CN102170145B - 电池组放电均衡装置及其工作方法 - Google Patents

电池组放电均衡装置及其工作方法 Download PDF

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Abstract

一种电池组放电均衡装置,包括控制器、n组二级放电支路、及与电池组串联连接的一级放电支路;一级放电支路包括第一开关、第二开关、……、第一开关,以及第一负载、第二负载、……、第y负载,其中2≤y≤n,y为整数,还包括一级总开关,与串联形成第一分支,与串联形成第二分支,……,与串联形成第y分支,所第一分支、第二分支、……、第y分支相互并联并与电池组、开关串连连接形成回路;控制器可控制开关依次闭合或断开。有效避免了因原有大电流放电电路中开关突然吸合或者断开产生的冲击电流或电压,而带来的对电池组的损坏。

Description

电池组放电均衡装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种动力电池组的均衡装置,尤其涉及一种串联动力电池组的放电均衡装置及其工作方法。
背景技术
混合动力汽车或纯电动汽车上的车载动力电池在长期使用后,由于电池个体的差异,导致自身容量差异很大,于是在使用中就可能会出现过放的现象,电源管理为了消除这种过放的现象必然会停止电池组的工作,从而个体电池的性能紊乱会导致整个电池组的性能的下降,严重时整个电池组不能供电。电源管理系统会实时检测每个电池的容量,由于电池是串联放电,如果发现单体电池放电达到最低保护电压阀值就会停止整个电池包的放电,那么必然导致有的电池未完全放电,电源管理系统会停止整个电池包的放电,这样在电池长期工作后就会出现个体差异,从而导致整个电池组的性能的下降。为了保护单体电池,电池组的均衡装置就应运而生,它主要是在电池长期工作后出现的个体差异进行修正,保证电池包里的单体电池容量的放电一致性。
目前,在新的动力电池组使用前或者对经过长期工作的电池组进行个体差异修正或者保养时,为了保证对动力电池组的电压或者电量的均衡效果,现有的一种电池放电均衡装置在对动力电池组进行放电均衡时,采用两级放电,第一级放电采用大电流放电,当电池组中其中某一节电池的电压达到最低电压保护阀值即目标电压值时进入第二级放电,在第二级放电中可以对电压值未降到最低电压保护阀值的电池进行单独放电,使得电池包中的每节电池电压一致,达到放电均衡的目的。但是在以上电池组的第一级均衡过程中,由于要对动力电池组采用大电流放电,因此当第一级均衡电路中的开关或者继电器直接接通或断开时,就会存在产生大的冲击电流或者冲击电压的可能,这对动力电池组的均衡是及其不利的,轻则降低电池组的使用性能和寿命,重则烧毁整个动力电池组甚至引起爆炸。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中动力电池组放电均衡装置的工作安全性问题,提供一种工作安全可靠,不会在对电池组放电均衡时产生冲击电流或者冲击电压的电池组放电均衡装置。
一种电池组放电均衡装置,所述电池组放电均衡装置包括,
控制器,所述控制器用于采集电池组中每节单体电池的实际电压值,将所述实际电压值与目标电压值进行比较,并根据比较结果控制电池组进行放电均衡;
n组二级放电支路,所述第x组二级放电支路包括相互串联连接的第x继电器Kx及x号负载rx,所述第x组二级放电支路与所述电池组中的第x节单体电池连接形成一回路(1≤x≤n,x为整数,n为电池组中单体电池的节数);
及连接在所述电池组两端的一级放电支路;一级放电支路包括第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy,以及第一负载R1、第二负载R2、……、第y负载Ry,其中2≤y≤n,y为整数,n为电池组中单体电池的节数,还包括一级总开关KT,所述第一开关KR1与第一负载R1串联形成第一分支,第二开关KR2与第二负载R2串联形成第二分支,……,第y开关KRy与第y负载Ry串联形成第y分支,所述第一分支、第二分支、……、第y分支相互并联并与所述电池组、一级总开关KT串联连接形成回路;
一级放电均衡开始时,所述控制器先控制一级总开关KT闭合,然后控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合;
及一级放电均衡结束时,所述控制器先控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开,然后控制一级总开关KT断开。
本发明还提供一种上述电池组放电均衡装置的工作方法,包括以下步骤:
控制器控制一级放电支路对电池组进行一级放电均衡;
控制器控制二级放电支路对电池组进行二级放电均衡;
在电池组一级放电均衡开始时,所述控制器控制一级总开关KT闭合后控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合;
在电池组一级放电结束时,所述控制器控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开后控制一级总开关KT断开。
优选地,对所述电池组进行一级放电均衡时,主控单元发送一级放电均衡开始信号给逻辑控制单元;
逻辑控制单元控制一级总开关KT闭合并发送一级放电均衡开始信号给延时控制单元,延时控制单元接收到一级放电均衡开始信号后控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合,
主控单元实时检测电池组中每一节单体电池两端的实际电压值,并将检测的每一节单体电池两端的实际电压值与其内设的目标电压值进行比较,直到至少一节单体电池的电压值等于目标电压值时,主控单元发送一级放电均衡结束信号给所述逻辑控制单元,逻辑控制单元将此信号发送给延时控制单元,延时控制单元控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开,然后逻辑控制单元控制一级总开关KT断开。
对所述电池组进行二级放电均衡时,主控单元检测电池组中每节单体电池两端的实际电压值,并将每节单体电池的实际电压值与目标电压值进行比较,并根据比较结果进行以下动作:
当检测到的每节单体电池的实际电压值都等于目标电压值时,系统进入结束状态;
当检测到其中一节或者多节单体电池的实际电压值高于目标电压值时,主控单元控制该一节或者分别同时控制该多节单体电池两端的二级放电支路闭合,直到该一节或者该多节单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,主控单元控制该一节或者分别同时控制该多节单体两端的二级放电支路断开。
以上技术方案,在对动力电池组进行放电均衡时,在一级均衡中并联多组由一级开关和一级负载组成的支路,在一级放电均衡开始时,通过控制器先控制一级总开关KT闭合,然后控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合,及在一级放电均衡结束时,先控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开,然后控制一级总开关KT断开,有效避免了因原有大电流放电电路中开关突然吸合或者断开而产生的冲击电流或者电压,而带来的对电池组或者单体电池产生的冲击或者损坏,有效提高了动力电池组的使用寿命,而且也有效降低了电池组在放电均衡时发生的各种危险,提高的动力电池组的放电均衡安全性。
附图说明
图1是本发明电池组放电均衡装置一种实施例的结构框图;
图2是本发明电池组放电均衡装置一种实施例的结构示意图;
图3是本发明电池组放电均衡装置一种实施例的工作流程图;
图4是本发明电池组放电均衡装置一种实施例一级放电均衡的工作流程图;
图5是本发明电池组放电均衡装置一种实施例二级放电均衡的工作流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
如图1所示,本发明的电池组放电均衡装置包括控制器2,所述控制器2用于采集电池组3中每节单体电池的实际电压值,将所述实际电压值与目标电压值进行比较,并根据比较结果控制电池组3的放电均衡;
n组二级放电支路4,所述第x组二级放电支路包括相互串联连接的第x继电器Kx及x号负载rx,所述第x组二级放电支路与所述电池组3中的第x节单体电池连接形成一回路(1≤x≤n,x为整数,n为电池组中单体电池的节数);
及连接在所述电池组3两端的一级放电支路1;所述一级放电支路1包括第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy,以及第一负载R1、第二负载R2、……、第y负载Ry,其中2≤y≤n,y为整数,n为电池组中单体电池的节数,还包括一级总开关KT,所述第一开关KR1与第一负载R1串联形成第一分支,第二开关KR2与第二负载R2串联形成第二分支,……,第y开关KRy与第y负载Ry串联形成第y分支,所述第一分支、第二分支、……、第y分支相互并联并与所述电池组3、一级总开关KT串联连接形成回路;所述第一负载R1,第二负载R2,……,第y负载Ry优选为电阻,还可以为各种用电器,如灯泡,散热器等。
一级放电均衡开始时,所述控制器2先控制一级总开关KT闭合,然后控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合;
及一级放电均衡结束时,所述控制器2先控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开,然后控制一级总开关KT断开。
这里设定所述的第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合或者依次断开的时间间隔为t,即第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy中其中有一个开关闭合或者断开后,经过一定时间间隔t,接着剩余的未闭合或者断开的开关中的一个开关闭合或者断开,然后再经过一定时间间隔t后,剩下的未闭合或者断开的开关中的一个开关闭合或者断开,以此类推,直到第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy都闭合或者断开。这里的时间间隔t的取值范围为:0.3-0.4S,优选为0.35S。
所述第1组二级放电支路包括相互串联的第一继电器K1及第一个二级负载r1,第一继电器K1、第一个二级负载r1与所述电池组3中的第1节单体电池串联连接;所述第2组二级放电支路包括第二继电器K2及第二个二级负载r2,第二继电器K2、第二个二级负载r2及第2节单体电池串联连接;所述第x组二级放电支路包括相互串联的第x继电器Kx及x号负载rx,第x继电器Kx、x号负载rx及第x节单体电池串联连接,这里的1≤x≤n,x为整数,n为电池组3中单体电池的节数,通过控制器2控制第x继电器Kx闭合可实现对所述电池组3的第x节单体电池进行放电。所述第一个二级负载r1,第二个二级负载r2,……,x号负载rx优选为电阻,还可以为各种用电器,如灯泡,散热器等。
结合图2所示,所述控制器2包括主控单元21,与所述主控单元21电连接的逻辑控制单元22,及与所述逻辑控制单元22电连接的延时控制单元23。
所述主控单元21用于检测所述电池组3的每节单体电池的电压,并将所述电压值与所述内部设定的目标电压值进行比较,并根据比较结果通过逻辑控制单元22和延时控制单元23在电池组3一级放电均衡开始时控制一级总开关KT闭合后再控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合及在电池组3一级放电均衡结束时控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开后再控制一级总开关KT依次断开,2≤y≤n,y为整数,n为电池组3中单体电池的节数;
所述主控单元21还可用于根据比较结果控制第一继电器K1和\或第二继电器K2……和\或第x继电器Kx闭合以对第1节单体电池和\或者第2节单体电池……和\或者第x节单体电池进行二级放电均衡。
所述逻辑控制单元22,用于根据主控单元21的相应信号控制一级总开关KT闭合后并通过控制延时控制单元23控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合或者通过控制延时控制单元23控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开后控制一级总开关KT断开。所述逻辑控制单元22优选采用型号为74LS32的芯片。
所述延时控制单元23,用于控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合或者依次断开,所述延时控制单元23优选采用型号为NE555或者SN74HC595的芯片。
作为一种优选实施例,所述主控单元21包括n个控制芯片,n为电池组3中单体电池的节数,每个控制芯片优选采用型号为BM130的芯片,所述每个控制芯片分别对应电池组中的一节单体电池,即n个控制芯片与所述电池组中的n节单体电池一一对应,电池组中的每节单体电池都会连接一个控制芯片,在对电池组进行一级放电均衡时,每个控制芯片分别用于检测相对应的单体电池的两端的实际电压值,并将所检测的单体电池的实际电压值与其设定的目标电压值进行比较,当其中任何一个或者多个控制芯片检测到的相对应的单体电池的实际电压值等于所述目标电压值时,该一个或者多个芯片就会给所述逻辑控制单元22发送一个电池组一级放电均衡结束的信号,所述逻辑控制单元22接收到该信号后将该信号传送给延时控制单元23,延时控制单元23控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开,然后逻辑控制单元22控制一级总开关KT断开。
在对电池组进行二级放电均衡时,每个控制芯片实时检测相对应的单体电池的两端的实际电压值,并将所检测的单体电池的实际电压值与其设定的目标电压值进行比较,当检测到的单体电池的实际电压值大于其设定的目标电压值时,该单体电池的相应控制芯片就会控制该单体电池两端的放电支路闭合,对该单体电池进行放电均衡,直到控制芯片检测到的该单体电池的实际电压值等于其设定的目标电压值时,该控制芯片控制该单体电池两端的放电支路断开,完成对该单体电池的二级放电均衡。如,当第1节单体电池两端的控制芯片检测到该单体电池两端的实际电压值大于目标电压值时,该控制芯片控制第1节单体电池两端的放电支路闭合,即该控制芯片控制第一继电器K1闭合,对第1节单体电池进行放电均衡,直到控制芯片检测到的该单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,该控制芯片控制第一继电器K1断开,从而断开第1节单体电池两端的放电支路;当第2节单体电池两端的控制芯片检测到该单体电池两端的电压值大于目标电压值时,该控制芯片控制第2节单体电池两端的放电支路闭合,即该控制芯片控制第二继电器K2闭合,对第2节单体电池进行放电均衡,直到控制芯片检测到的该单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,该控制芯片控制第二继电器K2断开,从而断开第2节单体电池两端的放电支路;当第x节单体电池两端的控制芯片检测到该单体电池两端的电压值大于目标电压值时,该控制芯片控制第x节单体电池两端的放电支路闭合,即该控制芯片控制第x继电器Kx闭合,对第x节单体电池进行放电均衡,直到控制芯片检测到的该单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,该控制芯片控制第x继电器Kx断开,从而断开第x节单体电池两端的放电支路;
当然,当有多个控制芯片检测到相对应的多个单体电池两端的实际电压值分别都大于目标电压值时,所述多个芯片分别同时控制相对应的单体电池两端的放电支路闭合,对多节单体电池一起进行放电均衡。
如图3所示,提供了一种上述电池组3放电均衡装置的工作方法,包括以下步骤,
控制器2控制一级放电支路1对电池组3进行一级放电均衡;
控制器2控制二级放电支路4对电池组3进行二级放电均衡。
其中,在电池组3一级放电均衡开始时,所述控制器2控制一级总开关KT闭合后控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合;
在电池组3一级放电均衡结束时,所述控制器2控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开后控制一级总开关KT断开。
结合图4所示,电池组放电均衡装置在对电池组3进行一级放电均衡时,整个装置先进行初始化,所述主控单元21向逻辑控制单元22发送一个电池组一级放电均衡开始信号,然后逻辑控制单元22接收到该信号后控制一级总开关KT闭合并反馈开关KT的闭合信号给所述延时控制单元23,同时发送该一级放电均衡开始信号给延时控制单元23,延时控制单元23接收到逻辑控制单元22反馈的开关KT闭合信号并接收到一级放电均衡开始信号后控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合,开始对电池组进行一级放电均衡。
此时,主控单元21实时检测电池组中每一节单体电池两端的实际电压值,并将检测的每一节单体电池两端的实际电压值与其内设的目标电压值进行比较,当其中至少一节单体电池的电压值等于目标电压值时,主控单元21发送一级放电均衡结束信号给所述逻辑控制单元22,逻辑控制单元22将此信号发送给延时控制单元23,所述延时控制单元23接收到该信号时控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开,当第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy断开后,所述延时控制单元23反馈一个第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy断开信号给所述逻辑控制单元22,当逻辑控制单元22接收到该反馈信号时控制一级总开关KT断开,完成对电池组的一级放电均衡。
以上所述的技术方案中,所述逻辑控制单元22控制一级总开关KT闭合或断开和延时控制单元23控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy闭合或者断开的顺序上可以设定一延时时间t,即当逻辑控制单元22接收到一级放电均衡开始信号后控制一级总开关KT闭合并发送该一级放电均衡开始信号给延时控制单元23,延时控制单元23接收到一级放电均衡开始信号后经过一延时时间t后再控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合,开始对电池组进行一级放电均衡。同样,当所述延时控制单元23接收到一级放电均衡结束信号时控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开,经过一延时时间t后,所述逻辑控制单元22再控制一级总开关KT断开。所述延时时间t可以根据具体采用的电路的属性来确定,只要能够满足在工作时一级总开关KT先闭合第一开关KR1、第二开关KR2、……、第yKRy后闭合或者第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy先断开一级总开关KT后断开即可。
通过以上控制方案,与传统的电池组一级放电均衡装置相比较,在在电池组3一级放电均衡开始时,所述控制器2控制一级总开关KT闭合后控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次闭合,这样通过将第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次延时投入,使得电路中的电流慢慢增大,即可以满足大电流放电的需求,而且也有效避免了传统的电路中开关突然闭合带来的大电流或者大电压冲击对电路或者电池组造成的损害;同理,在电池组3一级放电均衡结束时,所述控制器2控制第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开后控制一级总开关KT断开,这样通过将第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次延时断开,使得一级放电均衡电路中的电流慢慢减小,也同样有效避免了传统的电路中开关突然断开带来的大电流或者大电压冲击对电路或者电池组造成的损害;
作为一种优选实施例,所述主控单元21由n个控制芯片组成,每个控制芯片优选采用型号为BM130的芯片,所述每个控制芯片分别对应电池组中的一节单体电池,即n个控制芯片与所述电池组中的n节单体电池一一对应,电池组中的每节单体电池都会连接一个控制芯片,在对电池组3进行一级放电均衡时,每个控制芯片分别用于检测相对应的单体电池的两端的实际电压值,并将所检测的单体电池的电压值与其设定的目标电压值进行比较,当其中任何一个或者多个控制芯片检测到的相对应的单体电池的实际电压值等于所述目标电压值时,该一个或者多个芯片就会给所述逻辑控制单元22发送一个电池组一级放电均衡结束信号,所述逻辑控制单元22接收到该信号后将该信号传送给延时控制单元23,延时控制单元23控制开关第一开关KR1、第二开关KR2、……、第y开关KRy依次断开,然后逻辑控制单元控制一级总开关KT断开。当控制芯片没有检测到任何一节单体电池的实际电压值等于所述目标电压值时,继续对所述电池组3进行一级放电均衡。
结合图5所示,当电池组放电均衡装置完成对电池组3的一级放电均衡时,该装置开始对所述电池组3进行二级放电均衡。首先主控单元21检测电池组3中每节单体电池两端的实际电压值,并将每节单体电池的实际电压值与目标电压值进行比较,如果所检测到每节单体电池的实际电压值都等于目标电压值,则系统进入结束状态无需对电池组3进行二级放电均衡。
如果主控单元21检测到其中一节或者多节单体电池的实际电压值都不等于目标电压值,即高于目标电压值时,主控单元21控制该一节或者分别同时控制该多节单体两端的放电支路闭合对该一节或者该多节单体电池进行二级放电均衡,直到该一节或者该多节单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,主控单元21控制该一节或者分别同时控制该多节单体两端的放电支路断开完成对该一节或者该多节单体电池的二级放电均衡。
作为一种优选实施例,所述主控单元21由n个控制芯片组成,每个控制芯片优选采用型号为BM130的芯片,所述每个控制芯片分别对应电池组中的一节单体电池,即n个控制芯片与所述电池组中的n节单体电池一一对应,电池组中的每节单体电池都会连接一个控制芯片,在对电池组3进行二级放电均衡时,每个控制芯片实时检测相对应的单体电池的两端的电压值,并将所检测的单体电池的电压值与其设定的目标电压值进行比较,当检测到的单体电池的电压值大于其设定的目标电压值时,该单体电池的相应控制芯片就会控制该单体电池两端的放电支路闭合,对该单体电池进行放电均衡,直到控制芯片检测到的该单体电池的实际电压值等于其设定的目标电压值时,该控制芯片控制该单体电池两端的放电支路断开,完成对该单体电池的二级放电均衡。当第x节单体电池两端的控制芯片检测到该单体电池两端的电压值大于目标电压值时,该控制芯片控制第x节单体电池两端的放电支路闭合,即该控制芯片控制第x继电器Kx闭合,对第x节单体电池进行放电均衡,直到控制芯片检测到的该单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,该控制芯片控制第x继电器Kx断开,从而断开第x节单体电池两端的放电支路。
当有多个控制芯片检测到相对应的多个单体电池两端的实际电压值分别都大于目标电压值时,所述多个芯片分别同时控制相对应的单体电池两端的放电支路闭合,对多节单体电池一起进行放电均衡。
以上所述的目标电压值的取值范围为1.8-2.2V,优选为2.0V。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种电池组放电均衡装置,所述电池组放电均衡装置包括,
控制器(2),所述控制器(2)用于采集电池组(3)中每节单体电池的实际电压值,将所述实际电压值与目标电压值进行比较,并根据比较结果控制电池组(3)进行放电均衡;
n组二级放电支路(4),第x组二级放电支路包括相互串联连接的第x继电器(Kx)及第x个二级负载(rx),所述第x组二级放电支路与所述电池组(3)中的第x节单体电池连接形成一回路,1≤x≤n,x为整数,n为电池组中单体电池的节数;
及连接在所述电池组(3)两端的一级放电支路(1);
其特征在于,所述一级放电支路(1)包括第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy),以及第一负载(R1)、第二负载(R2)、……、第y负载(Ry),其中2≤y≤n,y为整数,n为电池组中单体电池的节数,所述一级放电支路(1)还包括一级总开关(KT),所述第一开关(KR1)与第一负载(R1)串联形成第一分支,第二开关(KR2)与第二负载(R2)串联形成第二分支,……,第y开关(KRy)与第y负载(Ry)串联形成第y分支,所述第一分支、第二分支、……、第y分支相互并联并与所述电池组(3)、一级总开关(KT)串联连接形成回路;
一级放电均衡开始时,所述控制器(2)先控制一级总开关(KT)闭合,然后控制第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy)依次闭合;
及一级放电均衡结束时,所述控制器(2)先控制第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy)依次断开,然后控制一级总开关(KT)断开。
2.根据权利要求1所述的电池组放电均衡装置,其特征在于,所述控制器(2)包括主控单元(21),与所述主控单元(21)电连接的逻辑控制单元(22),及与所述逻辑控制单元(22)电连接的延时控制单元(23);
所述延时控制单元(23),用于控制第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy)依次闭合或者依次断开;
所述逻辑控制单元(22),用于根据主控单元(21)的相应信号控制一级总开关(KT)闭合或者断开并发送一级放电均衡开始或者一级放电均衡结束信号给所述延时控制单元(23);
所述主控单元(21),用于检测所述电池组(3)的每节单体电池的电压,并将所述电压值与所述目标电压值进行比较并发送控制信号给所述逻辑控制单元(22)。
3.根据权利要求2所述电池组放电均衡装置,其特征在于,所述主控单元(21)还可用于根据比较结果控制第一继电器(K1)和\或第二继电器(K2)……和\或第x继电器(Kx)闭合以对第1节单体电池和\或第2节单体电池……和\或者第x节单体电池进行二级放电均衡。
4.根据权利要求2或3所述的电池组放电均衡装置,其特征在于,所述主控单元(21)包括n个控制芯片,所述n个控制芯片与所述电池组中的单体电池一一对应,所述每个控制芯片分别用于检测相对应的单体电池的实际电压值,并将所检测的单体电池的实际电压值与其设定的目标电压值进行比较,根据比较结果发送控制信号给所述逻辑控制单元(22)。
5.根据权利要求4所述的电池组放电均衡装置,其特征在于,所述控制芯片还可用于根据比较结果控制相对应的单体电池两端的放电支路闭合或者断开。
6.根据权利要求2所述的电池组放电均衡装置,其特征在于,所述逻辑控制单元(22)采用型号为74LS32的芯片。
7.根据权利要求2所述的电池组放电均衡装置,其特征在于,所述延时控制单元(23)采用型号为NE555或者SN74HC595的芯片。
8.一种电池组放电均衡装置的工作方法,包括以下步骤,其特征在于,
控制器(2)控制一级放电支路对电池组(3)进行一级放电均衡;
控制器(2)控制二级放电支路对电池组(3)进行二级放电均衡;
其中,在电池组(3)一级放电均衡开始时,控制一级总开关(KT)闭合后控制第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy)依次闭合;
在电池组(3)一级放电结束时,控制第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy)依次断开后控制一级总开关(KT)断开。
9.根据权利要求8所述的工作方法,其特征在于,所述控制器(2)还包括主控单元(21)、逻辑控制单元(22)及延时控制单元(23),对所述电池组(3)进行一级放电均衡时,还包括以下步骤,
主控单元(21)发送一级放电均衡开始信号给逻辑控制单元(22);
逻辑控制单元(22)控制一级总开关(KT)闭合并发送一级放电均衡开始信号给延时控制单元(23),延时控制单元(23)接收到一级放电均衡开始信号后控制第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy)依次闭合,
主控单元(21)实时检测电池组中每一节单体电池两端的实际电压值,并将检测的每一节单体电池两端的实际电压值与其内设的目标电压值进行比较,直到至少一节单体电池的电压值等于目标电压值时,主控单元(21)发送一级放电均衡结束信号给所述逻辑控制单元(22),逻辑控制单元(22)将此信号发送给延时控制单元(23),延时控制单元(23)控制第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy)依次断开,然后逻辑控制单元(22)控制一级总开关(KT)断开。
10.根据权利要求9所述的工作方法,其特征在于,所述主控单元(21)包括n个控制芯片,所述n个控制芯片与所述电池组中的单体电池一一对应,当其中任何一个或者多个控制芯片检测到的相对应的单体电池的实际电压值等于所述目标电压值时,该一个或者多个芯片发送一级放电均衡结束信号给所述逻辑控制单元(22)。
11.根据权利要求9所述的工作方法,其特征在于,对所述电池组(3)进行二级放电均衡时,还包括以下步骤,
主控单元(21)检测电池组中每节单体电池两端的实际电压值,并将每节单体电池的实际电压值与目标电压值进行比较,并根据比较结果进行以下动作:
当检测到的每节单体电池的实际电压值都等于目标电压值时,系统进入结束状态;
当检测到其中一节或者多节单体电池的实际电压值高于目标电压值时,主控单元(21)控制该一节或者分别同时控制该多节单体电池两端的二级放电支路闭合,直到该一节或者该多节单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,主控单元(21)控制该一节或者分别同时控制该多节单体两端的二级放电支路断开。
12.根据权利要求11所述的工作方法,其特征在于,所述主控单元(21)包括n个控制芯片,所述n个控制芯片与所述电池组中的单体电池一一对应,所述每个控制芯片分别用于检测相对应的单体电池的实际电压值,并将所检测的单体电池的实际电压值与其设定的目标电压值进行比较,并根据比较结果进行以下动作:
当检测到的每节单体电池的实际电压值都等于目标电压值时,系统进入结束状态;
当检测到第x节单体电池两端的实际电压值大于目标电压值时,所述第x节单体电池所对应的控制芯片控制第x继电器(Kx)闭合,对第x节单体电池进行放电均衡,直到该控制芯片检测到的该单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,控制第x继电器(Kx)断开。
13.根据权利要求8所述的工作方法,其特征在于,所述第一开关(KR1)、第二开关(KR2)、……、第y开关(KRy)依次闭合或者依次断开的时间间隔为0.3-0.4S。
14.根据权利要求9所述的工作方法,其特征在于,所述目标电压值的范围为1.8-2.2V。
15.根据权利要求10所述的工作方法,其特征在于,对所述电池组(3)进行二级放电均衡时,还包括以下步骤,
主控单元(21)检测电池组中每节单体电池两端的实际电压值,并将每节单体电池的实际电压值与目标电压值进行比较,并根据比较结果进行以下动作:
当检测到的每节单体电池的实际电压值都等于目标电压值时,系统进入结束状态;
当检测到其中一节或者多节单体电池的实际电压值高于目标电压值时,主控单元(21)控制该一节或者分别同时控制该多节单体电池两端的二级放电支路闭合,直到该一节或者该多节单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,主控单元(21)控制该一节或者分别同时控制该多节单体两端的二级放电支路断开。
16.根据权利要求15所述的工作方法,其特征在于,所述每个控制芯片分别用于检测相对应的单体电池的实际电压值,并将所检测的单体电池的实际电压值与其设定的目标电压值进行比较,并根据比较结果进行以下动作:
当检测到的每节单体电池的实际电压值都等于目标电压值时,系统进入结束状态;
当检测到第x节单体电池两端的实际电压值大于目标电压值时,所述第x节单体电池所对应的控制芯片控制第x继电器(Kx)闭合,对第x节单体电池进行放电均衡,直到该控制芯片检测到的该单体电池两端的实际电压值等于目标电压值时,控制第x继电器(Kx)断开。
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