CN103872711B - 锂电池充放电平衡系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种锂电池充放电平衡系统，包括：相互串联的若干电池单元、DC/DC转换模块、MOS管和微处理器；DC/DC转换模块，用于获取所有电池单元的总电压，并且将所述总电压进行降压；微处理器，对每节电池的电压和电流进行实时监测，并且对应发出调控的具体指令；MOS管，包括子回路MOS管和次回路MOS管。采用本发明所述的锂电池充放电平衡系统，具有使用率高，效率高，成本低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂电池平衡管理领域，尤其涉及一种锂电池充放电平衡系统。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。最早得以应用于心脏起搏器中，利用其自放电率低，放电电压平缓的特点，作为植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源，广泛用于计算器，数位相机、手表中。与普通电池相比，具有高能量密度、高电压、无污染、循环寿命长、无记忆效应以及快速充电的特点，因此在上个世纪90年代迅猛发展，直至现今作为电动工具，比如电动自行车、电动汽车的动力来源，尤其在当今推崇节能环保的情况下，已经作为汽车动力来源的一个导向。但是，在对锂电池进行循环使用的过程中，需要对锂电池进行不断的充放电操作，由于使用的锂电池都是进行串联使用的，在充电和放电的过程中，需要解决电平衡的问题，即在充电过程中，由于电池电芯本身的差异，在充电过程中，充电的速度不一致，会出现某些电池已经充满，但是某些电池并没有充满的情况，即出现过充的现象；同样，在放电的过程中，放电的速度也不一样，会出现某些电池放电完毕，但是有些放电并非完全，即出现过度放空的问题；此两种情况都会导致电池的使用率和寿命收到严重的影响。虽然说，以往在解决此电平衡的一致性问题时，有如下三者方式：
（1）对处于高电压的电池进行放电。此方法造成能源的浪费，电池的使用率以及工作效率都比较低；
（2）采取同类补电平衡电路，即用一个固定的电流去对电池补电。补电的精度低，同时效率也低；
（3）能量转移平衡方式，即将高电压的电池的能量转移至低电压的电池内。
此过程中效率低，同时成本高。
以上三种方式中，电池的使用率都比较低，仅为60~70%。。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种锂电池充放电平衡系统。可对每一节电池充、放电状态下的电压、电流进行实时监测，并且及时作出补电操作，使得所有电池单元中的电流能达到一致，并且使用率高，效率高，成本低。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种锂电池充放电平衡系统，包括两个或多个串联的电池单元、DC/DC转换模块、MOS管和微处理器；
DC/DC转换模块，用于获取所有电池单元的总电压，并且将所述总电压进行降压；
微处理器，对每节电池的电压和电流进行实时监测，并且对应发出调控的具体指令；
MOS管，包括子回路MOS管和次回路MOS管，所述子回路MOS管作为子回路的通断开关；所述次回路MOS管作为次回路的通断开关，使得与之串联连接的所述DC/DC转换模块通过接受所述微处理器发出的指令，通过脉宽调变方式对每节电池的电压做出具体调控。
对上述技术方案的改进，所述具体调控包括以下两种模式：
充电模式，所述微处理器通过对每节电池在充电时监测其电压和电流，当监测到的某节电池的电压为3.8V时，则发出断开所述子回路MOS管的指令，然后所述DC/DC转换模块对电压未达到4.2V的电池进行补电；当所述微处理器监测到的每节电池的电压都达到4.2V，并且充电电流为电池总容量的1/10时，则发出断开所述次回路MOS管，从而完成对整个所述电池单元补电的操作；
放电模式，所述微处理器通过对每节电池在放电时监测其电压和电流，当监测到的某节电池的电压为3.3V时，则发出断开所述MOS管的指令；当所述微处理器监测到的每节电池的电压为3V，并且电流为10mA时，则发出断开所述次回路MOS管，从而完成对整个所述电池单元放电的操作。
对上述技术方案的进一步改进，每个所述电池单元为16节电池。
对上述技术方案的进一步改进，所述DC/DC转换模块能将所述总电压降压至4.2V。
由上可见，应用本发明实施例的技术方案，首先通过DC/DC转换模块将相互串联的若干电池单元的总电压进行降压，然后再采用微处理器对每一节电池进行实时监测，并根据预设程序发出断开所述子回路MOS管的指令，从而对电池单元中未达到4.2V的每一节电池，进行单节补电操作，直至每节电压达到饱充，所述微处理器才发出断开次回路MOS管，最终完成整个电池单元的饱充操作。所述MOS管则根据所述微处理器发出的具体调制指令做出对应的调变，最终使得充电过程中，使得每节电池达到充饱的状态，并且效率最高；在放电过程中，使得每节电池达到完全放空的状态，并且效率也最高。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
（1）工作效率高；
（2）电池的使用率高达80%；
（3）电池循环使用的寿命长。
附图说明
图1是本发明所述的锂电池充放电平衡系统的结构原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，本发明所述的锂电池充放电平衡系统，包括两个或多个串联的电池单元1、DC/DC转换模块2、微处理器3和MOS管4；所述电池单元1相互串联，每个电池单元1的电池11数目为16节，所述电池单元1的数目则是根据具体情形所需而定；所述DC/DC转换模块2用于获取所述电池单元1的总电压，并且将所述总电压降压至所述微处理器3进行正常工作的安全电压为4.0~5.0V，一般采用4.2V；所述MOS管4包括子回路MOS管41和次回路MOS管42，所述子回路MOS管41只有一个，所述次回路MOS管42则根据电池的数目而定，一节电池11正负极端分别串联有一个MOS管42，作为单节电池的充放电的开关，并且每一个所述MOS管42分别连接至所述DC/DC转换模块，数目为电池数目的2倍；所述微处理器3对每节电池11的电压和电流进行实时监测，充电过程中：当在若干电池单元1中有监测到某个电池的电压为3.8V时，则所述微处理器3则发出断开所述子MOS管41的指令，并且对电压未达到4.2V的每节电池11进行继续补电，直至该电池11的电压达到4.2V，并且充电电流为电池总容量的1/10时，则表明该电池11达到充饱状态，因此切断所述次回路MOS管42，补电完成，从而完成饱充操作。在放电过程中，当在若干电池1中有监测到某个电池的电压为3.3V时，则所述微处理器3则发出断开所述子回路MOS管41，然后对电压未达到3V的电池进行继续放点，直至所述微处理器3监测若干电池单元1中每节电池11的电压达到3V，并且电流为10mA时，则表明所有电池11达到放空状态，因此断开所述次回路MOS管42进行补电的操作，从而放电完成。图1中还可以看出：若干电池11相互串联，其每一个电池单元1为16节电池11，同时整个所述锂电池平衡电流系统可以包括两个电池单元1，或者是三个、四个，甚至更多。所述DC/DC转换模块2的一端连接PACK+，另一端连接PACK-，即获取了所有电池单元1的总电压，进而进行减压，并且所述DC/DC转换模块2与每一个电池通过MOS管相并联；所述微处理器3通过与所述MOS管4串联连接，直接监控着每一节电池11的电压及电流情况；每节电池11的正负极两端分别连接有所述次回路MOS管42；每个所述次回路MOS管42分别与所述DC/DC转换模块2和所述微处理器串联，从而使得所述微处理器3能够精准的监测到每节电池的电压及电流情况，从而实现对每节电池进行饱充和放空的操作。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (3)
1.一种锂电池充放电平衡系统，包括多个串联的电池单元（1），其特征在于，还包括：
DC/DC转换模块（2），用于获取所有电池单元（1）的总电压，并且将所述总电压进行降压；
微处理器（3），对每节电池（11）的电压和电流进行实时监测，并且对应发出调控的具体指令；
MOS管（4），包括子回路MOS管（41）和次回路MOS管（42），所述子回路MOS管（41）作为子回路的通断开关；所述次回路MOS管（42）作为次回路的通断开关，使得与之串联连接的所述DC/DC转换模块（2）通过接受所述微处理器发出的指令，通过脉宽调制方式对每节电池（11）的电压做出具体调控；
每节电池（11）的正负极两端分别连接有所述次回路MOS管（42）；
每个所述次回路MOS管（42）分别与所述DC/DC转换模块（2）和所述微处理器串联；
所述具体指令包括以下两种模式：
充电模式，所述微处理器（3）通过对每节电池（11）在充电时监测其电压和电流，当监测到的某节电池（11）的电压为3.8V时，则发出断开所述子回路MOS管（41）的指令，然后所述DC/DC转换模块（2）对电压未达到4.2V的电池（11）进行补电；当所述微处理器（3）监测到的每节电池（11）的电压都达到4.2V，并且充电电流为电池总容量的1/10时，则发出断开所述次回路MOS管（42），从而完成对整个所述电池单元（1）补电的操作；
放电模式，所述微处理器（3）通过对每节电池（11）在放电时监测其电压和电流，当监测到的某节电池（11）的电压为3.3V时，则发出断开所述子回路MOS管（41）的指令；当所述微处理器监测到的每节电池的电压为3V，并且电流为10mA时，则发出断开所述次回路MOS管（42）的指令，从而完成对整个所述电池单元（1）放电的操作。
2.根据权利要求1所述的锂电池充放电平衡系统，其特征在于：
每个所述电池单元（1）为16节电池（11）。
3.根据权利要求1所述的锂电池充放电平衡系统，其特征在于：
所述DC/DC转换模块（2）能将所述总电压降压至4.2V。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10174304A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-06-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 充電器及び二次電池の充電方法 |
| CN1889324A (zh) * | 2006-07-13 | 2007-01-03 | 周明亮 | 电池组二次平衡充电装置及方法 |
| CN101777784A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-07-14 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 均衡充电装置及均衡充电方法 |
| CN101888106A (zh) * | 2010-06-11 | 2010-11-17 | 李小平 | 串联电池组均衡管理系统及其均衡管理方法 |
| CN102544608A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 欣旺达电子股份有限公司 | 汽车锂电池充满静态平衡方法以及平衡系统 |
| CN102651560A (zh) * | 2011-02-23 | 2012-08-29 | 欣旺达电子股份有限公司 | 汽车锂电池放电平衡方法以及平衡系统 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10174304A (ja) * | 1996-12-11 | 1998-06-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 充電器及び二次電池の充電方法 |
| CN1889324A (zh) * | 2006-07-13 | 2007-01-03 | 周明亮 | 电池组二次平衡充电装置及方法 |
| CN101777784A (zh) * | 2010-03-17 | 2010-07-14 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 均衡充电装置及均衡充电方法 |
| CN101888106A (zh) * | 2010-06-11 | 2010-11-17 | 李小平 | 串联电池组均衡管理系统及其均衡管理方法 |
| CN102544608A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 欣旺达电子股份有限公司 | 汽车锂电池充满静态平衡方法以及平衡系统 |
| CN102651560A (zh) * | 2011-02-23 | 2012-08-29 | 欣旺达电子股份有限公司 | 汽车锂电池放电平衡方法以及平衡系统 |
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