CN106329669A - 一种分布式电池均衡模块 - Google Patents
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Abstract
本发明一种分布式电池均衡模块，包括正输入端，用于耦接串联电池组的正极；负输入端，用于耦接串联电池组的负极；控制器，每隔第一预设时间采样一次串联电池组的端电压，并根据端电压以及对应的采样时刻形成端电压信息，当端电压信息满足预设第一条件时，输出放电信号；放电支路，放电支路包括开关单元以及放电电阻，当开关单元导通时，放电电阻与串联电池组形成回路以对串联电池组放电；开关单元，耦接控制器，受控于放电信号。同时能耗较低，对串联电池组的影响较小。
Description
技术领域
本发明涉及电池均衡控制领域，具体涉及一种分布式电池均衡模块。
背景技术
目前，串联电池组在应用过程中，各电池单元的充放电电流相同，而理想状态时充放同时。由于各电池单元的电量差异会随着时间而增加，导致整组电池的可用容量降低。充电过程中，只要有一电池单元处于满充状态，则整组串联电池组就无法充电；但是放电过程中，只要有一电池单元处于满放状态，那么所有电池单元的剩余电能就不能够得到利用，所以需要一种耗能较小的电池控制模块，使得电量差异不会积累。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种耗能较低的分布式电池均衡模块，解决以上技术问题；
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种分布式电池均衡模块，包括
正输入端，用于耦接串联电池组的正极；
负输入端，用于耦接串联电池组的负极；
控制器，耦接所述正输入端和负输入端，每隔第一预设时间采样一次所述串联电池组的端电压，并根据所述端电压以及对应的采样时刻形成端电压信息，当端电压信息满足预设第一条件时，输出放电信号；
放电支路，所述放电支路包括开关单元以及放电电阻，当所述开关单元导通时，所述放电电阻与所述串联电池组形成回路以对所述串联电池组放电；开关单元，耦接控制器，受控于所述放电信号。
通过这样设置，首先通过控制器周期性检测串联电池组的端电压，当电压变化模式达到预设的触发条件，则说明电池组内部的电池单元之间存在电压差，此时，就可以通过放电信号的输出控制放电，完成对回路的放电，保证放电实现，同时能耗较低，对串联电池组的影响较小。
进一步的，所述控制器耦接有分压电路，所述分压电路包括串联设置的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻耦接的节点耦接于所述控制器。
通过这样设置，减少电路结构，方便模块设置。
进一步的，所述控制器包括PWM发生模块，所述PWM发生模块通过第一策略形成所述放电信号以控制所述开关单元。通过PWM发生模块，可以控制放电功率，保证放电效果。PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)。
进一步的，所述第一策略包括
当端电压信息满足第二预设条件时，停止所述放电信号的输出。通过这样设置，在放电状态下继续对端电压信息进行判断在放电状态正常时，及时终止或者暂停放电。
进一步的，还包括温度采集电路，所述温度采集电路耦接所述控制器，所述温度采集电路用于采集所述分布式电池均衡模块的温度并形成温度反馈电压至所述控制器。
通过这样设置，可以对放电时的温度状态进行检测，提高检测效果。
进一步的，所述温度采集电路包括串联设置的第三分压电阻和热敏电阻，所述第三分压电阻和热敏电阻耦接的节点提供所述温度反馈电压。
通过这样设置，减少电路结构，方便模块设置。
进一步的，所述第一策略包括
根据温度反馈电压调节所述放电信号的占空比。由于将电路结构设置较为紧凑，所以放电功率一旦过高，则直接会影响控制器的使用寿命防止放电功率过高而引起温升过高而影响温度反馈电压的占空比。
进一步的，所述控制器还耦接有一发光二极管，所述控制器通过第二策略形成指示信号；所述发光二极管受控于所述指示信号工作。二极管不会增加电路结构的复杂程度，二来二极管的设置，可以对控制器的工作状态起到指示的效果。
进一步的，所述第二策略包括每隔第二预设时间生成一指示信号。通过间隔生成指示信号的方式，减少能耗。
进一步的，所述正输入端和所述负输入端之间耦接有一TVS管，所述TVS管的阴极耦接于所述正输入端，所述TVS管的阴极与所述正输入端之间还串联有一熔断器。这样一来就就可以实现对本模块的过压保护和反接保护。
有益效果：由于采用以上技术方案，首先通过控制器周期性检测串联电池组的端电压，当电压变化模式达到预设的触发条件，则说明电池组内部的电池单元之间存在电压差，此时，就可以通过放电信号的输出控制放电，完成对回路的放电，保证放电实现。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
参照图1所示，一种分布式电池均衡模块，包括正输入端，用于耦接串联电池组的正极；负输入端，用于耦接串联电池组的负极；
控制器，每隔第一预设时间采样一次串联电池组的端电压，并根据端电压以及对应的采样时刻形成端电压信息，当端电压信息满足预设第一条件时，输出放电信号；设置为低功耗的MCU(Micro computer Control Unit，微处理单元)。
放电支路，放电支路包括开关单元M1以及放电电阻R6，当开关单元M1导通时，放电电阻R6与串联电池组形成回路以对串联电池组放电；开关单元M1，耦接控制器的K3脚，受控于放电信号，还包括下拉电阻R5，耦接于K3和负输入端之间，用于保证M1处于常闭状态；
开关单元M1为NMOS管，其源极和漏极分别耦接于串联电池组的正输入端和负输入端，NMOS管的栅极接于K3管脚，端电压信息代表电池组电量，放电信号从图中的K3脚输出，放电信号为PWM信号，以控制开关单元M1的导通频率。
通过这样设置，首先通过控制器周期性检测串联电池组的端电压，当电压变化模式达到预设的触发条件，则说明电池组内部的电池单元之间存在电压差，此时，就可以通过放电信号的输出控制放电，完成对回路的放电，保证放电实现。
控制器耦接有分压电路，分压电路包括串联设置的第一分压电阻R1和第二分压电阻R2，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2耦接的节点耦接于控制器，参照图1所示，控制器的S1脚耦接R1和R2之间，而控制器的K1叫耦接R1，负输入端耦接R2。
控制器包括PWM发生模块，PWM发生模块通过第一策略形成放电信号以控制开关单元M1。通过PWM发生模块，可以控制放电功率，保证放电效果。第一策略包括当端电压信息满足第二预设条件时，停止放电信号的输出。
还包括温度采集电路，温度采集电路耦接控制器，温度采集电路用于采集分布式电池均衡模块的温度并形成温度反馈电压至控制器。可以对放电时的温度状态进行检测，提高检测效果。温度采集电路包括串联设置的第三分压电阻R3和热敏电阻NTC1，控制器的K2脚耦接第三分压电阻R3，控制器的S2角耦接于R3和NTC1之间的节点，第三分压电阻R3和热敏电阻NTC1耦接的节点提供温度反馈电压。第一策略包括根据温度反馈电压调节放电信号的占空比，这样当温度上升时，可以适当增加占空比以减小放电电流的大小。由于将电路结构设置较为紧凑，所以放电功率一旦过高，则直接会影响控制器的使用寿命防止放电功率过高而引起温升过高而影响温度反馈电压的占空比。控制器还耦接有一发光二极管LED1，LED1的阳极与控制器的K4脚之间耦接有保护电阻R4，控制器通过第二策略形成指示信号；发光二极管LED1受控于指示信号工作。二极管不会增加电路结构的复杂程度，二来二极管的设置，可以对控制器的工作状态起到指示的效果。第二策略包括每隔第二预设时间生成一指示信号。通过间隔生成指示信号的方式，减少能耗。
正输入端和负输入端之间耦接有一TVS管，TVS管的阴极耦接于正输入端，TVS管的阴极与正输入端之间还串联有一熔断器FUSE1，一旦反接，TVS管导通就会使得熔断器FUSE1熔断。这样一来就就可以实现对本模块的过压保护和反接保护。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种分布式电池均衡模块，其特征在于，包括
正输入端，用于耦接串联电池组的正极；
负输入端，用于耦接串联电池组的负极；
控制器，耦接所述正输入端和负输入端，每隔第一预设时间采样一次所述串联电池组的端电压，并根据所述端电压以及对应的采样时刻形成端电压信息，当端电压信息满足预设第一条件时，输出放电信号；
放电支路，所述放电支路包括开关单元以及放电电阻，当所述开关单元导通时，所述放电电阻与所述串联电池组形成回路以对所述串联电池组放电；开关单元，耦接控制器，受控于所述放电信号。
2.根据权利要求1所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，所述控制器耦接有分压电路，所述分压电路包括串联设置的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻耦接的节点耦接于所述控制器。
3.根据权利要求1所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，所述控制器包括PWM发生模块，所述PWM发生模块通过第一策略形成所述放电信号以控制所述开关单元。
4.根据权利要求3所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，所述第一策略包括
当端电压信息满足第二预设条件时，停止所述放电信号的输出。
5.根据权利要求3所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，还包括温度采集电路，所述温度采集电路耦接所述控制器，所述温度采集电路用于采集所述分布式电池均衡模块的温度并形成温度反馈电压至所述控制器。
6.根据权利要求5所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，所述温度采集电路包括串联设置的第三分压电阻和热敏电阻，所述第三分压电阻和热敏电阻耦接的节点提供所述温度反馈电压。
7.根据权利要求6所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，所述第一策略包括
根据温度反馈电压调节所述放电信号的占空比。
8.根据权利要求1所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，所述控制器还耦接有一发光二极管，所述控制器通过第二策略形成指示信号；所述发光二极管受控于所述指示信号工作。
9.根据权利要求1所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，所述第二策略包括每隔第二预设时间生成一指示信号。
10.根据权利要求1所述的一种分布式电池均衡模块，其特征在于，所述正输入端和所述负输入端之间耦接有一TVS管，所述TVS管的阴极耦接于所述正输入端，所述TVS管的阴极与所述正输入端之间还串联有一熔断器。
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| CN202190065U (zh) * | 2011-08-04 | 2012-04-11 | 深圳市雄韬电源科技股份有限公司 | 一种电池保护电路 |
| CN203086176U (zh) * | 2012-12-18 | 2013-07-24 | 深圳市中兴昆腾有限公司 | 用于串联电池组的充电控制装置 |
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