CN102570551A - 带散热功能的电池组均衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带散热功能的电池组均衡装置，包括有直流/直流变换模块、检测控制模块、多个双刀继电器、散热风扇和电池组，每个双刀继电器的两个公共端分别与直流/直流变换模块输入端的正、负极连接，每个双刀继电器的两个常闭端开路，每个双刀继电器的两个常开端分别连接在电池组中每节单体电池的正、负极，所述直流/直流变换模块的输出端与散热风扇连接；检测控制模块通过电压检测排线连接到电池组中每节单体电池的正负极上。本发明通过风扇对电池组中单体电压最高的电池进行放电，既不会导致均衡发热还可以对电池组增加散热功能，实现了均衡电流自由调节，通过增加直流/直流变换模块的输出功率和风扇的功率，即可增大均衡电流。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种带散热功能的电池组均衡装置。
背景技术
动力锂电池近年来在电动汽车、储能等领域有了非常广泛的应用，为满足使用的功率要求，动力锂电池需串并联成组使用。以电动汽车为例，一辆纯电动大巴车的电池组需要八千颗左右的10AH单体锂电池进行串并联组合而成。单体锂电池由于制造过程的局限性，很难做到完全一致，在使用过程中，如果不及时对单体电池的不一致性进行处理，会导致电池组的性能严重劣化，最终无法使用。目前常用的解决单体电池不一致性的办法是在电池组中加入均衡装置，一旦单体电池间压差超过规定的阈值，即表明电池组存在较大的不一致性，均衡功能启动，使单体电池间压差变小，以确保组内所有单体都能保持良好的一致性，从而延长电池组使用寿命，增加电池组续航能力。
传统的均衡装置采用在单体电池上并联旁路电阻，一旦有单体电池电压过高，即开启均衡功能，导通旁路电阻回路，对单体电池进行放电，使电压下降，以保持一致性。由于传统均衡装置采用电阻式能量耗损方式，所以都是在充电时才开始均衡，电池充电时即有发热问题，而旁路电阻上的热量使得发热现象更为严重，从而威胁到电池组使用的安全性。为避免发热问题过于严重，均衡电流也会控制的较小，均衡效果不明显。
发明内容
本发明针对现有技术的不足提出了一种带散热功能的锂电池组均衡装置，采用散热风扇取代旁路电阻，既不会因均衡导致发热问题，也解决了均衡电流小，均衡效果不明显的问题。
本发明的技术方案如下：
一种带散热功能的电池组均衡装置，包括有直流/直流变换模块、检测控制模块、多个双刀继电器、散热风扇和电池组，其特征在于：每个双刀继电器的两个公共端分别与直流/直流变换模块输入端的正、负极连接，每个双刀继电器的两个常闭端开路，每个双刀继电器的两个常开端分别连接在电池组中每节单体电池的正、负极，所述直流/直流变换模块的输出端与散热风扇连接；
所述的检测控制模块通过电压检测排线连接到电池组中每节单体电池的正负极上，检测电池组中每节单体电池电压，并进行比较，得到电压最高的电池的位置，记为电池m，当电池m与电池组中其他节单体电池的压差大于设定的均衡压差阈值时，检测控制模块输出控制信号控制双刀继电器的通断，使得电池m对应的双刀继电器吸合，电池组中内除电池m外其他节单体电池对应的所有双刀继电器均断开，直流/直流变换模块输入端的正、负极与电池m的正、负极对应连接，电池m通过直流/直流变换模块对散热风扇放电，使得电池m与电池组中其他节单体电池的压差减小，当电池m与电池组中其他节单体电池的压差小于设定的均衡压差阈值时，电池m对应的双刀继电器断开，对电池m的放电过程结束；上述过程持续进行，使得电池组中每节单体电池与其他节单体电池的压差控制在较小的范围内，即使得电池组中每节单体电池保持较好的一致性。
所述的一种带散热功能的电池组均衡装置，其特征在于：所述电池组中每节单体电池相互串联。
与原有技术相比，本发明的有益效果体现在：
（1）、本发明通过风扇对电池组中单体电压最高的电池进行放电，既不会导致均衡发热还可以对电池组增加散热功能；
（2）、本发明实现了均衡电流自由调节，通过增加直流/直流变换模块的输出功率和风扇的功率，即可增大均衡电流。
附图说明
图1为本发明结构原理图。
图2为本发明均衡控制过程的流程图。
具体实施方式
参见图1，一种带散热功能的电池组均衡装置，包括有直流/直流变换模块、检测控制模块、多个双刀继电器、散热风扇和电池组，每个双刀继电器的两个公共端分别与直流/直流变换模块输入端的正、负极连接，每个双刀继电器的两个常闭端开路，每个双刀继电器的两个常开端分别连接在电池组中每节单体电池的正、负极，直流/直流变换模块的输出端与散热风扇连接；
检测控制模块通过电压检测排线连接到电池组中每节单体电池的正负极上，电池组由n节单体电池（BT1~BTn）串联而成，检测控制模块通过电压检测排线与电池组相连接。每节单体电池都对应一个双刀继电器，双刀继电器的控制信号（RC1~RCn）由检测控制模块输出，所有双刀继电器的常闭端均开路，常开端连接到单体电池的正负极两端，公共端则分别接到DC/DC变换模块（直流/直流变换模块）的In+和In-。
DC/DC变换模块输入端In+和In-分别连接到双刀继电器的两个公共端，输出分别连接在散热风扇的电源正负极（P+、P-）。DC/DC变换模块通过直流/直流变换将单体电池输出转为可对散热风扇供电的直流电源。
检测控制模块检测每个单体电池电压并对双刀继电器RC1~RCn进行控制。通过继电器的动作实现对电池组的均衡管理。整个均衡过程如图2：
1、判断电池组是否需要开启均衡，即单体电池间的压差是否大于设定的均衡开启阈值，如果压差小于阈值，表明单体电池间的一致性较好，均衡无须开启，继续返回检测单体电池电压。如果单体电池压差大于阈值，表明单体电池间的一致性不好，需启动均衡。
2、启动均衡过程如下：找到电压最高的单体电池，记为BTm，通过继电器控制电路输出控制信号到RCm，控制BTm对应的双刀继电器吸合，其他的双刀继电器保持断开。
3、均衡开启后继续检测单体电池电压，如果单体电池压差大于阈值，则转到过程2继续。如果单体电池压差小于阈值，则说明电池一致性已经在可接受的范围内，关闭均衡，转到过程1继续执行。
Claims (2)
1.一种带散热功能的电池组均衡装置，包括有直流/直流变换模块、检测控制模块、多个双刀继电器、散热风扇和电池组，其特征在于：每个双刀继电器的两个公共端分别与直流/直流变换模块输入端的正、负极连接，每个双刀继电器的两个常闭端开路，每个双刀继电器的两个常开端分别连接在电池组中每节单体电池的正、负极，所述直流/直流变换模块的输出端与散热风扇连接；
所述的检测控制模块通过电压检测排线连接到电池组中每节单体电池的正负极上，检测电池组中每节单体电池电压，并进行比较，得到电压最高的电池的位置，记为电池m，当电池m与电池组中其他节单体电池的压差大于设定的均衡压差阈值时，检测控制模块输出控制信号控制双刀继电器的通断，使得电池m对应的双刀继电器吸合，电池组中除电池m外其他节单体电池对应的所有双刀继电器均断开，直流/直流变换模块输入端的正、负极与电池m的正、负极对应连接，电池m通过直流/直流变换模块对散热风扇放电，使得电池m与电池组中其他节单体电池的压差减小，当电池m与电池组中其他节单体电池的压差小于设定的均衡压差阈值时，电池m对应的双刀继电器断开，对电池m的放电过程结束；上述过程持续进行，使得电池组中每节单体电池与其他节单体电池的压差控制在较小的范围内，即使得电池组中所有单体电池保持较好的一致性。
2.根据权利要求1所述的一种带散热功能的电池组均衡装置，其特征在于：所述电池组中每节单体电池相互串联。
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Publications (1)
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