CN114243813A - 锂电池组稳压均衡控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池均衡技术领域，特别涉及锂电池组稳压均衡控制系统及方法。锂电池组稳压均衡控制系统包括：由多个锂电池串联而成的锂电池组，及与锂电池组旁路的稳压均衡电路和预充保护电路；稳压均衡电路以两个相邻的锂电池为一个电池单元配置一个均衡芯片；预充保护电路为每两个相邻电池单元共同的锂电池配置一个保护芯片，保护芯片跨接于两个均衡芯片和共同的锂电池之间。通过本发明公开的技术方案，一方面，锂电池组的一致性差异得到持续修复，提高了锂电池组的稳定性、减缓了锂电池容量衰减，延长了锂电池的使用寿命；另一方面，实现锂电池组稳压均衡和锂电池保护二合一功能。

Description

锂电池组稳压均衡控制系统及方法

技术领域

本发明涉及电池均衡技术领域，特别涉及锂电池组稳压均衡控制系统及方法。

背景技术

使用锂电池供电的设备在我们生活中随处可见，小功率的电池供电设备如：手机、平板电脑、电动剃须刀等等，大功率的电池供电设备如：电动车、汽车、电动叉车等等。这些产品或设备使用的锂电池面临有效的保护和使用维护的问题。现有技术中，电池保护模块常见的是过充/过放保护，保护模块系统简单，由于锂电池特性，长期使用电池稳定性会随时间下降，出现一致性差压，导致容量衰减，续航里程迅速下降的现象。基于锂电池的特性，对于已经出现容量衰减的电池，通过充放电循环，排除电芯本身已经损坏的前提下，通过多次循环可以把电池放电容量逐渐恢复，需要一种控制管理系统解决锂电池组使用中出现的一致性差异，提高放电容量，延长整体寿命，提高运营利益，降低返修成本。

发明内容

本发明的目的在于提供锂电池组稳压均衡控制系统及方法，以解决锂电池组出现的稳定性下降、一致性差异大、容量衰减问题。

本发明解决其技术问题提供的技术方案如下：

本发明提供锂电池组稳压均衡控制系统，包括由多个锂电池串联而成的锂电池组，以及与锂电池组旁路的稳压均衡电路和预充保护电路；稳压均衡电路以两个相邻的锂电池为一个电池单元配置一个均衡芯片，均衡芯片用于平衡电池单元两个锂电池的电压；预充保护电路为每两个相邻电池单元共同的锂电池配置一个保护芯片，保护芯片跨接于两个均衡芯片和共同的锂电池之间，用于对锂电池过充过放保护及控制均衡芯片对锂电池进行预充保护；稳压均衡电路和预充保护电路由锂电池组供电，实现锂电池充电、放电及静置时期都可以进行均衡。

其中，均衡芯片包括BATP端口、BATN端口和BATC端口，BATP端口连接于电池单元正极、BATN端口连接于电池单元负极、BATC端口连接于电池单元两个锂电池中间，BATP端口、BATN端口和BATC端口用于测量电池单元两个锂电池的电压。

均衡芯片还包括BIAS端口和SW端口；稳压均衡电路为每个均衡芯片配置一个LC电路，LC电路的电容跨接于BIAS端口和SW端口、LC电路的电感跨接于SW端口和电池单元两个锂电池中间，LC电路用于持续监测电池单元两个锂电池的相邻压差并根据相邻压差控制均衡芯片启停均衡。

其中，保护芯片内置MOSFET，包括VDD端口、GND端口和VM端口；预充保护电路为每个保护芯片配置一个RC电路，RC电路的电阻跨接于VDD端口和锂电池正极、RC电路的电容跨接于VDD端口和GND端口、保护芯片的GND端口连接于锂电池负极，RC电路用于持续测量锂电池电压、保护芯片根据锂电池电压控制内置MOSEFT通断锂电池与负载之间的连接以停止负载对锂电池过充过放；

保护芯片的VM端口与两个均衡芯片及其LC电路连接，用于根据保护芯片VM-VDD的电压控制两个均衡芯片在运行均衡时对锂电池启停涓流预充，VM端口具体连接为：与保护芯片匹配的锂电池位于正极的电池单元对应的均衡芯片的BATP端口、BATC端口、及连接SW端口的电感的另一端连接到VM端口；与保护芯片匹配的锂电池位于负极的电池单元对应的均衡芯片的BATN端口、BATC端口、及连接SW端口的电感的另一端连接到VM端口。

进一步地，均衡芯片为ETA3000S2G，保护芯片为RB303A。

稳压均衡电路和预充保护电路集成在PCB板上，从而简化了布线装配工作，提高了设备的质量和可靠性。

PCB板上还集成有控制继电器，连接在预充保护电路和锂电池组之间，用于自动开关驱动。

PCB板上还集成有若干个TVS二极管，连接在芯片及其他元器件之间，用于浪涌保护。

本发明还提供锂电池组稳压均衡控制方法，锂电池组由多个锂电池串联而成，锂电池组稳压均衡控制方法包括步骤：

S1，持续测量电压，具体包括：S11，以锂电池组中两个相邻的锂电池为一个电池单元，持续测量每个电池单元两个锂电池的相邻压差；S12，持续测量锂电池组中每个锂电池的电压；

S2，启停稳压均衡，具体为根据每个电池单元两个锂电池的相邻压差及每个锂电池的电压通过控制锂电池之间进行充放电实现稳压均衡，锂电池之间充放电包括以下三种状态：S21，恒流充电：当电池单元两个锂电池之间的相邻压差大于设定的压差阈值且两个锂电池的电压都大于低压阈值，则电池单元中电压高的锂电池给电压低的锂电池采用恒流充电；S22，涓流预充：当电池单元两个锂电池之间的相邻压差大于设定的压差阈值且两个锂电池中电压低的电池电压小于低压阈值，则电池单元中电压高的锂电池给电压低的锂电池采用涓流充电；S23，停充静置：当进行恒流充电的两个锂电池之间的相邻压差小于设定的停充阈值、或当电池单元的两个锂电池的电压都小于低压阈值，则电池单元两个锂电池之间停止充放电；

S3，通断负载连接，具体为：当锂电池电压小于低压阈值及大于高压阈值时截断锂电池与负载的连接以停止和负载之间的充放电；当锂电池电压恢复至低压阈值与高压阈值之间，恢复锂电池与负载之间的正常连接。

本发明的有益效果为：

第一方面，本发明通过采用均衡芯片不受锂电池组是否在充放电的影响、持续不间断测量锂电池间的相邻压差和锂电池的电压控制锂电池间进行稳压均衡，使锂电池间的一致性差异得到持续修复，提高了锂电池组的稳定性、减缓了锂电池容易衰减，延长了使用寿命。

第二方面，基于锂电池过充过放时电池易损坏的特性，本发明通过增加保护芯片，在锂电池过放情况下控制锂电池之间充电的电流、通过采用涓流进行恢复性预充减少锂电池受到损伤，并在锂电池过充过放时通过保护芯片截断锂电池与负载之间的连接，从而实现锂电池组均衡和锂电池保护二合一的功能。

第三方面，本发明通过将稳压均衡电路和预充保护电路及其他元器件集成在PCB板上，结合保护芯片通过连接均衡芯片控制充电电流从而减掉了通过驱动继电器开合来保护锂电池，减少了线路板电路布线和封装难度、增加了电路的稳定性并节省了生产维护成本。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例提供的锂电池组稳压均衡控制系统电路示意图。

图2是本发明实施例提供的锂电池组稳压均衡控制系统PCB板结构示意图。

图3是本发明实施例提供的锂电池组稳压均衡控制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明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。

本发明实施例提供了锂电池组稳压均衡控制系统及方法，通过采用稳压均衡电路在锂电池间进行能量转移式主动均衡的同时，增加预充保护电路，实现均衡和保护二合一，减少了锂电池组的一致性差异和容量衰减、提高了锂电池组的稳定性和使用寿命。

请参考图1、图2，本发明提供的锂电池组稳压均衡控制系统，包括由多个锂电池串联而成的锂电池组，以及与锂电池组旁路的稳压均衡电路和预充保护电路；稳压均衡电路以两个相邻的锂电池为一个电池单元配置一个均衡芯片，均衡芯片用于平衡电池单元两个锂电池的电压；预充保护电路为每两个相邻电池单元共同的锂电池配置一个保护芯片，保护芯片跨接于两个均衡芯片和共同的锂电池之间，用于对锂电池过充过放保护及控制均衡芯片对锂电池进行预充保护。

具体地，在电池生产及使用过程中，因生产工艺、使用环境等因素造成每个单体电池之间在容量、内阻方面有微小的差异，这种差异体现在同种或同一型号电池电压的不一致上。电压均衡就是将电池组内单体电池的电压之差，通过能量的平衡，控制在一个合理的范围内。当电池组进行串联充电时，相同时间内容量小的电池能充满，而容量大电池还未充满，当容量大的电池充满时，容量小的单体电池可能会处于过充状态；当进行放电时，容量小的电池先放完电，而容量大的电池还没有放完，此时容量小的电池可能会处于过放状态，这种过充和过放会形成恶性循环，导致即使最初差异很小的电池在多次循环充放电之后差异变得很大，这种差异若没有采用一定措施给予有效的控制，会导致电池组中容量小的电池提前结束它的使用寿命。因此，必须对这种危害很大的差异进行有效的控制。电压均衡的意义就在于通过一定的方法，将单体电池之间的这种客观存在的不一致性控制在一个合理的范围内，提高电池组的整体性和使用性能。能量转移式均衡其原理是以检测到的电压为均衡判断依据，将在充放电过程中能量高的单体电池中的能量，转移到一个能量存贮介质中，通过均衡电路将能量转移到电量最低的单体电池中。现有能量转移式均衡方式包括电感式、变压器式、开关电容式均衡效果都不很理想。本方案采用均衡芯片和LC振荡电路结合控制电压转移的方式，能实现无论锂电池组处于充、放电工作状态还是处于闲置状态，都可以持续不间断的均衡，且能耗很低，均衡的质量高，对锂电池一致性的修复效果好。

需要说明的是，本发明所述的两个相邻的锂电池，以13节锂电池串联为一个锂电池组为例来说，以从锂电池组的负极向正极方向排序，第1节锂电池为BT1、第2节锂电池为BT2，……依次到BT13，两个相邻的锂电池则包括：BT 1和BT2相邻(组成一个电池单元CE1)、BT2和BT3相邻(组成一个电池单元CE2)、BT3和BT4相邻(组成一个电池单元CE3)……，依次往后，BT11和BT12相邻(组成一个电池单元CE11)、BT12和BT13相邻(组成一个电池单元CE12)，由上可知，在一个由多节锂电池串联而成的锂电池组中，以两个相邻的锂电池为一个电池单元的电池单元数量比锂电池的数量少1，即13串锂电池组的电池单元数为12；本发明所说的两个相邻电池单元，是指CE1和CE2为相邻的电池单元，CE2和CE3为相邻的电池单元，……依次类推，CE10和CE11为相邻的电池单元，CE11和CE12为相邻的电池单元。

另外需要说明的是，上述所说“保护芯片跨接于两个均衡芯片和共同的锂电池之间”的特例情况是，与锂电池组连接的首尾两个保护芯片的连接方式为：与BT1相连的保护芯片跨接于由BT1和BT2组成的电池单元对应的均衡芯片和BT1之间，与BTn相连的保护芯片跨接于由BTn-1和BTn组成的电池单元对应的均衡芯片和BTn之间。

进一步地，均衡芯片包括BATP端口、BATN端口和BATC端口，BATP端口连接于电池单元正极、BATN端口连接于电池单元负极、BATC端口连接于电池单元两个锂电池中间，BATP端口、BATN端口和BATC端口用于测量电池单元两个锂电池的电压。

具体地，均衡芯片由锂电池组供电，可以持续不间断的监测电池单元两个锂电池的电压，无论锂电池组是充电状态、放电状态还是闲置状态。

均衡芯片还包括BIAS端口和SW端口；稳压均衡电路为每个均衡芯片配置一个LC电路，LC电路的电容跨接于BIAS端口和SW端口、LC电路的电感跨接于SW端口和电池单元两个锂电池中间，LC电路用于持续监测电池单元两个锂电池的相邻压差并根据相邻压差控制均衡芯片启停均衡。

具体地，LC电路是包含一个电感(用字母L表示)和一个电容(用字母C表示)连接在一起的电路。其与均衡芯片连接后均衡的工作原理是：当一个电池单元两个锂电池之间的相邻电压差大于压差阈值时，均衡芯片启动均衡功能，均衡芯片内部电路与LC振荡电路中的电感组成一个DC－DC电路，由电压高的锂电池给电压低的锂电池充电，当两个锂电池之间的相邻电压差达到设定的停充阈值范围内，均衡芯片停止均衡。在充电时，所采用的电流值可根据锂电池充电两阶段理论进行设定，即涓流充电阶段、恒流充电阶段。

均衡芯片还包括一个ISET端口，ISET与BATN端口连接一个电阻再接地，用于平衡电流设置，平衡电流可编程设置。

进一步地，保护芯片内置MOSFET，包括VDD端口、GND端口和VM端口；预充保护电路为每个保护芯片配置一个RC电路，RC电路的电阻跨接于VDD端口和锂电池正极、RC电路的电容跨接于VDD端口和GND端口、保护芯片的GND端口连接于锂电池负极，RC电路用于持续测量锂电池电压、保护芯片根据锂电池电压控制内置MOSEFT通断锂电池与负载之间的连接以停止负载对锂电池过充过放。

保护芯片的VM端口与两个均衡芯片及其LC电路连接，用于根据保护芯片VM-VDD的电压控制两个均衡芯片在运行均衡时对锂电池启停涓流预充，VM端口具体连接为：与保护芯片匹配的锂电池位于正极的电池单元对应的均衡芯片的BATP端口、BATC端口、及连接SW端口的电感的另一端连接到VM端口；与保护芯片匹配的锂电池位于负极的电池单元对应的均衡芯片的BATN端口、BATC端口、及连接SW端口的电感的另一端连接到VM端口。

具体地，锂电池充电采用保护板进行保护，没有在锂电池组均衡控制中使用保护功能。但当锂电池发生过放时，若依然启用均衡芯片进行正常均衡，则易产生大电流冲击电池，使电池受到不易逆转的损害。另外，在保护板中进行过充过放保护时，通常是采用驱动继电器进行自动控制，即当锂电池过放时，通过驱动继电器开启或关闭开关来控制充放电，本方案中，将保护芯片和RC电路连接，跨接在均衡芯片和锂电池之间，同时取消驱动继电器，由保护芯片结合RC电路精准采集锂电池电压判断锂电池是否过充过放，再连接到LC电路进行充电电流控制，即若锂电池是过放状态，则采用涓流方式进行预充，使锂电池得到恢复后再进入正常均衡充电模式；若锂电池是过充过放状态，保护芯片根据锂电池电压控制内置MOSEFT通断锂电池与负载之间的连接以停止负载对锂电池过充过放，有效的保护锂电池，同时减少了继电器的配置。

保护芯片由锂电池组供电，可以持续不间断的监测锂电池的电压，无论锂电池组是充电状态、放电状态还是闲置状态。

进一步地，均衡芯片为ETA3000S2G。

具体地，ETA3000S2G是主动开关式均衡，其均衡电流可以达到1.5A。ETA3000S2G是新型电池均衡器，与传统的无源平衡技术不同，ETA3000S2G利用具有电感器的控制方案来在两个电池之间拉电电流和灌电流，直到相邻两节电池电势均等。在传统的线性平衡技术中，会产生较大功耗，而使用ETA3000S2G采用全新的开关式主动均衡技术，其大幅度降低均衡过程中热量的产生，且均衡时间也大大减少。ETA3000S2G在待机中只消耗电池2uA的工作电流。ETA3000S2G有效地提高了串联电池的性能和寿命。ETA3000是电池平衡IC，可面向上下两串电池组，其可以通过无限级联，实现3节-24节动力电池组的均衡。

进一步地，保护芯片为RB303A。

具体地，RB303A是一款内置MOSFET的单节锂电池保护芯片。该芯片具有非常低的功耗和非常低阻抗的内置MOSFET。该芯片有充电过压，充电过流，放电过压，放电过流，过热，短路等各项保护等功能，确保电芯安全、高效的工作。RB303A采用SOT23-5封装，外围只需要一个电阻和一个电容，应用极其简洁，工作安全可靠RB303A过充检测电压4.3V,过充恢复电压4.15V,过放检测电压2.75V,过放恢复电压3.0V,放电检测电流4A。本发明中，RB303A包括的工作模式：(1)正常工作模式，如果没有检测到任何异常情况如锂电池电压池未低于小于低压阈值未高于高压阈值，则充电和放电过程都将自由转换。(2)锂电池过放电工作模式，在正常条件下的放电过程中，当电池电压掉至低压阈值以下，并持续时间达到过放电压检测延迟时间或更长，这种情况被称为过放电压情况，当VM-VDD电压小于低压阈值，RB303A传递电压到均衡芯片，由均衡芯片及LC电路接管并按设定的小电流进行涓流预充，直到RB303A的VM-VDD电压等于预充阈值或更高时，RB303A将回到正常工作条件，均衡芯片和LC电路也恢复正常均衡，在VM-VDD电压小于低压阈值时，保护芯片内置MOSFET将截断锂电池与负载的连接，当VM-VDD电压恢复到低压阈值以上，保护芯片内置MOSFET恢复锂电池与负载的连接，即通过保护芯片实施对锂电池的过放保护。(3)锂电池过充电工作模式，当电池电压高于高压阈值以上，并持续时间达到时间达到过充电压检测延迟时间或更长，这种情况被称为过充电压情况，此时保护芯片内置MOSFET将截断锂电池与负载的连接，当VM-VDD电压恢复到高压阈值以下，保护芯片内置MOSFET恢复锂电池与负载的连接，即通过保护芯片实施对锂电池的过充保护。

需要说明的是，还有一种可能极端的情况，即电池单元的两个锂电池的电压都高于高压阈值且相邻压差高于压差阈值，此时两个锂电池都由相应的保护芯片截断了与负载的连接，这种情况下均衡芯片的工作模式根据实际需要可以做两种或多种预先设置，其中一种设置是依然由电压高的锂电池给电压低的锂电池进行涓流充电或恒流充电；其中另外一种设置是均衡芯片停止均衡，待其中一个锂电池恢复至高压阈值以下再恢复均衡工作。

在本发明的一个均衡电流的实施例中，根据锂电池间相邻压差和锂电池的电压不同，实施稳压均衡和过充过放保护分为三种状态，分别是恒流充电阶段、涓流充电阶段和停充静置阶段。在电池单元的两个锂电池相邻压差大于设定的压值阈值时，若两个锂电池的电压皆大于低压阈值，则由高电压的锂电池采用预设的电流对电压低的锂电池进行恒流充电；若两个锂电池的其中一个的电压小于低压阈值，则由高电压的锂电池采用预设的涓流充电，直到电压低的锂电池的电压恢复到低压阈值以上，则恢复到恒流充电；若两个锂电池的电压都小于低压阈值，则停止两个电池之间的充放电，进入停充静置，以保护两个电池；若充放电过程中两个锂电池的相邻压差恢复到小于停充阈值，表明两个锂电池达到电压均衡，停止两个电池之间的的充放电，进入停充静置；若两个锂电池的电压皆大于高压阈值，则根据预设是采用涓流充电还是停充静置。

在本发明的另一均衡电流的实施例中，根据锂电池间相邻压差和锂电池电压的不同，充电电流可根据锂电池的电压分为三种情况，分别为：当锂电池处于过放时，此时控制对锂电池的充电为涓流充电，此时的涓流值可设定为最大充电电流的1/10为均衡电流；当锂电池通过涓流充电得到恢复后，若相邻压差在0.2V以上，则采用锂电池可接受的最大充电电流为恒流充电电流；若相邻压差恢复到0.2V以下，则采用锂电池最大充电电流的1/2为恒流充电电流。

进一步地，稳压均衡电路和预充保护电路集成在PCB板上。

具体地，将芯片和元器件集成在PCB板上，具有许多独特的功能和特点，包括：(1)可以实现电路中各个元器件间的电气连接，代替复杂的布线，减少了传统方式下的接线工作量，简化了电子产品的装配、焊接、调试工作。(2)缩小了整机体积，降低了产品成本，提高了电子设备的质量和可靠性。(3)具有良好的一致性，它可以采用标准化设计，有利于装备生产的自动化和焊接的机械化，提高了生产率。(4)好的机械性能和电气性能，使电子设备实现单元组合化，使整块经过装配调试的印制电路板作为一个备件，便于整机产品的互换与维修。

进一步地，PCB板上还集成有控制继电器，连接在预充保护电路和锂电池组之间，用于自动开关驱动。

具体地，保护芯片通常使用MOS进行开关控制，具有响应速度更高的特点，本方案中一方面稳压均衡是持续不间断进行，开关闭合的频率比较低，另一方面是属于大电流的应用，使用继电器做为开关更稳定。

进一步地，PCB板上还集成有若干个TVS二极管，连接在芯片及其他元器件之间，用于浪涌保护。

具体地，瞬态电压抑制器(TVS)具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。目前已广泛应用于计算机系统、通讯设备、交/直流电源、汽车、家用电器、仪器仪表等各个领域。在应用电路中，处理瞬时脉冲对器件损害的最好办法，就是将瞬时电流从敏感器件引开。为达到这一目的，将TVS在线路板上与被保护线路并联。这样，当瞬时电压超过电路正常工作电压后，TNS将发生雪崩击穿，从而提供给瞬时电流一个超低阻抗的通路，其结果是瞬时电流通过TVS被引开，从而避开被保护器件，并且在电压恢复正常值之前使被保护回路一直保持截止电压。在此之后，当瞬时脉冲结束以后，TVS二极管再自动恢复至高阻状态，整个回路进入正常电压状态。TVS应用的三大特点：(1)将TVS二极管加在信号及电源线上，能防止微处理器或单片机因瞬间的脉冲，如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。(2)静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲，并能持续10ms；而一般的TTL器件，遇到超过30ms的10V脉冲时，便会导至损坏。利用TVS二极管，可有效吸收会造成器件损坏的脉冲，并能消除由总线之间开关所引起的干扰。(3)将TVS二极管放置在信号线及接地间，能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。本方案中，将TVS二极管集成在芯片端口和信号端之间以及元器件之间，在不影响PCB板的布线结构和封装尺寸的同时有效地提供浪涌保护。

请参考图3，本发明还提供锂电池组稳压均衡控制方法，锂电池组由多个锂电池串联而成，锂电池组稳压均衡控制方法包括步骤：

S1，持续测量电压，具体包括：

S11，以锂电池组中两个相邻的锂电池为一个电池单元，持续测量每个电池单元两个锂电池的相邻压差；

S12，持续测量锂电池组中每个锂电池的电压；

S2，启停稳压均衡，具体为根据每个电池单元两个锂电池的相邻压差及每个锂电池的电压通过锂电池之间进行充放电实现稳压均衡，锂电池之间包括以下三种状态：

S21，恒流充电：当电池单元两个锂电池之间的相邻压差大于设定的压差阈值且两个锂电池的电压都大于低压阈值，则电池单元中电压高的锂电池给电压低的锂电池采用恒流充电；

S22，涓流预充：当电池单元两个锂电池之间的相邻压差大于设定的压差阈值且两个锂电池中电压低的锂电池电压小于低压阈值，则电池单元中电压高的锂电池给电压低的锂电池采用涓流充电；

S23，停充静置：当进行恒流充电的两个锂电池之间的相邻压差小于设定的停充阈值、或当电池单元的两个锂电池的电压都小于低压阈值，则电池单元两个锂电池之间停止充放电；

在某种可能的特殊情况下，如电池单元的两个锂电池的电压都高于高压阈值且相邻压差高于压差阈值，此时根据锂电池组的实际使用需要可以预设为恒流充电、涓流充电或停充静置；

S3，通断负载连接，具体为：当锂电池电压小于低压阈值及大于高压阈值时截断锂电池与负载的连接以停止锂电池和负载之间的充放电；当锂电池电压恢复至低压阈值与高压阈值之间，恢复锂电池与负载之间的正常连接。

需要说明的是，在返修报废的锂电池组中，部分相同型号的单个锂电池若未损坏，则可以串联起来二次使用，通过采用本发明的技术方案持续进行稳压均衡，锂电池的容量逐渐得到恢复，实现废旧锂电池的二次利用。

同时需要说明的是，本发明所述低压阈值、高压阈值、压差阈值、停充阈值、涓流充电电流、恒流充电电流的设置可以根据锂电池的类型、串联的节数及使用场景等情况对均衡芯片和保护芯片进行编程预设。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，包括：由多个锂电池串联而成的锂电池组，及与锂电池组旁路的稳压均衡电路和预充保护电路；

所述稳压均衡电路以两个相邻的锂电池为一个电池单元配置一个均衡芯片，均衡芯片用于平衡电池单元两个锂电池的电压；

所述预充保护电路为每两个相邻电池单元共同的锂电池配置一个保护芯片，保护芯片跨接于两个均衡芯片和共同的锂电池之间，用于对锂电池过充过放保护及控制均衡芯片对锂电池进行预充保护。

2.如权利要求1所述锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，所述均衡芯片包括BATP端口、BATN端口和BATC端口，BATP端口连接于电池单元正极、BATN端口连接于电池单元负极、BATC端口连接于电池单元两个锂电池中间，BATP端口、BATN端口和BATC端口用于测量电池单元两个锂电池的电压。

3.如权利要求2所述锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，所述均衡芯片还包括BIAS端口和SW端口；

所述稳压均衡电路为每个均衡芯片配置一个LC电路，LC电路的电容跨接于BIAS端口和SW端口、LC电路的电感跨接于SW端口和电池单元两个锂电池中间，LC电路用于持续测量电池单元两个锂电池的相邻压差并根据相邻压差控制均衡芯片启停均衡。

4.如权利要求3所述锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，所述保护芯片内置MOSFET，包括VDD端口、GND端口和VM端口；

所述预充保护电路为每个保护芯片配置一个RC电路，RC电路的电阻跨接于VDD端口和锂电池正极、RC电路的电容跨接于VDD端口和GND端口、保护芯片的GND端口连接于锂电池负极，RC电路用于持续测量锂电池电压、保护芯片根据锂电池电压控制内置MOSEFT通断锂电池与负载之间的连接以停止负载对锂电池过充过放；

所述保护芯片的VM端口与两个均衡芯片及其LC电路连接，用于根据保护芯片VM-VDD的电压控制两个均衡芯片在运行均衡时对锂电池启停涓流预充，VM端口具体连接为：

与所述保护芯片匹配的锂电池位于正极的电池单元对应的均衡芯片的BATP端口、BATC端口、及连接SW端口的电感的另一端连接到VM端口；

与所述保护芯片匹配的锂电池位于负极的电池单元对应的均衡芯片的BATN端口、BATC端口、及连接SW端口的电感的另一端连接到VM端口。

5.如权利要求4所述锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，所述均衡芯片为ETA3000S2G。

6.如权利要求4所述锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，所述保护芯片为RB303A。

7.如权利要求4所述锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，所述稳压均衡电路和预充保护电路集成在PCB板上。

8.如权利要求7所述锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，所述PCB板上还集成有控制继电器，连接在预充保护电路和锂电池组之间，用于自动开关驱动。

9.如权利要求7所述锂电池组稳压均衡控制系统，其特征在于，所述PCB板上还集成有若干个TVS二极管，连接在芯片及其他元器件之间，用于浪涌保护。

10.锂电池组稳压均衡控制方法，所述锂电池组由多个锂电池串联而成，其特征在于，所述锂电池组稳压均衡控制方法包括步骤：

S1，持续测量电压，具体包括：

S11，以锂电池组中两个相邻的锂电池为一个电池单元，持续测量每个电池单元两个锂电池的相邻压差；

S12，持续测量锂电池组中每个锂电池的电压；

S2，启停稳压均衡，具体为根据每个电池单元两个锂电池的相邻压差及每个锂电池的电压通过控制锂电池之间进行充放电实现稳压均衡，锂电池之间充放电包括以下三种状态：

S21，恒流充电：当电池单元两个锂电池之间的相邻压差大于设定的压差阈值且两个锂电池的电压都大于低压阈值，则电池单元中电压高的锂电池给电压低的锂电池采用恒流充电；

S22，涓流预充：当电池单元两个锂电池之间的相邻压差大于设定的压差阈值且两个锂电池中电压低的电池电压小于低压阈值，则电池单元中电压高的锂电池给电压低的锂电池采用涓流充电；

S23，停充静置：当进行恒流充电的两个锂电池之间的相邻压差小于设定的停充阈值、或当电池单元的两个锂电池的电压都小于低压阈值，则电池单元两个锂电池之间停止充放电；

S3，通断负载连接，具体为：当锂电池电压小于低压阈值或大于高压阈值时截断锂电池与负载的连接以停止锂电池和负载之间的充放电；当锂电池电压恢复至低压阈值与高压阈值之间，恢复锂电池与负载之间的正常连接。

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