CN104810893B - 电磁均衡式电池保护器 - Google Patents

电磁均衡式电池保护器 Download PDF

Info

Publication number
CN104810893B
CN104810893B CN201510229172.0A CN201510229172A CN104810893B CN 104810893 B CN104810893 B CN 104810893B CN 201510229172 A CN201510229172 A CN 201510229172A CN 104810893 B CN104810893 B CN 104810893B
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistance
voltage
audion
connects
battery
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201510229172.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104810893A (zh
Inventor
李欣彤
孙贵琼
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.)
Li Hang
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CN201510229172.0A priority Critical patent/CN104810893B/zh
Publication of CN104810893A publication Critical patent/CN104810893A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104810893B publication Critical patent/CN104810893B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明提出了一种电磁均衡式电池保护器，包括光电转换器、回差比较器、光电驱动器和电压均衡器，所述光电转换器和电压均衡器的第一输入端连接待充电电池正极，所述光电转换器和电压均衡器的第二输入端连接待充电电池负极，所述光电转换器上设置有电池电压值信号输出端；所述光电转换器高电位输出端连接所述回差比较器的高电位输入端，所述回差比较器高电位输出端连接所述光电驱动器的高电位输入端，所述光电驱动器的驱动信号输出端连接所述电压均衡器的驱动信号输入端，所述光电驱动器的高压接地端与电压均衡器的高压接地端均连接至待充电电池负极。本发明体积小，成本低廉，能对电池起到能量均衡及安全保护的作用。

Description

电磁均衡式电池保护器
技术领域
本发明涉及电池管理保护领域，具体涉及一种电磁均衡式电池保护器。
背景技术
目前，经过串、并联连接的电池组通常都采用电池管理器进行过流、过压、欠压、过温等保护，在一般的电池组使用领域由于本身就使用了相关参数保护的控制器，例如电动车领域中的电机控制器在行驶中已经具有电池组欠压、过流、过温等保护功能，而现有电池管理系统应用在电动车上又重复检测控制电池组的欠压、过流、过温等参数，这样检测不但造成经济成本的浪费，同时还增加了整车出故障的概率。
现有电池组在成组过程中，控制点多，接线和管理复杂，一套电池组管理系统的成本非常高，例如在电动车领域就占到电池组总成本一半左右。
由于电池组充电时，会出现每只电池电压不一致的情况，电压已经充高的电池如果不及时断开继续充电，它的电压会超过允许的最高充电电压，该电池就会出现鼓包或者爆炸，如果长时间断开，则电压低的电池因为没有充满电而影响使用，要做到既安全充满电又不影响使用容量，这就需要采用一种能量均衡法来达到各电池电压在充电完成后基本一致，现有电池管理器采用的动态能量均衡法由于均衡的能量很小，均衡效果较差，而采用的静态能量均衡法由于均衡的能量本质上是通过电阻发热，系统的热可靠性不高。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种体积小，成本低廉，能对电池进行能量均衡及安全保护的电磁均衡式电池保护器。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种电磁均衡式电池保护器，包括光电转换器、回差比较器、光电驱动器和电压均衡器，
所述光电转换器和电压均衡器的第一输入端连接待充电电池正极，所述光电转换器和电压均衡器的第二输入端连接待充电电池负极，所述电压均衡器包含第一继电器，所述待充电电池的正极通过所述第一继电器的常闭触点输出电压，所述光电转换器上设置有电池电压值信号输出端；
所述光电转换器高电位输出端连接所述回差比较器的高电位输入端，
所述回差比较器高电位输出端连接所述光电驱动器的高电位输入端，
所述光电驱动器的驱动信号输出端连接所述电压均衡器的驱动信号输入端，所述光电驱动器的高压接地端与电压均衡器的高压接地端均连接至待充电电池负极，
光电转换器的高电位输出端将待充电电池正负极之间的电压传递到回差比较器的高电位输入端，光电转换器的电池电压值信号输出端同步输出待充电电池的电压值给回差比较器，回差比较器根据所接收到的待充电电池的电压值向所述光电驱动器发送高低电平信号，所述光电驱动器根据所接收的高低电平信号向电压均衡器输出高低电平信号，所述电压均衡器根据光电驱动器发送高低电平信号对电池充放电进行控制。
当待充电电池正负极之间的电压通过光电转换器的高电位输出端传递给回差比较器的高电位输入端的同时，又通过光电转换器的电压值信号输出端同步输出待充电电池的电压值给外部控制器，外部控制器对电池的电压值进行显示及监控，回差比较器根据接收到的待充电电池的电压值进行比较：
如果待充电电池的电压值＞设置的允许的最高上限电压时，回差比较器的高电位输出端由原来的高电平输出转变为低电平输出给光电驱动器的高电位输入端，光电驱动器接收到输入端为低电平后，光电驱动器的驱动信号输出端由原来的低电平输出转变为高电平输出给电压均衡器的驱动信号输入端，电压均衡器接收到驱动信号输入端为高电平后，停止对待充电电池充电，电压均衡器对待充电电池进行电磁放电均衡，直到待充电电池的电压值下降到允许的满电电压下限值时，停止放电。
如果待充电电池的电压值＜设置的允许的最高上限电压时，回差比较器的高电位输出端保持高电平输出给光电驱动器的高电位输入端，光电驱动器接收到高电位输入端为高电平后，光电驱动器的驱动信号输出端保持低电平输出给电压均衡器的驱动信号输入端，电压均衡器接收到驱动信号输入端为低电平后，控制待充电电池继续充电。
该电池保护器能对电池进行能量均衡及安全保护，使得电池不存在过流、过压或是欠压的问题。
进一步的，所述光电转换器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻，第一电容、第二电容、第一光电耦合器、同相放大器，
所述第一电阻的一端与待充电电池的正极连接，另一端通过第一电容与待充电电池的负极连接，所述第一电容并联在所述第一光电耦合器输入端的二极管两端，所述第一光电耦合器的集电极通过第二电阻与第一直流电源连接，所述第一光电耦合器的发射极通过第三电阻和第二电容接地，所述第三电阻和第二电容并联，所述第一光电耦合器的发射极通过第四电阻与所述同相放大器的同相端连接，同相放大器的同相端通过第五电阻接地，同相放大器的反相端通过第六电阻接地，所述第七电阻的两端分别与同相放大器的反相端和输出端连接，所述同相放大器的输出端连接第八电阻的一端，所述第八电阻的另一端为电池电压值信号输出端。
该电路结构简单，成本低廉，实现了电池组内高压回路单只电池的电压值测量，同时解决了电池组高压回路与低压控制回路的电隔离。
进一步的，所述回差比较器包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻和比较器，
所述第十电阻一端连接所述比较器的反相端，所述第十电阻和比较器的连接点处连接所述第九电阻的一端，所述第九电阻另一端接地，所述比较器的正相端通过所述第十三电阻接地，所述比较器的正相端通过第十二电阻连接第一直流电源，所述比较器的正相端通过第十一电阻连接比较器输出端。
回差比较器实现了电池组中的每一只电池在充电后的电压都落在满电电压与最高允许电压之间，该电路结构清晰简单，减小了该电池保护器的体积。
进一步的，所述光电驱动器包括第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻,第四光电耦合器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管和第五三极管，
所述第十四电阻的一端为电光驱动器的高电位输入端，其另一端连接所述第一三极管的基极，所述第一三极管的基极通过所述第十六电阻接地，所述第一三极管的发射极接地，其集电极通过所述第十五电阻连接第一直流电源，所述第一三极管的集电极连接第二三极管的基极，所述第二三极管的基极通过第十八电阻接地，所述第二三极管的发射极接地，其集电极通过第十七电阻连接至第四光电耦合器输入端的二极管负极，所述第四光电耦合器输入端的二极管正极连接第一直流电源，所述第四光电耦合器的光电接收管集电极连接第二直流电源，所述第四光电耦合器的光电接收管发射极通过第十九电阻连接第三三极管的基极，所述第三三极管的基极通过第二十电阻接地，所述第三三极管的发射极通过第二十一电阻接地，所述第三三极管的发射极分别连接第四三极管和第五三极管的基极，所述第三三极管的集电极和第四三极管的集电极均连接至第二直流电源，所述第四三极管的发射极连接第五三极管的发射极，所述第五三极管的集电极接高压地。
该电路实现了高低压回路的电隔离，保证高低压回路能够可靠工作。
进一步的，所述电压均衡器包括第二十二电阻、第二十三电阻、第一二极管、第一继电器和第六场效应管，
所述第二十二电阻与第二十三电阻相连接，两者的连接点为所述电压均衡器的驱动信号输入端,所述第二十二电阻另一端接高压地,所述第二十三电阻另一端连接第六场效应管的栅极，所述第六场效应管的源极接高压地，所述第六场效应管的漏极通过第一继电器线圈引脚的第一端与待充电电池正极连接，所述第一继电器的中心触点与待充电电池正极连接，所述第一继电器的常闭触点为待充电电池正极输出端，第一继电器还包括常开触点，所述待充电电池的负极接高压地，所述第一二极管的负极连接第一继电器线圈引脚的第二端，所述第一二极管的正极连接第一继电器(J1)线圈引脚的第一端。
该电路实现了电池的保护和均衡，结构简单，清晰明了，成本低。
本发明的有益效果为：
1、相比于传统电池管理器，管理简单，体积小，接线少，成本低。
2、本保护器既可以使用在2—3.7V的单体电池上，也可以使用在12V的电池模块上，这些带有保护器的单体电池和模块电池可以以串、并联方式连接成各种功率的电池组。
3、在充电完成后，连接有本保护器的电池组内部的每一只电池的电压都自动控制在满电电压与最高允许电压之间，保证了电池组内部电池电压的一致性，提高了电池使用中放电的容量和寿命。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明原理示意图；
图2为本发明的具体实施例结构示意图；
图3是光电转换器电路图；
图4为回差比较器电路图；
图5为光电驱动器电路图；
图6为电压均衡器电路图；
图7为弹簧继电器结构示意图；
图8为永久磁铁继电器结构示意图。
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，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在电池管理保护领域，对电池的充放电管理通常设有第一直流电源V1和第二直流电源V2，第一直流电源V1和第二直流电源V2大小数值可以一样，但二者是独立的且绝缘隔离使用，第一直流电源V1是使用在低压电路中，第二直流电源V2是使用在高压电路中。
本发明提供了一种电磁均衡式电池保护器，如图1所示，包括光电转换器601、回差比较器602、光电驱动器701和电压均衡器702，光电转换器601和电压均衡器702的第一输入端连接待充电电池正极，光电转换器601和电压均衡器702的第二输入端连接待充电电池负极，所述电压均衡器702包含第一继电器J1，所述待充电电池的正极通过所述第一继电器J1的常闭触点4输出电压，光电转换器601上设置有电池电压值信号输出端A；光电转换器601高电位输出端K1连接回差比较器602的高电位输入端K2，回差比较器602高电位输出端K3连接光电驱动器701的高电位输入端K4，光电驱动器701的驱动信号输出端K5连接电压均衡器702的驱动信号输入端K6，光电驱动器701的高压接地端B1与电压均衡器702的高压接地端B2均连接至待充电电池负极，
光电转换器601的高电位输出端K1将待充电电池正负极之间的电压传递到回差比较器602的高电位输入端K2，光电转换器601的电池电压值信号输出端A同步输出待充电电池的电压值给回差比较器602，回差比较器602根据所接收到的待充电电池的电压值向光电驱动器701发送高低电平信号，光电驱动器701根据所接收的高低电平信号向电压均衡器702输出高低电平信号，电压均衡器702根据光电驱动器701发送高低电平信号对电池充放电进行控制。
使用时，因为每个需要充电的电池组由多个单个电池组成，在每个电池组的每个电池上都安装该电磁均衡电池保护器，电池组中单个电池之间的连接是通过第一继电器J1中的常闭触点4连接起来，如图2所示:
以m1列中的电池E1在充电时为例。当电池E1正负极之间的电压通过光电转换器601的高电位输出端K1传递给回差比较器602的高电位输入端K2的同时，又通过光电转换器601的电压值信号输出端A同步输出电池E1的电压值外部控制器，外部控制器对电池的电压值进行显示及监控，回差比较器602根据接收到的电池E1电压值进行比较：
1)如果电池E1的电压值＞设置的允许的最高上限电压值V4时，回差比较器602的高电位输出端K3由原来的高电平输出转变为低电平输出给光电驱动器701的高电位输入端K4，光电驱动器701接收到高电位输入端K4为低电平后，光电驱动器701的驱动信号输出端K5由原来的低电平输出转变为高电平输出给电压均衡器702的驱动信号输入端K6，电压均衡器702接收到驱动信号输入端K6为高电平后，控制第一继电器J1的中心触点3和常闭触点4断开与电池E2的连接，m1列中的电池停止充电，电压均衡器702对电池E1进行电磁放电均衡，当电池E1经电磁放电的电压值下降到允许的满电电压下限值V3时，本发明再次接通第一继电器J1的中心触点3和常闭触点4与电池E2连接，m1列中的电池又开始充电，经过一段时间的充电，如果m1列中的电池E2又达到设置的允许的最高上限电压值V4时，本发明重复上述控制过程，直到m1列中的电池电压全部达到最高上限电压值V4与满电电压之间的电压；
2)如果电池E1的电压值＜设置的允许的最高上限电压值V4时，回差比较器602的高电位输出端K3保持高电平输出给光电驱动器701的高电位输入端K4，光电驱动器701接收到高电位输入端K4为高电平后，光电驱动器701的驱动信号输出端K5保持低电平输出给电压均衡器702的驱动信号输入端K6，电压均衡器702接收到驱动信号输入端K6为低电平后，控制第一继电器J1的中心触点3和常闭触点4保持与电池E2的连接，m1列中的电池保持充电不变。
其它组电池组的充电原理与m1列相同。
具体的，如图3所示，光电转换器601包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8，第一电容C1、第二电容C2、第一光电耦合器U1、同相放大器U2，
第一电阻R1的一端与待充电电池的正极连接，另一端通过第一电容C1与待充电电池的负极连接，第一电容C1并联在第一光电耦合器U1输入端的二极管两端，第一光电耦合器U1的集电极通过第二电阻R2与第一直流电源V1连接，第一光电耦合器U1的发射极通过第三电阻R3和第二电容C2接地，第三电阻R3和第二电容C2并联，第一光电耦合器U1的发射极通过第四电阻R4与同相放大器U2的同相端连接，同相放大器U2的同相端通过第五电阻R5接地，同相放大器U2的反相端通过第六电阻R6接地，第七电阻R7的两端分别与同相放大器U2的反相端和输出端连接，同相放大器U2的输出端连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端为电池电压值信号输出端A。
当电池E1两端的电压通过第一电阻R1限流加到第一光电耦合器U1的输入发光二极管后，第一光电耦合器U1的发光二极管得电开始发光，第一光电耦合器U1输出端的光电管接收到这个发光后就进入线性导通工作区，其发射极输出的线性电流通过第三电阻R3，在第三电阻R3上得到随电池E1电压线性变化的输出电压，该电压通过同相放大器U2进行放大后由高电位输出端K1传给回差比较器602，同时通过电压值信号输出端A把电池E1电压变化值传递给外接控制器，第一电容C1和第二电容C2起滤波作用。电池E1可以是单体电池，也可以是模块电池。
如图4所示，回差比较器602包括第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13和比较器U3，
第十电阻R10一端连接比较器U3的反相端，第十电阻R10和比较器U3的连接点处连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9另一端接地，比较器U3的正相端通过第十三电阻R13接地，比较器U3的正相端通过第十二电阻R12连接第一直流电源V1，比较器U3的正相端通过第十一电阻R11连接比较器U3输出端。
当电池E1的电压值通过高电位输入端K2达到比较器U3的反相端后，如果比较器U3的反相端电压＜同相端电压，比较器U3的输出端输出电压值为V1的高电平，由于第十一电阻R11的正反馈分压作用，使比较器U3的同相端电压从之前的满电电压下限值V3上升到最高上限电压值V4；如果比较器U3的反相端电压＞同相端电压，比较器U3的输出端输出电压值为0V的低电平，由于第十一电阻R11的正反馈分压作用，使比较器U3的同相端电压从之前的最高上限电压值V4到下降满电电压下限值V3；回差电压△V＝V4-V3，回差电压△V对应为电池组内部各单体电池经均衡后电压精度值范围。
为了完成上述回差控制，除采用回差比较器外，还可以采用含A/D转换的单片机来实现回差控制。
如图5所示，光电驱动器701包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21,第四光电耦合器U4、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4和第五三极管Q5，
第十四电阻R14的一端为电光驱动器701的高电位输入端，其另一端连接第一三极管Q1的基极，第一三极管Q1的基极通过第十六电阻R16接地，第一三极管Q1的发射极接地，其集电极通过第十五电阻R15连接第一直流电源V1，第一三极管Q1的集电极连接第二三极管Q2的基极，第二三极管Q2的基极通过第十八电阻R18接地，第二三极管Q2的发射极接地，其集电极通过第十七电阻R17连接至第四光电耦合器U4输入端的二极管负极，第四光电耦合器U4输入端的二极管正极连接第一直流电源V1，第四光电耦合器U4的光电接收管集电极连接第二直流电源V2，第四光电耦合器U4的光电接收管发射极通过第十九电阻R19连接第三三极管Q3的基极，第三三极管Q3的基极通过第二十电阻R20接地，第三三极管Q3的发射极通过第二十一电阻R21接地，第三三极管Q3的发射极分别连接第四三极管Q4和第五三极管Q5的基极，第三三极管Q3的集电极和第四三极管Q4的集电极均连接至第二直流电源V2，第四三极管Q4的发射极连接第五三极管Q5的发射极，第五三极管Q5的集电极接高压地。
当高电位输入端K4输入为高电平时，表示电池E1的电压没有达到允许的最高电压上限值，此时第一三极管Q1的集电极饱和导通输出低电平0V，第二三极管Q2的集电极断开截止输出高电平，光电耦合器U4的光电接收管发射极截止没有电流输出，第三三极管Q3的发射极也截止没有电流输出，第四三极管Q4的发射极同样截止，第五三极管Q5发射极对集电极导通，驱动信号输出端K5输出低电平；当高电位输入端K4输入为低电平时，表示电池E1的电压已经达到允许的最高电压上限值V4，此时第一三极管Q1的集电极断开截止输出高电平，第二三极管Q2的集电极饱和导通输出低电平0V，光电耦合器U4的光电接收管发射极导通输出电流，第三三极管Q3的发射极也导通输出电流，第四三极管Q4的发射极同样导通，第五三极管Q5发射极对集电极截止，驱动信号输出端K5输出高电平。
如图6所示，电压均衡器702包括第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第一二极管D1、第一继电器J1和第六场效应管Q6，
第二十二电阻R22与第二十三电阻R23相连接，两者的连接点为电压均衡器702的驱动信号输入端,第二十二电阻R22另一端接高压地,第二十三电阻R23另一端连接第六场效应管Q6的栅极，第六场效应管Q6的源极接高压地，所述第六场效应管Q6的漏极通过第一继电器J1线圈引脚的第一端与待充电电池正极连接，所述第一继电器J1的中心触点3与待充电电池正极连接，所述第一继电器J1的常闭触点4为待充电电池正极输出端，第一继电器J1还包括常开触点5，所述待充电电池的负极接高压地，所述第一二极管D1的负极连接第一继电器J1线圈引脚的第二端，所述第一二极管的正极连接第一继电器J1线圈引脚的第一端。
当驱动信号输入端K6为高电平时，表示电池E1的电压达到了允许的最高电压上限值V4，场效应管Q6的漏极饱和导通，第一继电器J1的线圈引脚的第一端和第二端接到了电池E1的两端，电池E1通过第一继电器J1的线圈进行电磁均衡放电，同时第一继电器J1控制中心触点3与常闭触点4断开，与常开触点5接通，使电池E1从充电回路中断开；当驱动信号输入端K6为低电平时，表示电池E1的电压没有达到允许的最高电压上限值V4，场效应管Q6的漏极截止断开，第一继电器J1的线圈引脚的第一端和第二端无电流流入，第一继电器J1的中心触点3与常闭触点4恢复到闭合状态，使电池E1重新接回充电回路中，使充电继续进行。
本电路中，第一继电器J1可以选用弹簧继电器，也可以选用永久磁铁继电器。
当选用弹簧继电器时，如图7所示，第一继电器J1的线圈引脚的第一端和第二端两端加上需要的工作电压，线圈中就会有电流产生，从而产生电磁效应，即把电池E1的多余电能转变为磁能，衔铁就会在电磁力吸引的作用下，克服弹簧的拉力而吸向铁芯，磁能转变为克服弹簧的拉力的机械能，从而带动衔铁的中心触点3与常开触点5闭合；当线圈引脚的第一端和第二端两端断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回初始的位置，使中心触点3与常闭触点4闭合。在具体工作中，如需改变电磁均衡效果，只需要改变继电器弹簧的拉力大小和线圈输入的电流大小即线圈匝数的多少就能实现。
当选用永久磁铁继电器时，如图8所示，第一继电器J1的线圈引脚的第一端和第二端两端加上需要的工作电压，线圈中就会有电流产生，从而产生电磁效应，即把电池E1的多余电能转变为磁能，衔铁就会在线圈产生的电磁力吸引的作用下，克服永久磁铁的磁力而吸向铁芯，线圈的磁能克服永久磁铁的磁能，从而带动衔铁的中心触点3与常开触点5闭合；当线圈引脚的第一端和第二端两端断电后，线圈产生的电磁吸力也随之消失，衔铁就会在永久磁铁产生的磁力作用下返回初始的位置，使中心触点3与常闭触点4闭合。在具体工作中，如需改变电磁均衡效果，只需要改变继电器中永久磁铁的磁力大小和线圈输入的电流大小即线圈匝数的多少就能实现，
由于接触器工作原理与继电器相同，接触器也可以用于电压均衡器中。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.电磁均衡式电池保护器，其特征在于，包括光电转换器(601)、回差比较器(602)、光电驱动器(701)和电压均衡器(702)，
所述光电转换器(601)和电压均衡器(702)的第一输入端连接待充电电池正极，所述光电转换器(601)和电压均衡器(702)的第二输入端连接待充电电池负极，所述电压均衡器(702)包含第一继电器(J1)，所述待充电电池的正极通过所述第一继电器(J1)的常闭触点输出电压，所述光电转换器(601)上设置有电池电压值信号输出端(A)；
所述光电转换器(601)高电位输出端连接所述回差比较器(602)的高电位输入端，
所述回差比较器(602)高电位输出端连接所述光电驱动器(701)的高电位输入端，
所述光电驱动器(701)的驱动信号输出端连接所述电压均衡器(702)的驱动信号输入端，所述光电驱动器(701)的高压接地端与电压均衡器(702)的高压接地端均连接至待充电电池负极，
光电转换器(601)的高电位输出端将待充电电池正负极之间的电压传递到回差比较器(602)的高电位输入端，光电转换器(601)的电池电压值信号输出端(A)同步输出待充电电池的电压值给回差比较器(602)，回差比较器(602)根据所接收到的待充电电池的电压值向所述光电驱动器(701)发送高低电平信号，所述光电驱动器(701)根据所接收的高低电平信号向电压均衡器(702)输出高低电平信号，所述电压均衡器(702)根据光电驱动器(701)发送高低电平信号对电池充放电进行控制。
2.根据权利要求1所述的电磁均衡式电池保护器，其特征在于，所述光电转换器(601)包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)，第一电容(C1)、第二电容(C2)、第一光电耦合器(U1)、同相放大器(U2)，
所述第一电阻(R1)的一端与待充电电池的正极连接，另一端通过第一电容(C1)与待充电电池的负极连接，所述第一电容(C1)并联在所述第一光电耦合器(U1)输入端的二极管两端，所述第一光电耦合器(U1)的集电极通过第二电阻(R2)与第一直流电源(V1)连接，所述第一光电耦合器(U1)的发射极通过第三电阻(R3)和第二电容(C2)接地，所述第三电阻(R3)和第二电容(C2)并联，所述第一光电耦合器(U1)的发射极通过第四电阻(R4)与所述同相放大器(U2)的同相端连接，同相放大器(U2)的同相端通过第五电阻(R5)接地，同相放大器(U2)的反相端通过第六电阻(R6)接地，所述第七电阻(R7)的两端分别与同相放大器(U2)的反相端和输出端连接，所述同相放大器(U2)的输出端连接第八电阻(R8)的一端，所述第八电阻(R8)的另一端为电池电压值信号输出端(A)。
3.根据权利要求1所述的电磁均衡式电池保护器，其特征在于，所述回差比较器(602)包括第九电阻(R9)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)、第十二电阻(R12)、第十三电阻(R13)和比较器(U3)，
所述第十电阻(R10)一端连接所述比较器(U3)的反相端，所述第十电阻(R10)和比较器(U3)的连接点处连接所述第九电阻(R9)的一端，所述第九电阻(R9)另一端接地，所述比较器(U3)的正相端通过所述第十三电阻(R13)接地，所述比较器(U3)的正相端通过第十二电阻(R12)连接第一直流电源(V1)，所述比较器(U3)的正相端通过第十一电阻(R11)连接比较器(U3)输出端。
4.根据权利要求1所述的电磁均衡式电池保护器，其特征在于，所述光电驱动器(701)包括第十四电阻(R14)、第十五电阻(R15)、第十六电阻(R16)、第十七电阻(R17)、第十八电阻(R18)、第十九电阻(R19)、第二十电阻(R20)、第二十一电阻(R21),第四光电耦合器(U4)、第一三极管(Q1)、第二三极管(Q2)、第三三极管(Q3)、第四三极管(Q4)和第五三极管(Q5)，
所述第十四电阻(R14)的一端为电光驱动器(701)的高电位输入端，其另一端连接所述第一三极管(Q1)的基极，所述第一三极管(Q1)的基极通过所述第十六电阻(R16)接地，所述第一三极管(Q1)的发射极接地，其集电极通过所述第十五电阻(R15)连接第一直流电源(V1)，所述第一三极管(Q1)的集电极连接第二三极管(Q2)的基极，所述第二三极管(Q2)的基极通过第十八电阻(R18)接地，所述第二三极管(Q2)的发射极接地，其集电极通过第十七电阻(R17)连接至第四光电耦合器(U4)输入端的二极管负极，所述第四光电耦合器(U4)输入端的二极管正极连接第一直流电源(V1)，所述第四光电耦合器(U4)的光电接收管集电极连接第二直流电源(V2)，所述第四光电耦合器(U4)的光电接收管发射极通过第十九电阻(R19)连接第三三极管(Q3)的基极，所述第三三极管(Q3)的基极通过第二十电阻(R20)接地，所述第三三极管(Q3)的发射极通过第二十一电阻(R21)接地，所述第三三极管(Q3)的发射极分别连接第四三极管(Q4)和第五三极管(Q5)的基极，所述第三三极管(Q3)的集电极和第四三极管(Q4)的集电极均连接至第二直流电源(V2)，所述第四三极管(Q4)的发射极连接第五三极管(Q5)的发射极，所述第五三极管(Q5)的集电极接高压地。
5.根据权利要求1所述的电磁均衡式电池保护器，其特征在于，所述电压均衡器(702)包括第二十二电阻(R22)、第二十三电阻(R23)、第一二极管(D1)、第一继电器(J1)和第六场效应管(Q6)，
所述第二十二电阻(R22)与第二十三电阻(R23)相连接，两者的连接点为所述电压均衡器(702)的驱动信号输入端,所述第二十二电阻(R22)另一端接高压地,所述第二十三电阻(R23)另一端连接第六场效应管(Q6)的栅极，所述第六场效应管(Q6)的源极接高压地，所述第六场效应管(Q6)的漏极通过第一继电器(J1)线圈引脚的第一端与待充电电池正极连接，所述第一继电器(J1)的中心触点(3)与待充电电池正极连接，所述第一继电器(J1)的常闭触点(4)为待充电电池正极输出端，第一继电器(J1)还包括常开触点(5)，所述待充电电池的负极接高压地，所述第一二极管(D1)的负极连接第一继电器(J1)线圈引脚的第二端，所述第一二极管的正极连接第一继电器(J1)线圈引脚的第一端。
CN201510229172.0A 2015-05-07 2015-05-07 电磁均衡式电池保护器 Expired - Fee Related CN104810893B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510229172.0A CN104810893B (zh) 2015-05-07 2015-05-07 电磁均衡式电池保护器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510229172.0A CN104810893B (zh) 2015-05-07 2015-05-07 电磁均衡式电池保护器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104810893A CN104810893A (zh) 2015-07-29
CN104810893B true CN104810893B (zh) 2017-03-08

Family

ID=53695492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510229172.0A Expired - Fee Related CN104810893B (zh) 2015-05-07 2015-05-07 电磁均衡式电池保护器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104810893B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106655300A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 中国科学院沈阳自动化研究所 一种基于大容量锂电池的均衡充电控制装置及方法
CN113014231B (zh) * 2021-03-05 2023-12-19 南京晓庄学院 三对参量可调可控光电延时正反馈激光宽带信号双发生器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201360156Y (zh) * 2008-11-25 2009-12-09 赵建和 一种提高串联电池组安全性和寿命的充放电管理装置
JP5730161B2 (ja) * 2011-09-02 2015-06-03 ルネサスエレクトロニクス株式会社 電圧監視回路及びそのテスト方法、電圧監視システム
JP2013055800A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Toyota Industries Corp 電池監視協調充電システム及び電動車両
CN103944240B (zh) * 2014-05-09 2016-05-11 重庆大学 总线式电池组均衡电路及其控制方法
CN204597553U (zh) * 2015-05-07 2015-08-26 李欣彤 一种电磁均衡式电池保护器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104810893A (zh) 2015-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102522798B (zh) 一种电池组模块之间的主动均衡电路
CN107554323A (zh) 一种动力电池组的控制系统及电动汽车
CN102540070A (zh) 一种四个继电器控制和检测电路及其检测方法
CN107565684A (zh) 一种集成的应急照明的交流检测及电源控制系统
CN106985672B (zh) 一种电动汽车电池包断电系统
CN204597553U (zh) 一种电磁均衡式电池保护器
CN207234495U (zh) 充电装置与系统
CN104810893B (zh) 电磁均衡式电池保护器
CN107834634A (zh) 一种用于储能电池组管理系统的充电限流电路以及包含充电限流电路的储能电池组管理系统
CN105207332B (zh) 电动车充电器智能控制电路
CN209880490U (zh) 一种基于过零检测的电磁式继电器控制电路
CN201766397U (zh) 一种动力型多串锂电池控制系统
CN206585316U (zh) 一种具有控制反馈的高压直流能量泄放控制电路
CN208209591U (zh) 一种基于变压器的电池组电压均衡电路
CN111009950A (zh) 一种过充保护电路及充电器
CN104079042B (zh) 一种用于充电电池的电压电流扫描电路
CN105743188B (zh) 铅酸电池组保护系统
CN206517644U (zh) 一种短路保护电路及太阳能路灯系统
CN109515250A (zh) 一种电池控制装置及电动车
CN108923388A (zh) 一种上电缓冲单元的故障检测电路及方法
CN209016762U (zh) 一种充放电控制低压电源
CN209150792U (zh) Eps逆变切换装置和应急电源
CN206226083U (zh) 一种分容柜电池充电过压保护电路
CN202906517U (zh) 电池组快速均衡充电装置
CN207426965U (zh) 一种具有失效反馈的高压直流电源能量泄放控制电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20151030

Address after: 400060 Chongqing City, the southern bank of the district through the District of the United States and the reunion of the 12 units of the building 2 3-3

Applicant after: Chongqing Jing Zang electric equipment Leasing Company Ltd.

Address before: Chongqing city Yuzhong District 400010 Zourong Road No. 85 3-4

Applicant before: Li Xintong

Applicant before: Sun Guiqiong

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20161206

Address after: Chongqing city Yuzhong District 400010 Zourong Road No. 85 3-4

Applicant after: Li Hang

Address before: 400060 Chongqing City, the southern bank of the district through the District of the United States and the reunion of the 12 units of the building 2 3-3

Applicant before: Chongqing Jing Zang electric equipment Leasing Company Ltd.

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170308

Termination date: 20180507

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee