòng)力電池組各個(gè)單體電池相連，所述的電池組信息采集模塊與控制器交互連接，所述的均衡模塊包括與動(dòng)力電池組各個(gè)單體電池對應(yīng)的放電電阻和通斷開關(guān)，所述的放電電阻和通斷開關(guān)串接在動(dòng)力電池組所對應(yīng)的單體電池正負(fù)極兩端，其特征在于:該均衡裝置還包括串入并出移位寄存器和數(shù)字隔離器，所述的串入并出移位寄存器的輸出端與各個(gè)單體電池對應(yīng)的通斷開關(guān)相連，所述的串入并出移位寄存器的輸入端與數(shù)字隔離器的輸出端相連，所述的數(shù)字隔離器的輸入端與控制器的輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)力電池組均衡裝置，其特征在于:所述的控制器為單片機(jī)控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動(dòng)力電池組均衡裝置，其特征在于:所述的數(shù)字隔離器通過SPI接口與單片機(jī)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動(dòng)力電池組均衡裝置，其特征在于:所述的串入并出移位寄存器通過SPI接口與數(shù)字隔離器相連。
【文檔編號】H02J7/00GK203562816SQ201320762382
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】王軍, 陳順東, 丁傳記, 吳成加, 楊大慶, 李韌, 李兵, 付冠東, 劉超, 朱鶴, 趙圣寶 申請人:安徽安凱汽車股份有限公司