CN113707956B - 一种适用于电池组的主动均衡方法、电路及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种适用于电池组的主动均衡方法、电路及存储介质,涉及电池组电路的技术领域,该方法包括以下步骤:采集每节电池单体的电压;比较每节电池单体的电压,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体;获取第一电池单体与第二电池单体之间的电压差值;预设电压标准差值;比较电压差值与电压标准差值的数值大小,若电压差值大于电压标准差值,则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量。当电压最高的电池单体与电压最低的电池单体之间的电压差值大于预设的电压标准差值时,对电压最低的电池单体进行充电,减少了各电池单体间电压的差距,实现电池组各电池单体间电压的均衡,从而延长了电池组的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及电池组电路的技术领域,尤其是涉及一种适用于电池组的主动均衡方法、电路及存储介质。
背景技术
锂电池由于其能量密度高、循环寿命长、自放电低以及对环境友好等特点被广泛运用于电池领域中。然而,电池单体容量小,负载能力低,无法满足实际的工程需求。
为此,人们通过一定的连接方式将电池单体组成模组,以提高电池系统的电压平台和存储能量。然而,电池组使用一段时间后,会出现部分电池电压亏损的情况,从而导致电池容量不一致。
针对上述中的相关技术,发明人认为存在有以下缺陷:若不进行均衡控制,随着充放电循环的增加,各电池单体电压逐渐分化,使用寿命将大大缩减。
发明内容
为了提高电池组使用寿命,本申请提供一种适用于电池组的主动均衡方法、电路及存储介质。
第一方面,本申请提供的一种适用于电池组的主动均衡方法采用如下的技术方案:
一种适用于电池组的主动均衡方法,包括以下步骤:
采集每节电池单体的电压,具体的,包括基于预设的开关管电路依次导通每个电池单体的检测回路,以依次采集导通的电池单体的电压,其中,当任意一节电池单体的检测回路被导通时,其他电池单体的检测回路均被切断;
比较每节电池单体的电压,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体;
获取所述第一电池单体与第二电池单体之间的电压差值;
预设电压标准差值;以及
比较所述电压差值与所述电压标准差值的数值大小,若所述电压差值大于所述电压标准差值,则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量;
获取预设的开关管电路的电压;
判断预设的开关管电路中是否存在二极管,若存在二极管,则向所获取的预设的开关管电路的电压中补入补偿电压。
通过采用上述技术方案,当电压最高的电池单体与电压最低的电池单体之间的电压差值大于预设的电压标准差值时,对电压最低的电池单体进行充电,从而减少各电池单体间电压的差距,实现电池组各电池单体间电压的均衡,从而延长了电池组的使用寿命;选择预设的开关管电路切断或导通电池单体的检测回路,当任意一节电池单体被导通检测回路时,剩余的其他电池单体的检测回路均被切断,因而可以依次对电池单体的电压进行检测;二极管由于自身特性正向压降通常会因为电流改变、温度改变,其正向电压压降存在一定的波动,因而影响电压采样精度,因此,加入补偿电压可以提高采样精度。
可选的,所述依次采集导通的电池单体的电压,包括以下步骤:
获取预设的开关管电路的电压;
获取所导通的电池单体的检测回路的总电压,该总电压包括开关管电路的电压与导通的电池单体的电压之和;
根据总电压和开关管电路的电压计算所导通的电池单体的电压。
通过采用上述技术方案,开关管电路的电压与导通的电池单体的电压之和即为检测回路的总电压,检测回路的总电压减去开关管的电压即为电池单体的电压,因而可以较为精确地获取电池电梯的电压。
可选的,补偿电压包括采集时的第一子补偿值和均衡时的第一子补偿值。
通过采用上述技术方案,采集时,回路中的电流通常为3mA,而均衡时,回路中的电流通常为1A,由于两个工作状态下的电流不同,因此,需要不同的补偿值,从而提高采样精度。
可选的,补偿电压还包括根据环境温度设置的第二子补偿值。
通过采用上述技术方案,二极管由于自身特性其正向压降通常会因为环境温度改变,加入根据温度设置的第二子补偿值,可以提高采样精度。
可选的,所述第二电池单体所补充的电量来源于电池组。
通过采用上述技术方案,电池组的电能用于充能,一方面可以消耗较高电能电池单体的能力,又能给较低电能电池单体补充能力,提高了电池组均衡的效率。
第二方面,本申请提供一种适用于电池组的主动均衡电路采用如下的技术方案:
一种适用于电池组的主动均衡电路,包括:
多节电池单体,串联形成电池组;
隔离转换电路,连接于电池组,以获取电池组的电能;
充电电路,连接于隔离转换电路,以输送电能至所需充电的电池单体;
开关电路,连接于充电电路,以控制充电电路启闭;
检测电路,连接于电池组,以采集每节电池单体的电压;
开关管电路,连接于每节电池单体,以控制电池单体是否与检测电路和充电电路导通;
第一比较电路,连接于检测电路,以比较每节电池单体的电压;
采集电路 ,连接于第一比较电路,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体;
运算电路,连接于采集电路,以运算第一电池单体和第二电池单体的电压差值;以及
第二比较电路,连接于运算电路,以比较电压差值与预设电压标准差值之间的数值大小;
其中,当电压差值大于电压标准差值,所述充电电路则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量。
可选的,所述开关管电路包括:
第一场效应管,所述第一场效应管的栅极接入触发信号,输出端串联于所检测的电池单体的的正极;
第二场效应管,所述第二场效应管的栅极接入触发信号,输出端串联于所检测的电池单体的负极;
第一保护二极管,其阳极与第一场效应管的漏极连接,阴极与所检测的电池单体的正极连接;以及
第二保护二极管,其阳极与所检测的电池单体的负极连接,阴极与第二场效应管的漏极连接;
或者,所述开关管电路包括:
第三场效应管,为P-MOS管,第三场效应管栅极接入触发信号;第三场效应管的源极与检测电路连接;
第四场效应管,为P-MOS管,第四场效应管的栅极接入触发信号;第四场效应管的漏极与第三场效应管漏极连接;第四场效应管的源极与所检测的电池单体的正极连接;
第五场效应管,为N-MOS管,第五场效应管栅极接入触发信号;第五场效应管的源极接地;第五场效应管的漏极与所检测的电池单体的负极连接;以及
第三保护二极管,第三保护二极管的阳极与所检测的电池单体的负极连接,阴极与第五场效应管的漏极连接;
或者,所述开关管电路包括:
第六场效应管,为P-MOS管,第六场效应管的栅极接入触发信号;第六场效应管的源极与充电电路连接;第六场效应管的漏极与所检测的电池单体的正极连接;
第七场效应管,为N-MOS管,第七场效应管的栅极接入触发信号;第七场效应管的源极与所检测的电池单体的负极连接;
第八场效应管,为N-MOS管,第八场效应管的栅极接入触发信号;第八场效应管的漏极与第七场效应管的漏极连接;第八场效应管的源极接地;以及
第四保护二极管,第四保护二极管的阳极与第六场效应管的漏极连接,阴极与所检测的电池单体的正极连接;
或者,所述开关管电路包括:
第九场效应管,为P-MOS管,第九场效应管栅极接入触发信号;第九场效应管的源极与检测电路连接;
第十场效应管,为P-MOS管,第十场效应管的栅极接入触发信号;第十场效应管的漏极与第九场效应管漏极连接;第十场效应管的源极与所检测的电池单体的正极连接;
第十一场效应管,为N-MOS管,第十一场效应管的栅极接入触发信号;第十一场效应管的源极与所检测的电池单体的负极连接;以及
第十二场效应管,为N-MOS管,第十二场效应管的栅极接入触发信号;第十二场效应管的漏极与第十一场效应管的漏极连接;第十二场效应管的源极接地。
第三方面,本申请提供一种计算机可读存储介质采用如下的技术方案:
一种计算机可读存储介质,存储有能够被处理器加载并执行如上述任一种方法的计算机程序。
综上所述,本申请至少包括以下有益技术效果:
当电压最高的电池单体与电压最低的电池单体之间的电压差值大于预设的电压标准差值时,对电压最低的电池单体进行充电,从而减少各电池单体间电压的差距,实现电池组各电池单体间电压的均衡,从而延长了电池组的使用寿命。
附图说明
图1是本申请适用于电池组的主动均衡电路实施例一的电路原理图;
图2是本申请适用于电池组的主动均衡电路实施例二的电路原理图;
图3是本申请适用于电池组的主动均衡电路实施例三的电路原理图;
图4是本申请适用于电池组的主动均衡电路实施例四的电路原理图;
图5是本申请适用于电池组的主动均衡方法的步骤流程结构框图;
图6是本申请适用于电池组的主动均衡方法中采集每节电池单体的电压的步骤流程结构框图。
附图标记:1、隔离转换电路;2、充电电路;3、开关电路;4、正向偏置电路;5、第一检测电路;6、开关管电路;7、第二检测电路。
具体实施方式
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种适用于电池组的主动均衡电路。
实施例一:
该电路中所提及的触发信号均可由MCU提供,且P-MOS和N-MOS导通时电压均为定值。
参照图1,该适用于电池组的主动均衡电路包括多节电池单体、隔离转换电路1、充电电路2、开关电路3以及正向偏置电路4。多节电池单体串联形成电池组,隔离转换电路1为DC-DC隔离转换器,具体的,利用DC-DC隔离转换器实现对电池组电能的隔离,并将其转换成供电电源使用。充电电路2为DC-DC充电芯片,开关电路3为P-MOS管T1,DC-DC充电芯片的型号为XL4001,且充电芯片的输入端与DC-DC隔离转换器的输出端连接。P-MOS管T1的源极连接于充电芯片的输出端,栅极接入触发信号G,漏极连接于电池组正极。
正向偏置电路4包括二极管D5和电阻R5,其中,二极管D5的阳极与DC-DC隔离转换器的输出端连接,阴极与电阻R5的其中一端连接,且电阻R5的另一端与P-MOS管T1的漏极连接。
当需要对电池单体充电时,向P-MOS管T1的栅极输入低电平信号,P-MOS管T1导通,供电电源经充电芯片降压后对电池单体进行充电,以实现主动均衡。
该适用于电池组的主动均衡电路还包括检测电路、开关管电路6、第一比较电路、采集电路、运算电路以及第二比较电路。每一节电池单体的正负极上均连接有开关管电路6。
第一比较电路、采集电路、运算电路以及第二比较电路均可以为MCU处理器,该MCU处理器比较每节电池单体的电压,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体,并运算第一电池单体和第二电池单体的电压差值,比较电压差值与预设电压标准差值之间的数值大小,当电压差值大于电压标准差值,充电电路2则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量。
当所检测的电池单体两端的开关管电路6启动时,检测电路采集的电压U1为开关管电路6和所检测的电池单体的总电压,而第二检测电路7采集的电压U2为对照二极管、开关管电路6以及所检测的电池单体的总电压。
检测电路包括第一检测电路5、第二检测电路7以及对照二极管,开关管电路6包括第一场效应管Q1、第二场效应管Q2以及二极管保护电路。
其中,第一场效应管Q1为P-MOS管,第一场效应管Q1的栅极接入触发信号G1;第一场效应管Q1的源极与第一检测电路5连接;第一场效应管Q1的漏极与所检测的电池单体的正极连接。
第二场效应管Q2为N-MOS管,第二场效应管Q2的栅极接入触发信号G2;第二场效应管Q2的源极接地;第二场效应管Q2的漏极与所检测的电池单体的负极连接。此外,第二场效应管Q2的栅极与源极之间连接有第六电阻器R6。
二极管保护电路包括第一保护二极管D1和第二保护二极管D2。第一保护二极管D1的阳极与第一场效应管Q1的漏极连接,阴极与所检测的电池单体的正极连接。第二保护二极管D2的阳极与所检测的电池单体的负极连接,阴极与第二场效应管Q2的漏极连接。
当向第一场效应管Q1的栅极输入低电平信号G1时,第一场效应管Q1导通;当向第二场效应管Q2的栅极输入高电平信号G2时,第二场效应管Q2导通,第一检测电路5所采集的电压U1为第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、第一保护二极管D1、第二保护二极管D2以及所检测的电池单体的电压。
第一检测电路5包括第一分压电路以及第一AD采样模块。其中,第一分压电路包括第一电阻器R1和第二电阻器R2。第一电阻器R1一端与第一场效应管Q1的源极连接,另一端与第二电阻器R2的其中一端连接,而第二电阻器R2的另一端接地。第二电阻器R2的两端并联有第一电容器C1。
第一AD采样模块可以为MCU处理器,且该MCU处理器设有多个AD采样接口,该MCU的AD采样接口AD1连接于第一电阻器R1和第二电阻器R2之间的连接节点。
对照二极管至少设置有一个,本方案中设置有两个,分别为第一对照二极管D3和第二对照二极管D4,且第一对照二极管D3、第二对照二极管D4、第一保护二极管D1以及第二保护二极管D2均为同一批次型号的二极管。
当开关管电路6中存在二极管时,需向开关管电路6中补入补偿电压,以更加精确地检测电池单体电压。补偿电压包括采集时的第一子补偿值和均衡时的第一子补偿值以及根据环境温度设置的第二子补偿值。
二极管出厂及安装到成品出货前已事先计算出所有第一子补偿值u1(温度25℃时采集时的补偿值),u2(温度25℃时充电均衡时的电流补偿值),补偿的原因是:检测电池单体电压时的电流设为3mA,而开启均衡时的电流设为1A(具体依据产品实际均衡而定),而二极管通常会因为电流改变、温度改变,其正向电压压降存在一定的波动,因而影响电压采样精度。因此,事先计算出在环境温度25℃时对应的电流第一子补偿值加入计算。而由于环境温度的变化,二极管的自身的物流特性,相同型号二极管在通过相同电流时,不同温度下产生的第一补偿值又会发生细微的变化,此时,在u1,u2的基础上再增加新的第二子补偿值u_a,且第二子补偿值u_a通常为0.0005-0.003V/10℃。
其中,第一对照二极管D3的阳极与第二检测电路7连接,第一对照二极管D3的阴极与第二对照二极管D4的阳极连接,而第二对照二极管D4的阴极与第一电阻器R1连接。
第二检测电路7包括第二分压电路以及第二AD采样模块。其中,第二分压电路包括第三电阻器R3和第四电阻器R4。第三电阻器R3一端连接于第五电阻器R5与第一对照二极管D3阳极之间的连接节点,另一端与第四电阻器R4的其中一端连接,而第四电阻器R4的另一端接地。第四电阻器R4的两端并联有第二电容器C2。
第二AD采样模块可以为MCU,且第一AD采样模块和第二AD采样模块可以为同一MCU,该MCU的另一个AD采样接口AD2连接于第三电阻器R3和第四电阻器R4之间的连接节点。
AD2采集的电压U2减去AD1采集的电压U1即可得出第一对照二极管D3和第二对照二极管D4的电压U3,而第一保护二极管D1和第二保护二极管D2的实际电压等于U3,再通过AD1采集的电压U1减去U3、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2导通后的定值电压以及补偿值即可得到所检测的电池单体的电压U4。
第二检测电路7采集的电压U2为对照二极管、开关管电路6以及所检测的电池单体的总电压,而第一检测电路5采集的电压U1为开关管电路6和所检测的电池单体的总电压,因此,运算电路可以计算出对照二极管的电压,即对照二极管的电压U3=U2-U1。又因为对照二极管的型号与保护二极管的型号相同,由此可以得出保护二极管的实际电压为U3。根据保护二极管的实际电压U3、对应补偿电压u1或u2以及开关管导通时的定值电压u3,即可得出所检测的电池单体的电压,即所检测的电池单体的电压U4=U1-U3-u3+u1(±u_a)(采集时)或U4=U1-U3-u3+u2(±u_a)(充电均衡时),从而较为精准地检测出所检测的电池单体的电压。
实施例二:
参照图2,本实施例与实施例一的区别在于,开关管电路6包括第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5以及二极管保护电路。
其中,第三场效应管Q3为P-MOS管,第三场效应管Q3的栅极接入触发信号G1;第三场效应管Q3的源极与第一电阻器R1连接。
第四场效应管Q4为P-MOS管,且第三场效应管Q3和第四场效应管Q4的型号相同。第四场效应管Q4的栅极与第三场效应管Q3的栅极连接以接入触发信号G1;第四场效应管Q4的漏极与第三场效应管Q3漏极连接;第四场效应管Q4的源极与所检测的电池单体的正极连接。此外,第三场效应管Q3的栅极与源极之间连接有第七电阻器R7。
第五场效应管Q5为N-MOS管,第五场效应管Q5的栅极接入触发信号G2;第五场效应管Q5的源极接地;第五场效应管Q5的漏极与所检测的电池单体的负极连接。此外,第五场效应管Q5的栅极与源极之间连接有第八电阻器R8。
二极管保护电路包括第三保护二极管D6,第三保护二极管D6的阳极与所检测的电池单体的负极连接,阴极与第五场效应管Q5的漏极连接。
本实施例中对照二极管设置有一个,为第三对照二极管D7,第三对照二极管D7的阳极与第二检测电路7连接,第三对照二极管D7的阴极与第一电阻器R1连接。
AD2采集的电压U2减去AD1采集的电压U1即可得出第三对照二极管D7的电压U3,而第三保护二极管D6的实际电压等于U3,再通过AD1采集的电压U1减去U3、第三场效应管Q3、第四场效应管Q4、第五场效应管Q5导通后的定值电压u3以及补偿电压即可得到所检测的电池单体的电压U4,即所检测的电池单体的电压U4=U1-U3-u3+u1(±u_a)(采集时)或U4=U1-U3-u3+u2(±u_a)(充电均衡时)。
实施例三:
参照图3,本实施例与实施例一的区别在于,开关管电路6包括第六场效应管Q6、第七场效应管Q7、第八场效应管Q8以及二极管保护电路。
其中,第六场效应管Q6为P-MOS管,第六场效应管Q6的栅极接入触发信号G1;第六场效应管Q6的源极与第一电阻器R1连接;第六场效应管Q6的漏极与所检测的电池单体的正极连接。
第七场效应管Q7为N-MOS管,第七场效应管Q7的栅极接入触发信号;第七场效应管Q7的源极与所检测的电池单体的负极连接。
第八场效应管Q8为N-MOS管,且第七场效应管Q7与第八场效应管Q8的型号相同。第八场效应管Q8的栅极与第七场效应管Q7的栅极连接以接入触发信号G2;第八场效应管Q8的漏极与第七场效应管Q7的漏极连接;第八场效应管Q8的源极接地。此外,第七场效应管Q7的栅极与源极之间连接第九电阻器R9。
二极管保护电路包括第四保护二极管D8,第四保护二极管D8的阳极与第六场效应管,阴极与第五场效应管Q5的漏极连接。
本实施例中对照二极管设置有一个,为第四对照二极管D9,第四对照二极管D9的阳极与第二检测电路7连接,第四对照二极管D9的阴极与第一电阻器R1连接。
AD2采集的电压U2减去AD1采集的电压U1即可得出第四对照二极管D9的电压U3,而第四保护二极管D8的实际电压等于U3,再通过AD1采集的电压U1减去U3、第六场效应管Q6、第七场效应管Q7、第八场效应管Q8导通后的定值电压u3以及补偿电压即可得到所检测的电池单体的电压U4,即所检测的电池单体的电压U4=U1-U3-u3+u1(±u_a)(采集时)或U4=U1-U3-u3+u2(±u_a)(均衡时)。
实施例四:
参照图4,本实施例与实施例一的区别在于,检测电路仅包括第一检测电路5。开关管电路6包括第九场效应管Q9、第十场效应管Q10、第十一场效应管Q11以及第十二场效应管Q12。
其中,第九场效应管Q9为P-MOS管,第九场效应管Q9的栅极接入触发信号;第九场效应管Q9的源极与第一电阻器R1连接。第十场效应管Q10为P-MOS管,且第九场效应管Q9和第十场效应管Q10的型号相同。第十场效应管Q10的栅极与第九场效应管Q9的栅极连接以接入触发信号G1;第十场效应管Q10的漏极与第九场效应管Q9漏极连接;第十场效应管Q10的源极与所检测的电池单体的正极连接。此外,第九场效应管Q9的栅极与源极之间连接第十电阻器R10。
第十一场效应管Q11为N-MOS管,第十一场效应管Q11的栅极接入触发信号;第十一场效应管Q11的源极与所检测的电池单体的负极连接。第十二场效应管Q12为N-MOS管,且第十一场效应管Q11和第十二场效应管Q12的型号相同。第十二场效应管Q12的栅极与第十一场效应管Q11的栅极连接以接入触发信号G2;第十二场效应管Q12的漏极与第十一场效应管Q11的漏极连接;第十二场效应管Q12的源极接地。此外,第七场效应管Q7的栅极与源极之间连接第九电阻器R9。
启动时,首先启动第十一场效应管Q11和第十二场效应管Q12,然后再启动第九场效应管Q9和第十场效应管Q10。由此,AD1采集的电压U1减去第九场效应管Q9、第十场效应管Q10、第十一场效应管Q11以及第十二场效应管Q12导通后的定值电压u3即可得到所检测的电池单体的电压U4, 即所检测的电池单体的电压U4=U1-u3。
本申请实施例还公开了一种适用于电池组的主动均衡方法。
参照图5和图6,该方法包括以下步骤:
S1,采集每节电池单体的电压。
其具体步骤包括:
S11,基于预设的开关管电路依次导通每个电池单体的检测回路,以依次采集导通的电池单体的电压。
其中,当任意一节电池单体的检测回路被导通时,其他电池单体的检测回路均被切断。
依次采集导通的电池单体的电压的步骤包括:
S131,获取预设的开关管电路的电压。
S132,判断预设的开关管电路中是否存在二极管,若存在二极管,则向所获取的预设的开关管电路的电压中补入补偿电压。
其中,补偿电压包括第一子补偿值和第二子补偿值。第一子补偿值根据相应的开关管电路设置,第二子补偿值根据环境温度设置。具体的,第二子补偿值可根据相应对照表得到。
二极管出厂及安装到成品出货前已事先计算所有第一子补偿值u1(温度25℃时采集时的补偿值),u2(温度25℃时均衡时的电流补偿值),补偿的原因是:检测电池单体电压时的电流设为3mA,而开启均衡时的电流设为1A(具体依据产品实际均衡而定),而二极管通常会因为电流改变、温度改变,其正向电压压降存在一定的波动,因而影响电压采样精度。因此,事先计算出在环境温度25℃时对应的电流第一子补偿值加入计算。而由于环境温度的变化,二极管的自身的物流特性,相同型号二极管在通过相同电流时,不同温度下产生的第一补偿值又会发生细微的变化。此时,在u1,u2的基础上再增加新的第二子补偿值u_a,且第二子补偿值u_a通常为0.0005-0.003V/10℃。
S133,获取所导通的电池单体的检测回路的总电压,该总电压包括开关管电路的电压与导通的电池单体的电压之和。
S134,根据总电压和开关管电路的电压计算所导通的电池单体的电压。
S2,比较每节电池单体的电压,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体。
S3,计算并获取第一电池单体与第二电池单体之间的电压差值。
S4,获取预设的电压标准差值。
S5,比较电压差值与电压标准差值的数值大小,若电压差值大于电压标准差值,则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量。
其中,第二电池单体所补充的电量来源于电池组,一方面可以消耗较高电能电池单体的能力,又能给较低电能电池单体补充能力,提高了电池组均衡的效率。
补充电量的方式包括快速补电方式和平稳补电方式。当电压最高的电池单体与电压最低的电池单体之间的电压差值大于预设的电压标准差值时,充电电路对电压最低的电池单体进行充电。当电池组未驱动负载工作时,充电电路会通过较大电流快速给电压最低的电池单体充电。而当电池组驱动负载工作时,充电电路则会通过较小电流平稳给电压最低的电池单体充电。由此,实现电池组各电池单体间电压的均衡。
本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质,存储有能够被处理器加载并执行如上述的适用于电池组的主动均衡方法的计算机程序。
计算机可读存储介质例如包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种适用于电池组的主动均衡电路,其特征在于,包括:
多节电池单体,串联形成电池组;
隔离转换电路(1),连接于电池组,以获取电池组的电能;
充电电路(2),连接于隔离转换电路(1),以输送电能至所需充电的电池单体;
开关电路(3),连接于充电电路(2);
检测电路,连接于电池组,以采集每节电池单体的电压,其中,
所述检测电路包括第一检测电路(5)、第二检测电路(7)、第一对照二极管和第二对照二极管,其中,第一对照二极管的阳极与第二检测电路(7)连接,第一对照二极管的阴极与第二对照二极管的阳极连接,而第二对照二极管的阴极与第一检测电路(5)连接;
开关管电路(6),连接于每节电池单体,以控制电池单体是否与检测电路和充电电路(2)导通,其中,
所述开关管电路(6)包括第一场效应管,所述第一场效应管的栅极接入触发信号,输出端与所检测的电池单体的正极以及检测电路连接;
第二场效应管,所述第二场效应管的栅极接入触发信号,输出端与所检测的电池单体的负极以及地连接;
第一保护二极管,其阳极与第一场效应管的漏极连接,阴极与所检测的电池单体的正极连接;以及
第二保护二极管,其阳极与所检测的电池单体的负极连接,阴极与第二场效应管的漏极连接,且所述第一保护二极管、第二保护二极管、第一对照二极管和第二对照二极管的型号相同;
第一比较电路,连接于检测电路,以比较每节电池单体的电压;
采集电路,连接于第一比较电路,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体;
运算电路,连接于采集电路,以运算第一电池单体和第二电池单体的电压差值;以及
第二比较电路,连接于运算电路,以比较电压差值与预设电压标准差值之间的数值大小;
其中,当电压差值大于电压标准差值,所述充电电路(2)则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量。
2.一种适用于电池组的主动均衡电路,其特征在于,包括:
多节电池单体,串联形成电池组;
隔离转换电路(1),连接于电池组,以获取电池组的电能;
充电电路(2),连接于隔离转换电路(1),以输送电能至所需充电的电池单体;
开关电路(3),连接于充电电路(2);
检测电路,连接于电池组,以采集每节电池单体的电压,其中,
所述检测电路包括第一检测电路(5)、第二检测电路(7)和第三对照二极管,其中,第三对照二极管的阳极与第二检测电路(7)连接,第三对照二极管的阴极与第一检测电路(5)连接;
开关管电路(6),连接于每节电池单体,以控制电池单体是否与检测电路和充电电路(2)导通,其中,
所述开关管电路(6)包括第三场效应管,为P-MOS管,第三场效应管栅极接入触发信号;第三场效应管的源极与检测电路连接;
第四场效应管,为P-MOS管,第四场效应管的栅极接入触发信号;第四场效应管的源极与第三场效应管源极连接;第四场效应管的漏极与所检测的电池单体的正极连接;
第五场效应管,为N-MOS管,第五场效应管栅极接入触发信号;第五场效应管的源极接地;第五场效应管的漏极与所检测的电池单体的负极连接;以及
第三保护二极管,第三保护二极管的阳极与所检测的电池单体的负极连接,阴极与第五场效应管的漏极连接,且所述第三保护二极管和第三对照二极管的型号相同;
第一比较电路,连接于检测电路,以比较每节电池单体的电压;
采集电路,连接于第一比较电路,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体;
运算电路,连接于采集电路,以运算第一电池单体和第二电池单体的电压差值;以及
第二比较电路,连接于运算电路,以比较电压差值与预设电压标准差值之间的数值大小;
其中,当电压差值大于电压标准差值,所述充电电路(2)则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量。
3.一种适用于电池组的主动均衡电路,其特征在于,包括:
多节电池单体,串联形成电池组;
隔离转换电路(1),连接于电池组,以获取电池组的电能;
充电电路(2),连接于隔离转换电路(1),以输送电能至所需充电的电池单体;
开关电路(3),连接于充电电路(2);
检测电路,连接于电池组,以采集每节电池单体的电压,其中,
所述检测电路包括第一检测电路(5)、第二检测电路(7)和第四对照二极管,其中,第四对照二极管的阳极与第二检测电路连接(7),第四对照二极管的阴极与第一检测电路连接(5);
开关管电路(6),连接于每节电池单体,以控制电池单体是否与检测电路和充电电路(2)导通,其中,
所述开关管电路(6)包括第六场效应管,为P-MOS管,第六场效应管的栅极接入触发信号;第六场效应管的源极与第一检测电路(5)连接;第六场效应管的漏极与所检测的电池单体的正极连接;
第七场效应管,为N-MOS管,第七场效应管的栅极接入触发信号;第七场效应管的漏极与所检测的电池单体的负极连接;
第八场效应管,为N-MOS管,第八场效应管的栅极接入触发信号;第八场效应管的源极与第七场效应管的源极连接;第八场效应管的漏极接地;以及
第四保护二极管,第四保护二极管的阳极与第六场效应管的漏极连接,阴极与所检测的电池单体的正极连接,且所述第四保护二极管和第四对照二极管的型号相同;
第一比较电路,连接于检测电路,以比较每节电池单体的电压;
采集电路,连接于第一比较电路,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体;
运算电路,连接于采集电路,以运算第一电池单体和第二电池单体的电压差值;以及
第二比较电路,连接于运算电路,以比较电压差值与预设电压标准差值之间的数值大小;
其中,当电压差值大于电压标准差值,所述充电电路(2)则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量。
4.一种适用于电池组的主动均衡方法,应用于权利要求1或2或3中的任意一种主动均衡电路,其特征在于,包括以下步骤:
第二检测电路获取对照二极管、开关管电路和导通的电池单体的总电压U2;
第一检测电路获取开关管电路和导通的电池单体的总电压U1;
根据U1和U2获取对照二极管的电压,并根据对照二极管的电压得到相同型号的保护二极管的实际电压U3;
获取开关管电路导通时的定值电压u3;
获取U1、U3、u3和对所述保护二极管补入的补偿电压计算所述导通的电池单体的电压,所述导通的电池单体的电压=U1-U3-u3+补偿电压;
比较每节电池单体的电压,以获取电池组中电压最高的第一电池单体和电压最低的第二电池单体;
计算并获取所述第一电池单体与第二电池单体之间的电压差值;
获取预设的电压标准差值;
比较所述电压差值与所述电压标准差值的数值大小,若所述电压差值大于所述电压标准差值,则向第二电池单体补充电量;反之,则不补充电量;
获取预设的开关管电路的电压;
判断预设的开关管电路中是否存在二极管,若存在二极管,则向所获取的预设的开关管电路的电压中补入补偿电压。
5.根据权利要求4所述的一种适用于电池组的主动均衡方法,其特征在于,所述采集每节电池单体的电压,包括以下步骤:
基于预设的开关管电路依次导通每个电池单体的检测回路,以依次采集导通的电池单体的电压,其中,当任意一节电池单体的检测回路被导通时,其他电池单体的检测回路均被切断。
6.根据权利要求4所述的一种适用于电池组的主动均衡方法,其特征在于,补偿电压包括采集时的第一子补偿值和充电时的第二子补偿值。
7.根据权利要求5所述的一种适用于电池组的主动均衡方法,其特征在于,补偿电压还包括根据环境温度设置的第三子补偿值。
8.根据权利要求4所述的一种适用于电池组的主动均衡方法,其特征在于,所述第二电池单体所补充的电量来源于电池组。
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