CN114069793A - 一种bms主动均衡电池管理电路 - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection

Abstract

本发明涉及电池管理技术领域，具体涉及一种BMS主动均衡电池管理电路；BMS主动均衡电池管理电路包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、控制模块、均衡模块和滤波模块，通过多个滤波模块，尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，从而提高电池寿命；通过多个均衡模块使得各单体电池的当前电压趋于一致，使得充放电更加协调，提高了电池寿命。

Description

一种BMS主动均衡电池管理电路
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种BMS主动均衡电池管理电路。
背景技术
能源紧张是影响我国国民经济发展的一个重要问题，也是全世界共同关心的问题。节能减排是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是当前一项极为紧迫的任务。我国新能源汽车动力电池占全球85％以上，改善动力电池组关系重大。考虑到我国稀土资源丰富和电池产量已列世界前茅的优势，研发高能快充超泛用长行程模块化复合型动力电池组势在必行。
现有的电动汽车的充电需要较长时间，而采用快速充电，会导致电池内部电压波动较大，影响电池使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种BMS主动均衡电池管理电路，旨在解决现有技术中电动汽车的充电需要较长时间，而采用快速充电，会导致电池内部电压波动较大，影响电池使用寿命的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种BMS主动均衡电池管理电路，所述BMS主动均衡电池管理电路包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、控制模块、均衡模块和滤波模块，所述芯片U1与所述芯片U2电性连接，所述芯片U3与所述芯片U1电性连接，所述控制模块的数量为多个，每个所述控制模块均与所述芯片U2电性连接，所述滤波模块的数量与所述控制模块电性连接，并分别与对应的所述控制模块电性连接，所述均衡模块的数量与所述控制模块电性连接，并分别与对应的所述控制模块电性连接。
其中，每个所述均衡模块均包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2、变压器T1，每个所述控制模块均具有Block+接口、Block-接口、GP接口、IP接口、GS接口、IS接口、TB接口和BB接口，所述二极管D1、所述电容C3和所述电容C4均并联于所述Block-接口和所述Block+接口之间，所述电容C1的负极与所述电阻R1的一端电性连接，所述电阻R1的另一端与所述MOS管Q1的漏极电性连接，所述电阻R3的两端分别与所述GP接口和所述MOS管Q1的栅极电性连接，所述二极管D4的正极与所述GP接口电性连接，所述二极管D4的负极与所述Block-接口电性连接，所述电容C7的正极与所述IP接口电性连接，所述电容C7的负极与所述Block-接口电性连接，所述电阻R5的一端与所述IP接口电性连接，所述电阻R5的另一端与所述MOS管Q1的源极，所述电阻R7的一端与所述MOS管的源极电性连接，所述电阻R7的另一端与所述Block-接口电性连接，所述二极管D2的正极与所述MOS管Q1的漏极电性连接，所述二极管D2的负极与所述MOS管Q1的源极电性连接，所述变压器的一端分别与所述电容C1的正极和所述二极管D2的正极电性连接，所述变压器T1的另一端分别与所述二极管D3的正极和所述电容C2的正极电性连接，所述二极管D3的负极与所述MOS管Q2的源极电性连接，所述MOS管Q2的源极分别与所述电阻R6和所述电阻R8电性连接，所述电容C8分别与所述IS接口和所述BB接口电性连接，所述MOS管Q2的漏极与所述电阻R2电性连接，所述电容C2的两端分别与所述电阻R2和所述TB接口电性连接，所述电容C5和所述电容C6均并联于所述TB接口和所述BB接口之间。
其中，每个所述滤波模块均包括电阻R9、电容C9和电容C10，所述电容C9的正极与所述电阻R9电性连接，所述电容C9的负接接地，所述电容C10的正极与所述电容C9的正极电性连接，所述电容C10的负极与所述芯片U1电性连接。
其中，所述芯片U1采用LTC6813。
其中，所述芯片U2采用LTC3300ILXE-1#PBF。
本发明的一种BMS主动均衡电池管理电路，通过多个所述滤波模块，尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，从而提高电池寿命；通过多个所述均衡模块使得各单体电池的当前电压趋于一致，使得充放电更加协调，提高了电池寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的均衡模块的电路原理图。
图2是本发明提供的滤波模块的电路原理图。
图3是本发明提供的芯片U1的电路原理图。
图4是本发明提供的芯片U2的电路原理图。
图5是本发明提供的单个控制模块的电路原理图。
图6是本发明提供的芯片U3的电路原理图。
图7是本发明提供的第一外接模块和第三外接模块的电路原理图。
图8是本发明提供的第二外接模块的电路原理图。
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图8，本发明提供一种BMS主动均衡电池管理电路，所述BMS主动均衡电池管理电路包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、控制模块、均衡模块和滤波模块，所述芯片U1与所述芯片U2电性连接，所述芯片U3与所述芯片U1电性连接，所述控制模块的数量为六个，每个所述控制模块均与所述芯片U2电性连接，所述滤波模块的数量与所述控制模块电性连接，并分别与对应的所述控制模块电性连接，所述均衡模块的数量与所述控制模块电性连接，并分别与对应的所述控制模块电性连接；每个所述均衡模块均包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2、变压器T1，每个所述控制模块均具有Block+接口、Block-接口、GP接口、IP接口、GS接口、IS接口、TB接口和BB接口，所述二极管D1、所述电容C3和所述电容C4均并联于所述Block-接口和所述Block+接口之间，所述电容C1的负极与所述电阻R1的一端电性连接，所述电阻R1的另一端与所述MOS管Q1的漏极电性连接，所述电阻R3的两端分别与所述GP接口和所述MOS管Q1的栅极电性连接，所述二极管D4的正极与所述GP接口电性连接，所述二极管D4的负极与所述Block-接口电性连接，所述电容C7的正极与所述IP接口电性连接，所述电容C7的负极与所述Block-接口电性连接，所述电阻R5的一端与所述IP接口电性连接，所述电阻R5的另一端与所述MOS管Q1的源极，所述电阻R7的一端与所述MOS管的源极电性连接，所述电阻R7的另一端与所述Block-接口电性连接，所述二极管D2的正极与所述MOS管Q1的漏极电性连接，所述二极管D2的负极与所述MOS管Q1的源极电性连接，所述变压器的一端分别与所述电容C1的正极和所述二极管D2的正极电性连接，所述变压器T1的另一端分别与所述二极管D3的正极和所述电容C2的正极电性连接，所述二极管D3的负极与所述MOS管Q2的源极电性连接，所述MOS管Q2的源极分别与所述电阻R6和所述电阻R8电性连接，所述电容C8分别与所述IS接口和所述BB接口电性连接，所述MOS管Q2的漏极与所述电阻R2电性连接，所述电容C2的两端分别与所述电阻R2和所述TB接口电性连接，所述电容C5和所述电容C6均并联于所述TB接口和所述BB接口之间；每个所述滤波模块均包括电阻R9、电容C9和电容C10，所述电容C9的正极与所述电阻R9电性连接，所述电容C9的负接接地，所述电容C10的正极与所述电容C9的正极电性连接，所述电容C10的负极与所述芯片U1电性连接；所述芯片U1采用LTC6813，所述芯片U2采用LTC3300ILXE-1#PBF。
在本实施方式中，通过多个所述滤波模块，尽可能减小脉动的直流电压中的交流成分，保留其直流成分，使输出电压纹波系数降低，波形变得比较平滑，从而提高电池寿命；通过多个所述均衡模块使得各单体电池的当前电压趋于一致，使得充放电更加协调，提高了电池寿命。
进一步的，所述BMS主动均衡电池管理电路还包括第一外接模块，所述第一外接模块包括电阻R34、电阻R39、电容C38、变压器T2A和外接插座J1，所述电阻R34的一端与所述芯片的62引脚电性连接，所述电阻R34的另一端分别所述电阻R39的一端和所述电容C38的一端电性连接，所述电容C38的另一端接地，所述电容R39的另一端与所述芯片U1的61引脚电性连接，所述变压器T2A的一端分别与所述电阻R34和所述电阻R39电性连接，所述变压器T2A的另一端分别与所述外接插座的J1的1引脚和2引脚电性连接。
在本实施方式中，通过所述变压器T2A对供电进行降压，为所述芯片U1进行供电，通过设置所述电阻R34、所述电阻R39和所述电容C38形成保护电路，防止电路过载。
进一步的，所述BMS主动均衡电池管理电路还包括第二外接模块，所述第二外接模块包括电阻R40、电阻R41和外接插座J2，所述电阻R40的一端与所述第二芯片U1的48引脚电性连接，所述电阻R40的另一端与所述外接插座J2的2引脚电性连接，所述电阻R41的一端与所述第二芯片U1的48引脚电性连接，所述电阻R41的另一端与所述外接插座J2的4引脚电性连，所述外接插座J2的3引脚和4引脚均接地。
在本实施方式中，通过所述第二外接模块为所述芯片U2供电，通过所述电阻R40和电阻R41分担负载，对所述芯片U2进行保护。
进一步的，所述BMS主动均衡电池管理电路还包括第三外接模块，所述第三外接模块包括电阻R42、电阻R43、电容C39、变压器T2B和外接插座J3，所述电阻R42的一端与所述芯片的64引脚电性连接，所述电阻R42的另一端分别所述电阻R43的一端和所述电容C39的一端电性连接，所述电容C39的另一端接地，所述电容R43的另一端与所述芯片U1的63引脚电性连接，所述变压器T2B的一端分别与所述电阻R42和所述电阻R43电性连接，所述变压器T2B的另一端分别与所述外接插座的J3的1引脚和2引脚电性连接。
在本实施方式中，通过所述变压器T2B对供电进行降压，为所述芯片U1进行供电，通过设置所述电阻R42、所述电阻R43和所述电容C39形成保护电路，防止电路过载。
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，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种BMS主动均衡电池管理电路，其特征在于，
所述BMS主动均衡电池管理电路包括芯片U1、芯片U2、芯片U3、控制模块、均衡模块和滤波模块，所述芯片U1与所述芯片U2电性连接，所述芯片U3与所述芯片U1电性连接，所述控制模块的数量为多个，每个所述控制模块均与所述芯片U2电性连接，所述滤波模块的数量与所述控制模块电性连接，并分别与对应的所述控制模块电性连接，所述均衡模块的数量与所述控制模块电性连接，并分别与对应的所述控制模块电性连接。
2.如权利要求1所述的一种BMS主动均衡电池管理电路，其特征在于，
每个所述均衡模块均包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、MOS管Q1、MOS管Q2、变压器T1，每个所述控制模块均具有Block+接口、Block-接口、GP接口、IP接口、GS接口、IS接口、TB接口和BB接口，所述二极管D1、所述电容C3和所述电容C4均并联于所述Block-接口和所述Block+接口之间，所述电容C1的负极与所述电阻R1的一端电性连接，所述电阻R1的另一端与所述MOS管Q1的漏极电性连接，所述电阻R3的两端分别与所述GP接口和所述MOS管Q1的栅极电性连接，所述二极管D4的正极与所述GP接口电性连接，所述二极管D4的负极与所述Block-接口电性连接，所述电容C7的正极与所述IP接口电性连接，所述电容C7的负极与所述Block-接口电性连接，所述电阻R5的一端与所述IP接口电性连接，所述电阻R5的另一端与所述MOS管Q1的源极，所述电阻R7的一端与所述MOS管的源极电性连接，所述电阻R7的另一端与所述Block-接口电性连接，所述二极管D2的正极与所述MOS管Q1的漏极电性连接，所述二极管D2的负极与所述MOS管Q1的源极电性连接，所述变压器的一端分别与所述电容C1的正极和所述二极管D2的正极电性连接，所述变压器T1的另一端分别与所述二极管D3的正极和所述电容C2的正极电性连接，所述二极管D3的负极与所述MOS管Q2的源极电性连接，所述MOS管Q2的源极分别与所述电阻R6和所述电阻R8电性连接，所述电容C8分别与所述IS接口和所述BB接口电性连接，所述MOS管Q2的漏极与所述电阻R2电性连接，所述电容C2的两端分别与所述电阻R2和所述TB接口电性连接，所述电容C5和所述电容C6均并联于所述TB接口和所述BB接口之间。
3.如权利要求2所述的一种BMS主动均衡电池管理电路，其特征在于，
每个所述滤波模块均包括电阻R9、电容C9和电容C10，所述电容C9的正极与所述电阻R9电性连接，所述电容C9的负接接地，所述电容C10的正极与所述电容C9的正极电性连接，所述电容C10的负极与所述芯片U1电性连接。
4.如权利要求3所述的一种BMS主动均衡电池管理电路，其特征在于，
所述芯片U1采用LTC6813。
5.如权利要求4所述的一种BMS主动均衡电池管理电路，其特征在于，
所述芯片U2采用LTC3300ILXE-1#PBF。
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