CN201204476Y

CN201204476Y - 多节串联电池电压均衡电路

Info

Publication number: CN201204476Y
Application number: CNU2008200944376U
Authority: CN
Inventors: 李康明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2018-05-12

Abstract

本实用新型公开了一种多节串联电池电压均衡电路，包括串联的若干个电池，其特征是还包括一储能电容、一开关选通控制模块和数量为电池数量两倍的可控开关，其中每个电池的正极分别与一序列号为奇数的可控开关的一端连接，负极分别与一序列号为偶数的可控开关的一端连接，序列号为奇数的可控开关的另一端并联后与储能电容的一极连接，序列号为偶数的可控开关的另一端并联后与储能电容的另一极连接，相邻序列号为奇数和偶数的一对可控开关的控制极互相连接；开关选通模块的各输出端分别与相邻序列号为奇数和偶数的一对可控开关的控制极连接；开关选通模块依次控制各可控开关的通断切换，使储能电容依次与每个电池并联形成一个充放电回路。

Description

多节串联电池电压均衡电路

技术领域

本实用新型涉及一种电池充放电管理设备的电路，特别是一种管理多节串联电池之间在充放电过程中的电压保持均等的电路。

背景技术

多节串联的电池特别是镍氢电池和锂离子电池常常用在电动汽车、UPS电源、电信和通讯、电力等领域。它们必须进行有效的管理，否则其效率将会下降甚至损坏。尤其是电池管理系统要保证电池充电和放电的安全可靠，使电池有一个比较长的使用寿命。具体包括：过充电保护、过放电保护、过热保护，各单体电池的一致相等。由于工艺和成本等原因，各单体电池存在差异，在电池的多次充放电和存放后，各单体电池的电压不一致，导致电压高的电池容易过充电，而电压低的电池容易过放电，使电池的使用效率大大降低。而电压差异过大时，保护电路动作，电池甚至不能充电和放电，电池因此而报废或返修，不能充分发挥每个电池的功效，造成资源的浪费。因此，设计一种结构简单，自动化程度高的多节串联的电池充放电管理设备优为重要，而这种设备的电路是其核心。

发明内容

本实用新型的目的是克服以上现有技术存在的不足，而提供一种结构简单，自动化程度高的多节串联的电池充放电均衡电路。

为了实现上述的目的，可以采用以下的技术方案：本方案的均衡电路包括串联连接的若干个电池，其特征是还包括一个储能电容、一个开关选通控制模块和数量为电池数量两倍的可控开关，其中若干个电池中的每个电池的正极分别与一个序列号为奇数的可控开关的一端连接，负极分别与一个序列号为偶数的可控开关的一端连接，序列号为奇数的可控开关的另一端并联后与储能电容的一极连接，序列号为偶数的可控开关的另一端并联后与储能电容的另一极连接，相邻的序列号为奇数和偶数的一对可控开关的第3极互相连接；开关选通模块的的各个输出端分别与相邻的序列号为奇数和偶数的一对可控开关的控制极连接；该开关选通模块依次控制各个可控开关的通断切换，使储能电容依次与每个电池并联而形成一个充放电回路。

上述的每个电池也可以是若干个串联连接起来的电池组。

前述的开关选通控制模块中包含有程序软件或逻辑电路，因此它可以依次控制各个可控开关的通断切换，使储能电容依次与每个电池并联而形成一个充放电回路。例如，储能电容通过开关选通控制模块选择与一个电压高的电池并联，形成放电回路，储能电容吸收该电池的高电压电能，电容充电足够的时间后，电容的电压与该电池的电压相等；接着，在开关选通控制模块的控制下，电容断开与第一个电池的连接，与第二个电池并联从而形成第二个放电回路，由于此时电容电压比第二个电池的电压高，所以电容对第二个电池充电。然后，重复第一步，依次选通其中一单个电池与电容并联，这样不断重复切换回路后，第一个电压高的电池电荷不断经过电容流经第二个电压低的电池，直致两个电池的电压相等。

两节以上的电池串联时，依次切换电容与其中每个单节电池并联，电荷则在电池间流动，直致全部串联电池的电压相等，而停止工作。

通过以上的分析可以看出，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的电路不需专门的电压检测电路，电路结构简单，制造成本低，精度高，性能可靠；通过调整储能电容及开关转换速率，能够实现不同容量及时快速地均衡电池电压，按无穷级次转换后，串联的电池电压可以完全相等，实现真正的电池电压均衡，是多节串联电池电压均衡技术最佳的解决方案。

2、本实用新型的电路工作耗电电流小，电池间电荷转移时不通过电阻放电，不发热，不损耗电池电量，所以节约能源。

为了使本实用新型便于理解和更加清晰，下面通过附图和实施例对其作进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的电路示意图。

图2是本实用新型的实施例2的电路示意图。

图3是本实用新型的实施例3的电路示意图。

图4是本实用新型的实施例4的电路示意图。

图5是本实用新型的实施例5的电路示意图。

具体实施方式

实施例1，参看图1。本实施例的多节串联电池电压均衡电路，包括串联连接的N个电池11、12、13，它还包括一个储能电容31、一个开关选通控制模块41和数量为电池数量两倍的可控开关，其中N个电池中的每个电池的正极分别与一个序列号为奇数的可控开关21、23、25的一端连接，负极分别与一个序列号为偶数的可控开关22、24、26的一端连接，序列号为奇数的可控开关21、23、25的另一端并联后与储能电容31的一极连接，序列号为偶数的可控开关22、24、26的另一端并联后与储能电容31的另一极连接，相邻的序列号为奇数和偶数的一对可控开关21和22、23和24、25和26的第3极互相连接；开关选通模块41的的各个输出端1、2、3分别与相邻的序列号为奇数和偶数的一对可控开关21和22、23和24、25和26的第3极连接；该开关选通模块41依次控制各个可控开关21—26的通断切换，使储能电容31依次与每个电池11、12、13并联而形成一个充放电回路。

上述的N个电池中的每个电池也可以是包含若干个串联电池组成的电池组。

实施例2，参看图2。本实施例是以上实施例的一种具体实施方式，即所说的电池为2个11和13，可控开关共4个，分别为21、22、25、26。

实施例3，参看图3。本实施例是实施例2的一种具体实施方式，即所说的第1个和第2个可控开关为一个P型场效应管51和52，第3个和第4个可控开关分别为N型场效应管55和56，其中第一个电池1的正极与第一个场效应管51的源极S连接，负极与第二个场效应管52的源极S连接，第一个场效应管51的漏极D与第三个场效应管55的源极S连接后与储能电容C31的一极连接，第二个场效应管52的漏极D与第四个场效应管56的源极S连接后与储能电容C31的另一极连接，第一、第二个场效应管51、52以及第三、第四个场效应管55、56的控制极G互相连接；开关选通模块41的的第一个输出端与第一、第二个场效应管51、52的控制极连接，第二个输出端与第三、第四个场效应管55、56的控制极G连接。

实施例4，参看图4。本实施例是实施例1的另一种具体实施方式，即所说的可控开关为N组模拟开关61—66，其连接方式属于现有技术的范畴，这里不再赘述。

实施例5，参看图5。本实施例是实施例4的一种具体实施方式，即所说的电池为2个11和13；可控开关共4个，其中第1个和第2个可控开关为一个模拟开关61、62，第3个和第4个可控开关分别为模拟开关65和66。

Claims

1、一种多节串联电池电压均衡电路，包括串联连接的若干个电池，其特征是还包括一个储能电容、一个开关选通控制模块和数量为电池数量两倍的可控开关，其中若干个电池中的每个电池的正极分别与一个序列号为奇数的可控开关的一端连接，负极分别与一个序列号为偶数的可控开关的一端连接，序列号为奇数的可控开关的另一端并联后与储能电容的一极连接，序列号为偶数的可控开关的另一端并联后与储能电容的另一极连接，相邻的序列号为奇数和偶数的一对可控开关的控制极互相连接；开关选通模块的的各个输出端分别与相邻的序列号为奇数和偶数的一对可控开关的控制极连接；该开关选通模块依次控制各个可控开关的通断切换，使储能电容依次与每个电池并联而形成一个充放电回路。

2、根据权利要求1所述的多节串联电池电压均衡电路，其特征是所说的每个电池是若干个串联连接起来的电池组。

3、根据权利要求1或2所述的多节串联电池电压均衡电路，其特征是所说的电池为2个。

4、根据权利要求3所述的多节串联电池电压均衡电路，其特征是所说的第1个和第2个可控开关分别为一个P型场效应管，第3个和第4个可控开关分别为一个N型场效应管，其中第一个电池的正极与第一个场效应管的源极连接，负极与第二个场效应管的源极连接，第一个场效应管的漏极与第三个场效应管的源极连接后与储能电容的一极连接，第二个场效应管的漏极与第四个场效应管的源极连接后与储能电容的另一极连接，第一、第二个场效应管以及第三、第四个场效应管的控制极互相连接；开关选通模块的的第一个输出端与第一、第二个场效应管的控制极连接，第二个输出端与第三、第四个场效应管的控制极连接。

5、根据权利要求1或2所述的多节串联电池电压均衡电路，其特征是所说的可控开关为模拟开关。

6、根据权利要求5所述的多节串联电池电压均衡电路，其特征是所说的电池为2个。