CN109904885A - 电池组压差自动平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种电池组压差自动平衡装置，该电池组包括若干个电池串，该自动平衡装置包括若干个子平衡装置，各该子平衡装置包括：两个无电流探针，采集各该电池串的两端的当前电压；两个放电探针，分别对应连接所述电池串的正负端；负载，其对该电池串进行放电；目标电压电路，产生目标电压；电压对比电路，其与所述两个无电流探针以及目标电压电路连接，将所述当前电压与所述目标电压进行比较，并发送比较结果；控制电路，接收上述比较结果，当所述当前电压大于所述目标电压，开启所述负载对所述电池串放电，否则所述负载不对所述电池串放电。从而准确率高、效率更高、无需高工作强度、节省人力、避免反充风险。

Description

电池组压差自动平衡装置

【技术领域】

本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池组压差自动平衡装置。

【背景技术】

笔记本电脑等电子装置的电池组，通常会包括若干个相互串联的电池串(各电池串例如可以为两个并联的电池)，各电池串具有下限电压和上限电压。电池组在放电时，若某个电池串到达下限电压则无法再继续放电；电池组在充电时，若某个电池串达到上限电压则无法再继续充电。因此对于相互串联的各电池串之间较佳为不具备压差，如此才可以确保各电池串工作后可以同步到达下限电压或上限电压，而不至于其中某个电池串先到达下限电压后，其它电池串无法继续放电，某个电池串先达到上限电压，其它电池串无法继续充电。

例如期望出厂电压皆为3.8V的三串电池串组成的电池组，各电池串的下限电压为3.0V，上限电压为4.2V。若电池串间存在压差，来料电压分别为3.5V、3.6V、3.8V，在工作后同步放电后，来料电压为3.5V的电池串先放电完毕，其余两个电池串也无法继续工作；在同步充电时，来料电压为3.8V的电池串先充电完毕，其余两个电池串也无法继续充电，从而影响电池组的总容量。

因此，在电池组出厂前，需要对各电池串的压差进行平衡，以达到允许的压差范围。目前的做法是用万用表对同一电池组的各个电池串进行测试，测出同组中的最高电压的电池串，对其余电池串人为充电以达到该最高电压。

然而，采用上述方式，具有如下缺点：需要人为确定充电结果，准确率低；需要对每个电压低的电池串分别充电，效率低下；需要人为监控电池串充电状况，工作强度大；采用人工进行上述工作，耗费人力；极性接反时，即会反充，存在反充风险。

有鉴于此，实有必要提供一种电池组压差自动平衡装置，以解决上述问题。

【发明内容】

因此，本发明的目的是提供一种电池组压差自动平衡装置，解决现有人工充电平衡准确率低、效率低下、工作强度大、耗费人力的问题。

为了达到上述目的，本发明的电池组压差自动平衡装置，该电池组包括若干个电池串，该自动平衡装置包括若干个子平衡装置，各子平衡装置对若干个电池串的电压进行自动平衡以达到目标电压，各该子平衡装置包括：

两个无电流探针，分别对应连接各该电池串的正负端，采集各该电池串的两端的当前电压；

两个放电探针，分别对应连接所述电池串的正负端；

负载，其对该电池串进行放电；

目标电压电路，产生目标电压；

电压对比电路，其与所述两个无电流探针以及目标电压电路连接，将所述无电流探针采集得到的所述当前电压与所述目标电压进行比较，并发送比较结果；

控制电路，分别与所述电压对比电路及所述负载相连，接收上述比较结果，当所述当前电压大于所述目标电压，开启所述负载对所述电池串放电，否则所述负载不对所述电池串放电。

可选的，所述电池组包括三个或四个电池串。

可选的，所述电池串包括两个或三个电池。

可选的，所述目标电压取各所述电池串的下限电压。

可选的，所述下限电压取值范围在1～24伏。

可选的，所述目标电压取各所述电池串中的最小电压。

可选的，所述目标电压电路包括可调稳压电源及可调电阻，通过对可调电阻的调节，所述目标电压电路的输出端达到目标电压。

可选的，所述目标电压电路的输入端连接整流桥，所述整流桥连接变压器，所述变压器将交流电进行变压，所述整流桥将变压后的交流电转化为直流电。

可选的，所述电压对比电路为精密电压比较器LM393。

可选的，所述控制电路包括继电器。

使用时，将电池组的各电池串的两端分别连接所述放电探针及所述无电流探针，并调节所述目标电压电路，产生目标电压，所述负载通过所述控制电路及所述放电探针连接所述电池串，对所述电池串放电，所述无电流探针实时检测所述电池串的当前电压，所述电压对比电路将所述当前电压与目标电压比较，并发送比较结果给所述控制电路，所述控制电路控制所述负载开启对所述电池串的放电。由于各子平衡装置分别将对应的电池串进行放电达到相同的目标电压，因此，该电池组压差自动平衡装置可以达到对各电池串之间的压差平衡。

相较于现有技术，本发明的电池组压差自动平衡装置，具有如下优点：通过电压对比电路进行放电监测，无需人为确定充电结果，准确率高；各子平衡装置可以同时作业，无需对每个电压低的电池串分别充电，效率更高；电压对比电路进行放电监测，无需人为监控电池串充电状况，可以较少工作强度；采用自动监测进行上述工作，节省人力；极性接反时，由于所述当前电压为负，不会进行放电，避免反充风险。

【附图说明】

图1绘示为本发明的电池组压差自动平衡装置一较佳实施例的示意图。

图2绘示为本发明的电池组压差自动平衡装置一较佳实施例的结构示意图。

图3绘示为本发明的电池组压差自动平衡装置的子平衡装置一较佳实施例的结构示意图。

图4绘示为本发明的电池组压差自动平衡装置一较佳实施例的电路结构示意图。

【具体实施方式】

请结合参阅图1、图2、图3，图1绘示为本发明的电池组压差自动平衡装置一较佳实施例的示意图、图2绘示为本发明的电池组压差自动平衡装置一较佳实施例的结构示意图、图3绘示为本发明的电池组压差自动平衡装置的子平衡装置一较佳实施例的结构示意图。

为了达到上述目的，本发明的电池组压差自动平衡装置200，该电池组100包括若干个电池串101(个数可以任意，常见为三个或四个，此处以三个为例)，各所述电池串101可以包括若干个电池(例如为并联的两个或者三个)，该自动平衡装置包括若干个子平衡装置201(对应以三个为例)，各子平衡装置201对若干个电池串101的电压进行自动平衡以达到目标电压，各该子平衡装置201包括：

两个无电流探针202，分别对应连接各该电池串101的正负端，采集各该电池串101的两端的当前电压；

两个放电探针203，分别对应连接所述电池串101的正负端；

负载207，其对该电池串101进行放电；

目标电压电路204，产生目标电压；

电压对比电路205，其与所述两个无电流探针202以及目标电压电路204连接，将所述无电流探针202采集得到的所述当前电压与所述目标电压进行比较，并发送比较结果；

控制电路，分别与所述电压对比电路205及所述负载207相连，接收上述比较结果，当所述当前电压大于所述目标电压，开启所述负载207对所述电池串101放电，否则所述负载207不对所述电池串101放电。

其中，所述目标电压可以取各所述电池串101的下限电压，例如为所述下限电压取值范围在1～24伏(下述的可调稳压电源208可以提供)。当所述电池串101采用锂电芯时，所述下限电压可以为3.0伏；当所述电池串101采用铅酸电芯时，所述下限电压可以为2.0伏。将目标电压取所述下限电压的好处在于，无需检测各电池串101的初始电压来确定目标电压。

其中，所述目标电压取各所述电池串101中的最小电压。将所述目标电压取各所述电池串101中的最小电压，则具有最小电压的该电池串101无需放电，且其余电池串101进行较少的放电即可达到该目标电压。

请再结合参阅图4，图4绘示为本发明的电池组压差自动平衡装置一较佳实施例的电路结构示意图。

其中，所述目标电压电路204可以包括可调稳压电源208及可调电阻209，通过对可调电阻209的调节，所述目标电压电路204的输出端达到目标电压。

其中，所述目标电压电路204的输入端可以为连接整流桥210，所述整流桥210连接变压器211，所述变压器211将交流电进行变压，所述整流桥210将变压后的交流电转化为直流电。

其中，所述电压对比电路205可以为精密电压比较器LM393。

其中，所述控制电路可以包括继电器212，通过继电器212的开关控制负载207与电池串101的连接与否。可选的，该控制电路是由按钮206，继电器212以及自锁继电器213组成，连接好电池组100后，启动按钮206，当前电压高于目标电压的电池串101，对应的继电器212才会被自锁继电器213锁定，与负载207连接，开始放电；当前电压低于目标电压的电池串101，对应的继电器212，则不会被锁定，负载207不会接通，可见极性接反时亦无法启动放电。

使用时，将电池组100的各电池串101的两端分别连接所述放电探针203及所述无电流探针202，并调节所述目标电压电路204，产生目标电压，所述负载207通过所述控制电路及所述放电探针203连接所述电池串101，对所述电池串101放电，所述无电流探针202实时检测所述电池串101的当前电压，所述电压对比电路205将所述当前电压与目标电压比较，仅并发送比较结果给所述控制电路，所述控制电路控制所述负载207开启对所述电池串101的放电。由于各子平衡装置201分别将对应的电池串101进行放电达到相同的目标电压，因此，该电池组压差自动平衡装置200可以达到对各电池串101之间的压差平衡。

相较于现有技术，本发明的电池组压差自动平衡装置200，具有如下优点：

1、通过电压对比电路205进行放电监测，无需人为确定充电结果，准确率高，实验显示，经Agilent34410A电表测试，跳转电压与目标电压误差小于2mV，误差远小于测试10mV的允许压差；

2、各子平衡装置201可以同时作业，一次性完成各电池串101电压的平衡，无需对每个电压低的电池串101分别充电，效率更高；

3、连接好后，电压对比电路205进行放电监测，无需人为监控电池串101充电状况，可以较少工作强度；

4、采用自动监测进行上述工作，节省人力；

5、极性接反时，由于所述当前电压为负，不会进行放电，避免反充风险。

需指出的是，本发明不限于上述实施方式，任何熟悉本专业的技术人员基于本发明技术方案对上述实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，都落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池组压差自动平衡装置，该电池组包括若干个电池串，其特征在于，该自动平衡装置包括若干个子平衡装置，各子平衡装置对若干个电池串的电压进行自动平衡以达到目标电压，各该子平衡装置包括：

两个无电流探针，分别对应连接各该电池串的正负端，采集各该电池串的两端的当前电压；

两个放电探针，分别对应连接所述电池串的正负端；

负载，其对该电池串进行放电；

目标电压电路，产生目标电压；

电压对比电路，其与所述两个无电流探针以及目标电压电路连接，将所述无电流探针采集得到的所述当前电压与所述目标电压进行比较，并发送比较结果；

控制电路，分别与所述电压对比电路及所述负载相连，接收上述比较结果，当所述当前电压大于所述目标电压，开启所述负载对所述电池串放电，否则所述负载不对所述电池串放电。

2.如权利要求1所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述电池组包括三个或四个电池串。

3.如权利要求1所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述电池串包括两个或三个电池。

4.如权利要求1所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述目标电压取各所述电池串的下限电压。

5.如权利要求4所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述下限电压取值范围在1～24伏。

6.如权利要求1所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述目标电压取各所述电池串中的最小电压。

7.如权利要求1-6中任一项所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述目标电压电路包括可调稳压电源及可调电阻，通过对可调电阻的调节，所述目标电压电路的输出端达到目标电压。

8.如权利要求1-6中任一项所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述目标电压电路的输入端连接整流桥，所述整流桥连接变压器，所述变压器将交流电进行变压，所述整流桥将变压后的交流电转化为直流电。

9.如权利要求1-6中任一项所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述电压对比电路为精密电压比较器LM393。

10.如权利要求1-6中任一项所述的电池组压差自动平衡装置，其特征在于，所述控制电路包括继电器。