CN101764268B - 一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路 - Google Patents

一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路 Download PDF

Info

Publication number
CN101764268B
CN101764268B CN2010100427530A CN201010042753A CN101764268B CN 101764268 B CN101764268 B CN 101764268B CN 2010100427530 A CN2010100427530 A CN 2010100427530A CN 201010042753 A CN201010042753 A CN 201010042753A CN 101764268 B CN101764268 B CN 101764268B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
battery
battery unit
switching circuit
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2010100427530A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101764268A (zh
Inventor
李武岐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xinwangda Power Technology Co ltd
Original Assignee
Sunwoda Electronic Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sunwoda Electronic Co Ltd filed Critical Sunwoda Electronic Co Ltd
Priority to CN2010100427530A priority Critical patent/CN101764268B/zh
Publication of CN101764268A publication Critical patent/CN101764268A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101764268B publication Critical patent/CN101764268B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路，该电路包括电压检测分析比较电路、平衡切换电路、内部恒流源电路及电源管理及保护芯片，所述电压检测分析比较电路实时检测电池组中的各个电池单元的电压，并将检测结果分别送到平衡切换电路和电源管理及保护芯片；平衡切换电路对检测结果中的所有电压作比较评判，找出其中电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元，通过切换电路将补电电池与该电池单元接通，对该电池单元进行补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充；以此类推，对其它电池单元进行充电。本发明具有能精确的控制电池补电的电量；补电电流大，效率高；补电条件可以灵活调整的优点。

Description

一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路
技术领域
本发明涉及一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路。
背景技术
目前，业界在针对多串电池不平衡的充电作法，一般包括两个芯片，一个芯片包括电压检测分析比较电路，平衡切换电路两个部分，另一个芯片为电源管理及保护芯片。电压检测分析比较电路用于检测电池组的内的各个电池单元的电压是否在允许的范围内，当电池组内的某一个电池单元电压不平衡时，其中只要有一个电池单元达到充电标准时，平衡切换电路在电源管理及保护芯片的控制下，对电池组内其它的电压高的电池单元先进行放电，使电池保持平衡，达到整个电池组的电压都在预设电压范围内(一般为在3.3V到4.2V范围)时，再通过补电电池组对电池组进行充电。但是，电池组在充电时，都是动态的，所以这种作法会有一些问题存在：一是只能在电池组需要充电时才可以使用此平衡功能，不能在放电时采用平衡功能；二是电池组在动态时放电可能会造成新的不平衡，使充电时间变长(一般8个电池单元构成的一组电池组，充电时间大约需要60分钟)；三是由于采用先放电压高的电池单元的电压，这样会在放电的过程中产生大量的热量，这样就限制了平衡切换电路的放电电流不能过大(一般为10mA)，否则产生的热量会烧毁包括有电压检测分析比较电路和平衡切换电路的芯片，因此，对于大容量电池目前的平衡电路是不能满足要求的，如要满足大容量的电池，则芯片的制作成本就会相当地高。
发明内容
本发明是对现有平衡充电电路中的平衡切换电路的改进，提供一种充电时间短，且不会影响电池组内其它电池单元放电的动力电池平衡充电方法。
本发明的另一个目的是，提供一种动力电池平衡电路，该电路具有能精确的控制电池补电的电量；补电电流大，效率高；补电条件可以灵活调整的特点。
本发明的动力电池平衡充电方法，完全颠覆了目前平衡电路的原理和理念，与目前的平衡方式刚好相反，电池组充放电时对电压低的电池进行补电，补电部分由平衡辅助电池来完成，平衡辅助电池有它单独的保护电路。
本发明的具体技术方案是：提供一种动力电池平衡方法，由电压检测分析比较电路实时检测电池组中的各个电池单元的电压，并将检测结果分别送到平衡切换电路和电源管理及保护芯片；平衡切换电路对检测结果中的所有电压作比较评判，找出其中电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，通过平衡切换电路将补电电池与该电池单元接通，对该电池单元进行补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充；电压检测分析比较电路将进行再一次的检测，平衡切换电路再确定另一个电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，并对该电池单元补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充，以此类推，对其它电池单元进行充电。
本发明提供的一种动力电池平衡电路，包括电压检测分析比较电路、平衡切换电路、内部恒流源电路(LDO)及电源管理及保护芯片，所述电压检测分析比较电路实时检测电池组中的各个电池单元的电压，并将检测结果分别送到平衡切换电路和电源管理及保护芯片；平衡切换电路对检测结果中的所有电压作比较评判，找出其中电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，通过平衡切换电路将补电电池与该电池单元接通，对该电池单元进行补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充；电压检测分析比较电路将进行再一次的检测，平衡切换电路再确定另一个电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，并对该电
池单元补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充，以此类推，对其它电池单元进行充电；所述恒流源电路为电压检测分析比较电路、平衡切换电路提供电源。
所述预定电压值为3.3V。
所述电池组为8个独立电池并联构成的。
本发明有以下优点：
1.可以在电池充电和放电时都能使用，使平衡效率大大提高。
2.能精确的控制电池补电的电量，因为在充电时补电相当于给电池电压低的电池加大充电电流，当电压上来到正常范围时可以精确停止。放电时对低电压电池补电可以明显的延长放电时间，使所有的电池同时达到过放保护点。
3.补电电流大，可以达到1000Ma-3000mA，效率高，一个电池单元只需10分钟左右就可以完成补电，不需要先放电再补电，这样不仅环保还不浪费能源。
4.补电条件可以进行灵活的调整。
5.可以充、放电合用，并可设定电压起始点，延长放电时间。
6.补申申压和补申电流可以根据电池单元的容量灵活设计。
附图说明
图1是本发明一种实施例电路原理结构示意图。
图2是图1中的平衡切换电路的原理结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对发明进行更详细的解释。
本发明提供的一种动力电池平衡方法，由电压检测分析比较电路实时检测电池组中的各个电池单元的电压，并将检测结果分别送到平衡切换电路和电源管理及保护芯片；平衡切换电路对检测结果中的所有电压作比较评判，找出其中电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，通过切换电路将补电电池与该电池单元接通，对该电池单元进行补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充；电压检测分析比较电路将进行再一次的检测，平衡切换电路再确定另一个电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，并对该电池单元补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充，以此类推，对其它电池单元进行充电。
请参见图1，本发明提供的一种动力电池平衡电路，包括电压检测分析比较电路、平衡切换电路、内部恒流源电路(LDO)及电源管理及保护芯片，所述电压检测分析比较电路实时检测电池组中的各个电池单元的电压，并将检测结果分别送到平衡切换电路和电源管理及保护芯片；平衡切换电路对检测结果中的所有电压作比较评判，找出其中电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，通过平衡切换电路将补电电池与该电池单元接通，对该电池单元进行补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充；电压检测分析比较电路将进行再一次的检测，平衡切换电路再确定另一个电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，并对该电池单元补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充，以此类推，对其它电池单元进行充电；所述恒流源电路为电压检测分析比较电路、平衡切换电路提供电源。
在下图1所示的8串电池组中，为了提高可靠性将用市面上使用量最大的电源管理IC作为本发明中的电源管理，电源管理保护IC，图中将电源管理IC和保护IC画在一起)也是用常规方案，只是在电池串数太多时对电压检测和平衡电路上做了一个扩展，以满足电池组达到20串以上或更多时的要求。MOS管QI和MOS管Q2为充放电MOS管。通讯接口从SMBD和SMBC输出。另外一个IC就是我们公司的平衡IC，其内部包括电压检测分析比较电路，平衡切换电路，内部恒流源电路，单节电池保护电路以及单节电池充电电路，电压检测分析电路对多节电池单元的电压检出后进行一系列的比较，归类整合处理经后，送给平衡电路和电源管理电路，送到电源管理部分的会对检测数量进行简化，减少检测脚，以达到与电源管理IC的脚位数的匹配。送到平衡切换电路后，平衡切换电路会对所有电压作一个以较评判，找出其中电压最低的电池单元(cell)，从内部通过平衡切换电路将补电电池与电压最低的电池单元(cell)接通，对电压最低的电池单元(cell)进行补电。当补电电压达到平均电压和最高电压电池的范围时，停止动作，平衡切换电路与电压检测分析电路将进行再一次的检测，确定另一个电压最低的电池单元(cell)，并对其补电直止充满。当电池充满电后平衡IC可以继续动作，直到所有电池最平衡为止。当电池放电时平衡切换电路可以设定在3.3V后开始动作，向最低电压电池开始补电，使所有电池单元都能得到欠压保护，让放电时间更长。
图2为平衡切换电路内部结构原理图，检测分析比较电路的检测结果进入平衡切换电路后，在平衡切换电路内部(也可以设计成非集成状态，采用独立元器件来实现)对应于每一个电池单元会有两个MOS管与检测分析比较电路相接，其中一个为补电时正极导通，一个为负极导通，每组MOS管工作时，只补电时正极导通的那个MOS管导通，另一个MOS管关掉。补电时正极导通的那个MOS管的脚通平衡切换电路与补电电池相连。这样就可以对其中一个电池单元进行充电，本发明很好的解决了电池平衡的问题。当电池组串数增加时，只要增加检测平衡IC的数量就能解决整体方案的检测和平衡问题；如此，可使成本降低得更低。

Claims (2)

1.一种动力电池平衡方法，其特征在于：由电压检测分析比较电路实时检测8个独立电池并联构成的电池组中的各个电池单元的电压，并将检测结果分别送到平衡切换电路和电源管理及保护芯片；平衡切换电路对检测结果中的所有电压作比较评判，找出其中电压低于预定电压值，所述预定电压值为3.3V，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，通过平衡切换电路将补电电池与该电池单元接通，对该电池单元进行补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充；电压检测分析比较电路将进行再一次的检测，平衡切换电路再确定另一个电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，并对该电池单元补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充，以此类推，对其它电池单元进行充电。
2.一种动力电池平衡电路，其特征在于：包括电压检测分析比较电路、平衡切换电路、内部恒流源电路及电源管理及保护芯片，所述电压检测分析比较电路实时检测8个独立电池并联构成的电池组中的各个电池单元的电压，并将检测结果分别送到平衡切换电路和电源管理及保护芯片；平衡切换电路对检测结果中的所有电压作比较评判，找出其中电压低于预定电压值，所述预定电压值为3.3V，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，通过平衡切换电路将补电电池与该电池单元接通，对该电池单元进行补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充；电压检测分析比较电路将进行再一次的检测，平衡切换电路再确定另一个电压低于预定电压值，且该电池单元是电池组中电压最低的电池单元(cell)，并对该电池单元补电，当该电池单元的电压达到平均电压或最高电压电池的范围时，停止补充，以此类推，对其它电池单元进行充电；所述恒流源电路为电压检测分析比较电路、平衡切换电路提供电源。
CN2010100427530A 2010-01-13 2010-01-13 一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路 Active CN101764268B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010100427530A CN101764268B (zh) 2010-01-13 2010-01-13 一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010100427530A CN101764268B (zh) 2010-01-13 2010-01-13 一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101764268A CN101764268A (zh) 2010-06-30
CN101764268B true CN101764268B (zh) 2012-05-09

Family

ID=42495313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010100427530A Active CN101764268B (zh) 2010-01-13 2010-01-13 一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101764268B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9088163B2 (en) * 2010-09-08 2015-07-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery pack
CN103135724B (zh) * 2011-11-29 2016-04-27 联想(北京)有限公司 一种电源管理方法、装置及智能设备
CN103051017A (zh) * 2012-12-04 2013-04-17 芜湖天元汽车电子有限公司 一种锂电池能量均衡控制系统及方法
CN103036290B (zh) * 2012-12-12 2015-06-10 中国石油大学(华东) 磷酸铁锂电池用24v充电器及其充电方法
CN103280854B (zh) * 2013-05-23 2018-10-02 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 汽车动力电池充电系统及充电方法
CN103700725B (zh) * 2013-12-27 2016-04-20 渤海大学 一种用于太阳能电池的基于纳米粒子铜铟硫硒薄膜的制备方法
CN104051806B (zh) * 2014-06-09 2016-12-07 广东电网公司中山供电局 整组蓄电池及其维护装置
CN104901350B (zh) * 2014-12-26 2017-12-26 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种基于公共直流母线的蓄电池组两级级联均衡系统
CN112677791B (zh) * 2020-11-23 2022-07-29 安徽汉星能源有限公司 一种移动式大功率储能充电桩

Also Published As

Publication number Publication date
CN101764268A (zh) 2010-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101764268B (zh) 一种动力电池平衡充电方法及动力电池平衡电路
CN104135047B (zh) 串联蓄电池组的主动被动协同混合均衡电路及均衡方法
CN102222949A (zh) 电池管理装置及方法
CN102545291A (zh) 太阳能蓄电系统及太阳能供电系统
CN102545335A (zh) 一种均衡充放电电路及均衡充放电方法
CN203840581U (zh) 具有冗余功能的led灯具驱动电源
CN104505876A (zh) 串联储能系统的电容式电压均衡系统及方法
CN104638750A (zh) 具有微能量收集功能的风光互补供电系统
CN101783519A (zh) 一种充电器管理电路
CN109756018A (zh) 电池充电装置及电池充电方法
CN103036290B (zh) 磷酸铁锂电池用24v充电器及其充电方法
CN104104117A (zh) 一种蓄电池组充放电均衡控制方法及系统
CN105896627B (zh) 一种基于电池组自重构的系统及其智能控制方法
CN102510114B (zh) 四端式电容节点电压均衡模块
CN104300605B (zh) 一种电源电路及其控制方法
CN101872877A (zh) 一种电池均衡能量转移的方法和系统
CN103545895A (zh) 一种电池组均衡控制板
CN202997622U (zh) 具有动态均衡功能的磷酸铁锂电池用24v充电器
CN105244851A (zh) 一种控制镁海水电池放电的装置及方法
CN201435433Y (zh) 用于磷酸铁锂电池的充电装置
CN201726162U (zh) 一种锂离子动力电池保护板
CN202142620U (zh) 基本单元锂电池组模块及多级锂电池组
CN102148523B (zh) 节能型蓄电池充放电控制系统
CN202798079U (zh) 一种锂电池的充放电保护电路
CN207134843U (zh) 一种具有储电功能的新能源汽车充电桩

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160818

Address after: Guangming Street Gongming Tong South Shenzhen city Guangdong province 518000 No. eighteen sunwoda Industrial Park building A building 1-2

Patentee after: SUNWODA ELECTRIC VEHICLE BATTERY Co.,Ltd.

Address before: 518108. C building, Shiyan rice field and Fukang industrial area, Shenzhen, Guangdong, Baoan District

Patentee before: SUNWODA ELECTRONICS Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address

Address after: 518000 1-2 Floor, Building A, Xinwangda Industrial Park, No. 18 Tangjianan Road, Gongming Street, Guangming New District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: Xinwangda Power Technology Co.,Ltd.

Address before: 1-2 / F, building a, Xinwangda Industrial Park, No.18, tangjianan, Gongming street, Guangming New District, Shenzhen, Guangdong 518000

Patentee before: SUNWODA ELECTRIC VEHICLE BATTERY Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address