電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，電子產(chǎn)品主要采用由若干鋰離子電池串聯(lián)而成的電池組作為主要電源，當(dāng)一組鋰離子電池在充放電時(shí)，各個(gè)單體電池的電壓會(huì)存在不一致的情況，往往需要采取均衡控制系統(tǒng)來(lái)確保安全性和穩(wěn)定性。
[0003]然而，現(xiàn)有的采用變壓器進(jìn)行均衡調(diào)節(jié)的電池組均衡電路一般在檢測(cè)到單個(gè)電池過(guò)壓或欠壓時(shí)，往往使得過(guò)壓的單體電池對(duì)整個(gè)電池組放電，或使得整個(gè)電池組對(duì)欠壓的單體電池充電，而同一電池組有可能會(huì)同時(shí)存在過(guò)壓的單體電池和欠壓的單體電池，這種情況下，現(xiàn)有的均衡電路將無(wú)法實(shí)現(xiàn)整體協(xié)調(diào)，使得均衡效果較差。另外，此種電池組均衡電路需要在變壓器的原邊和副邊均設(shè)置開(kāi)關(guān)振蕩電路和同步整流電路，使得電路復(fù)雜，耗能高，成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在于提供一種可解決上述技術(shù)問(wèn)題的電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)，其包括控制器和與電池組的單體電池?cái)?shù)量相同的均衡電路，均衡電路和單體電池--對(duì)應(yīng)；每一均衡電路包括開(kāi)關(guān)放電模塊、開(kāi)關(guān)充電模塊和變壓器；
每一單體電池均通過(guò)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)放電模塊和開(kāi)關(guān)充電模塊電性連接對(duì)應(yīng)的變壓器的原邊，所有均衡電路的變壓器的副邊并聯(lián)連接；開(kāi)關(guān)放電模塊和開(kāi)關(guān)充電模塊均電性連接控制器；
控制器用于比對(duì)電池組中的任意兩單體電池的電壓，當(dāng)任意兩單體電池中存在其中一單體電池過(guò)壓，另一單體電池欠壓時(shí)，控制器通過(guò)過(guò)壓?jiǎn)误w電池所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)放電模塊控制該過(guò)壓?jiǎn)误w電池放電至對(duì)應(yīng)的變壓器的副邊，并通過(guò)欠壓?jiǎn)误w電池所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)充電模塊將來(lái)自對(duì)應(yīng)變壓器的副邊的電能給欠壓?jiǎn)误w電池充電。
[0006]優(yōu)選地，每一均衡電路包括儲(chǔ)能電感、第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)、電流采樣電阻和該變壓器；變壓器的原邊同名端通過(guò)儲(chǔ)能電感連接對(duì)應(yīng)單體電池的正極，變壓器的原邊異名端連接第一電子開(kāi)關(guān)的輸入端，第一電子開(kāi)關(guān)的輸出端通過(guò)電流采樣電阻連接單體電池的負(fù)極，第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)的控制端分別連接控制器，第二電子開(kāi)關(guān)的輸入端連接變壓器的原邊同名端，第二電子開(kāi)關(guān)的輸出端連接第一電子開(kāi)關(guān)的輸出端；
儲(chǔ)能電感、第一電子開(kāi)關(guān)和電流采樣電阻構(gòu)成該開(kāi)關(guān)放電模塊；儲(chǔ)能電感、第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)和電流采樣電阻構(gòu)成該開(kāi)關(guān)充電模塊。
[0007]優(yōu)選地，第一電子開(kāi)關(guān)為場(chǎng)效應(yīng)管，第一電子開(kāi)關(guān)的輸入端、輸出端和控制端分別為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、源極和柵極。
[0008]優(yōu)選地，第二電子開(kāi)關(guān)為場(chǎng)效應(yīng)管，第二電子開(kāi)關(guān)的輸入端、輸出端和控制端分別為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、源極和柵極。
[0009]本發(fā)明的有益效果至少包括以下幾點(diǎn):
本發(fā)明可在任意兩單體電池中存在其中一單體電池過(guò)壓，另一單體電池欠壓時(shí)將過(guò)壓?jiǎn)误w電池的過(guò)充電能通過(guò)變壓器的副邊直接給欠壓?jiǎn)误w電池充電，從而實(shí)現(xiàn)同一電池組中任意兩單體電池之間的均衡一致性。另外，變壓器的副邊直接并聯(lián)連接，在兩單體電池進(jìn)行電能轉(zhuǎn)移時(shí)可有效降低電能損耗，提尚均衡效率。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)的較佳實(shí)施方式的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面將結(jié)合附圖以及【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
請(qǐng)參見(jiàn)1，本發(fā)明涉及一種電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)，其較佳實(shí)施方式包括控制器(圖未示)和與電池組的單體電池CELL數(shù)量相同的均衡電路10，均衡電路10和單體電池CELL對(duì)應(yīng)；每一均衡電路10包括開(kāi)關(guān)放電模塊、開(kāi)關(guān)充電模塊和變壓器Tl。
[0012]每一單體電池CELL均通過(guò)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)放電模塊和開(kāi)關(guān)充電模塊電性連接對(duì)應(yīng)的變壓器Tl的原邊，所有均衡電路10的變壓器Tl的副邊并聯(lián)連接；開(kāi)關(guān)放電模塊和開(kāi)關(guān)充電模塊均電性連接控制器。
[0013]控制器用于比對(duì)電池組中的任意兩單體電池CELL的電壓，當(dāng)任意兩單體電池CELL中存在其中一單體電池CELL過(guò)壓，另一單體電池CELL欠壓時(shí)，控制器通過(guò)過(guò)壓?jiǎn)误w電池CELL所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)放電模塊控制該過(guò)壓?jiǎn)误w電池CELL放電至對(duì)應(yīng)的變壓器Tl的副邊，并通過(guò)欠壓?jiǎn)误w電池CELL所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)充電模塊將來(lái)自對(duì)應(yīng)變壓器Tl的副邊的電能給欠壓?jiǎn)误w電池CELL充電。
[0014]本發(fā)明可在任意兩單體電池CELL中存在其中一單體電池CELL過(guò)壓，另一單體電池CELL欠壓時(shí)將過(guò)壓?jiǎn)误w電池CELL的過(guò)充電能通過(guò)變壓器的副邊直接給欠壓?jiǎn)误w電池CELL充電，從而實(shí)現(xiàn)同一電池組中任意兩單體電池CELL之間的均衡一致性。另外，變壓器Tl的副邊直接并聯(lián)連接，在兩單體電池CELL進(jìn)彳丁電能轉(zhuǎn)移時(shí)可有效降低電能損耗，提尚均衡效率。
[0015]本實(shí)施例中，每一均衡電路10包括儲(chǔ)能電感L1、第一電子開(kāi)關(guān)Ql、第二電子開(kāi)關(guān)Q2、電流采樣電阻Rl和該變壓器Tl。
[0016]變壓器Tl的原邊同名端通過(guò)儲(chǔ)能電感LI連接對(duì)應(yīng)單體電池CELL的正極，變壓器Tl的原邊異名端連接第一電子開(kāi)關(guān)Ql的輸入端，第一電子開(kāi)關(guān)Ql的輸出端通過(guò)電流米樣電阻Rl連接單體電池CELL的負(fù)極，第一電子開(kāi)關(guān)Ql和第二電子開(kāi)關(guān)Q2的控制端分別連接控制器，第二電子開(kāi)關(guān)Q2的輸入端連接變壓器Tl的原邊同名端，第二電子開(kāi)關(guān)Q2的輸出端連接第一電子開(kāi)關(guān)Ql的輸出端。
[0017]當(dāng)控制器要控制過(guò)壓?jiǎn)误w電池放電時(shí)，控制器發(fā)送放電信號(hào)至對(duì)應(yīng)均衡電路10的第一電子開(kāi)關(guān)Q1，以驅(qū)動(dòng)第一電子開(kāi)關(guān)Ql做高速開(kāi)關(guān)操作，從而驅(qū)動(dòng)變壓器Tl反激振蕩，向外傳輸能量以實(shí)現(xiàn)放電均衡；該控制器還根據(jù)電流采樣電阻Rl的電流控制第一電子開(kāi)關(guān)Ql的控制端信號(hào)(即該發(fā)電信號(hào))的占空比，以實(shí)現(xiàn)放電電流調(diào)節(jié)。
[0018]當(dāng)控制器要控制欠壓電池充電時(shí)，控制器同步驅(qū)動(dòng)第一電子開(kāi)關(guān)Ql和第二電子開(kāi)關(guān)Q2作開(kāi)關(guān)操作，以同步整流，進(jìn)而通過(guò)儲(chǔ)能電感LI和電流采樣電阻接收電能給欠壓電池充電。
[0019]由上述原理可知，儲(chǔ)能電感L1、第一電子開(kāi)關(guān)Ql和電流采樣電阻Rl構(gòu)成該開(kāi)關(guān)放電模塊，儲(chǔ)能電感L1、第一電子開(kāi)關(guān)Ql、第二電子開(kāi)關(guān)Q2和電流米樣電阻Rl構(gòu)成該開(kāi)關(guān)充電模塊。
[0020]優(yōu)選地，第一電子開(kāi)關(guān)Ql為場(chǎng)效應(yīng)管，第一電子開(kāi)關(guān)Ql的輸入端、輸出端和控制端分別為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、源極和柵極。
[0021]優(yōu)選地，第二電子開(kāi)關(guān)Q2為場(chǎng)效應(yīng)管，第二電子開(kāi)關(guān)Q2的輸入端、輸出端和控制端分別為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、源極和柵極。
[0022]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)，其特征在于:其包括控制器和與電池組的單體電池?cái)?shù)量相同的均衡電路，均衡電路和單體電池—對(duì)應(yīng)；每一均衡電路包括開(kāi)關(guān)放電模塊、開(kāi)關(guān)充電模塊和變壓器； 每一單體電池均通過(guò)對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)放電模塊和開(kāi)關(guān)充電模塊電性連接對(duì)應(yīng)的變壓器的原邊，所有均衡電路的變壓器的副邊并聯(lián)連接；開(kāi)關(guān)放電模塊和開(kāi)關(guān)充電模塊均電性連接控制器； 控制器用于比對(duì)電池組中的任意兩單體電池的電壓，當(dāng)任意兩單體電池中存在其中一單體電池過(guò)壓，另一單體電池欠壓時(shí)，控制器通過(guò)過(guò)壓?jiǎn)误w電池所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)放電模塊控制該過(guò)壓?jiǎn)误w電池放電至對(duì)應(yīng)的變壓器的副邊，并通過(guò)欠壓?jiǎn)误w電池所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)充電模塊將來(lái)自對(duì)應(yīng)變壓器的副邊的電能給欠壓?jiǎn)误w電池充電。2.如權(quán)利要求1所述的電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)，其特征在于:每一均衡電路包括儲(chǔ)能電感、第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)、電流采樣電阻和該變壓器；變壓器的原邊同名端通過(guò)儲(chǔ)能電感連接對(duì)應(yīng)單體電池的正極，變壓器的原邊異名端連接第一電子開(kāi)關(guān)的輸入端，第一電子開(kāi)關(guān)的輸出端通過(guò)電流采樣電阻連接單體電池的負(fù)極，第一電子開(kāi)關(guān)和第二電子開(kāi)關(guān)的控制端分別連接控制器，第二電子開(kāi)關(guān)的輸入端連接變壓器的原邊同名端，第二電子開(kāi)關(guān)的輸出端連接第一電子開(kāi)關(guān)的輸出端； 儲(chǔ)能電感、第一電子開(kāi)關(guān)和電流采樣電阻構(gòu)成該開(kāi)關(guān)放電模塊；儲(chǔ)能電感、第一電子開(kāi)關(guān)、第二電子開(kāi)關(guān)和電流采樣電阻構(gòu)成該開(kāi)關(guān)充電模塊。3.如權(quán)利要求2所述的電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)，其特征在于:第一電子開(kāi)關(guān)為場(chǎng)效應(yīng)管，第一電子開(kāi)關(guān)的輸入端、輸出端和控制端分別為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、源極和柵極。4.如權(quán)利要求2或3所述的電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)，其特征在于:第二電子開(kāi)關(guān)為場(chǎng)效應(yīng)管，第二電子開(kāi)關(guān)的輸入端、輸出端和控制端分別為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極、源極和柵極。
【專利摘要】電池組主動(dòng)均衡控制系統(tǒng)包括控制器和若干均衡電路；每一均衡電路包括開(kāi)關(guān)放電模塊、開(kāi)關(guān)充電模塊和變壓器；控制器用于比對(duì)電池組中的任意兩單體電池的電壓，當(dāng)任意兩單體電池中存在其中一單體電池過(guò)壓，另一單體電池欠壓時(shí)，控制器通過(guò)過(guò)壓?jiǎn)误w電池所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)放電模塊控制該過(guò)壓?jiǎn)误w電池放電至對(duì)應(yīng)的變壓器的副邊，并通過(guò)欠壓?jiǎn)误w電池所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)充電模塊將來(lái)自對(duì)應(yīng)變壓器的副邊的電能給欠壓?jiǎn)误w電池充電。本發(fā)明可在任意兩單體電池中存在其中一單體電池過(guò)壓，另一單體電池欠壓時(shí)將過(guò)壓?jiǎn)误w電池的過(guò)充電能通過(guò)變壓器的副邊直接給欠壓?jiǎn)误w電池充電，從而實(shí)現(xiàn)同一電池組中任意兩單體電池之間的均衡一致性。
【IPC分類】H02J7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104967172
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510392776
【發(fā)明人】施登堅(jiān), 王志勇, 洪長(zhǎng)文, 洪超睿
【申請(qǐng)人】廈門乾芯能源科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月7日