CN201298740Y - 一种用于串联电池组的均衡充电装置 - Google Patents

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CN201298740Y CNU2008202132255U CN200820213225U CN201298740Y CN 201298740 Y CN201298740 Y CN 201298740Y CN U2008202132255 U CNU2008202132255 U CN U2008202132255U CN 200820213225 U CN200820213225 U CN 200820213225U CN 201298740 Y CN201298740 Y CN 201298740Y
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张建华
梁树林
郭光喜
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Abstract

本实用新型提供的一种用于串联电池组的均衡充电装置，所述电池组包括多节单体电池，该均衡充电装置还包括控制器和开关单元，所述开关单元与所述电池组并联并分别与电池组中的单体电池形成多个并联支路，所述控制器分别与所述电池组和所述开关单元连接，用于采集电池组中单体电池的电压值，当所述电压值达到预设值时，控制开关单元使与所述单体电池并联的支路闭合。本实用新型在电池组的充电过程中使单体电池的电压都比较均衡，提高单次充电电池的存储容量，使每次电池充好电后使用的时间更长，从而使得电池组整体寿命延长，有效地提高了电池组的使用性能。

Description

一种用于串联电池组的均衡充电装置
技术领域
本实用新型涉及充电装置，尤其涉及一种用于串联电池组的均衡充电装置。
背景技术
可充电动力电池因其较好的利用率而被广泛地应用于各类电子产品，尤其是电动汽车中。对于电动汽车，设有将多个单体电池串联连接而成的作为电源装置的电池组。作为串联电池组中的每只单体电池之间，不论在串联组装配时，参数选择的多么良好和一致。在经过多次充、放电循环之后，单体电池之间的电压差异会越来越大，在充电过程中容易导致串联电池组充电不均衡，使得串联电池组的有效容量减小，影响电池组的使用性能，这对于电动汽车来说也是不容忽视的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中串联电池组充电不均衡导致电池组有效容量小、使用性能差的问题，提供一种新型、简单而有效的用于串联电池组的均衡充电装置。
本实用新型提供的用于串联电池组的均衡充电装置，所述电池组包括多节单体电池，该均衡充电装置还包括控制器和开关单元，所述开关单元与所述电池组并联并分别与电池组中的单体电池形成多个并联支路，所述控制器分别与所述电池组和所述开关单元连接，用于采集电池组中单体电池的电压值，当所述电压值达到预设值时，控制开关单元使与所述单体电池并联的支路闭合。
本实用新型提供的用于串联电池组的均衡充电装置，由控制器检测电池组中单体电池的电压状况，并与预设的单节电池的启动均充电压比较，当单节电池电压达到启动均充电压预设值后，控制器就会给出一个控制信号到开关单元导通可控开关，将一部分充电电流从与电池并联的支路分流，使每节电池电压都比较一致，实现对电池组均衡充电的功能，本实用新型在电池组的充电过程中使单体电池的电压都比较均衡，提高单次充电电池的存储容量，使每次电池充好电后使用的时间更长，从而使得电池组整体寿命延长，有效地提高了电池组的使用性能。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例提供的用于串联电池组的均衡充电装置的结构示意图；
图2为本实用新型另一种实施例提供的用于串联电池组的均衡充电装置的结构示意图；
图3为本实用新型一种实施例提供的用于串联电池组的均衡充电装置的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例提供的用于串联电池组的均衡充电装置做进一步的详细描述。
如图1和图2所示，一种用于串联电池组的均衡充电装置，所述电池组包括多节单体电池，该均衡充电装置还包括控制器4和开关单元3，所述开关单元3与所述电池组2并联并分别与电池组中的单体电池形成多个并联支路，所述控制器4分别与所述电池组2和所述开关单元3连接，用于采集电池组2中单体电池的电压值，当所述电压值达到预设值时，控制开关单元使与所述单体电池并联的支路闭合。
所述控制器包括电压信号采集单元5、电压比较单元6和控制单元7；所述电压信号采集单元5用于采集每个单体电池两端的电平信号，根据电平信号得到每个单体电池的电压值，并将所述电压值发送到电压比较单元6；所述电压比较单元6用于将每个单体电池的电压值与预设值进行比较；所述控制单元7用于当所述单体电池达到预设值时控制对每个不均衡单体电池充放电支路闭合，并在不均衡单体电池的实际电压值达到给定电压范围时控制开关单元使与所述单体电池并联的支路闭合。
所述开关单元3包括多个可控开关，每个可控开关分别位于每个与单体电池并联的支路上，所述控制器具有多个输出端，每个输出端分别与每个可控开关的控制端连接，所述控制器4通过控制可控开关闭合来控制支路的闭合。所述开关单元3还包括多个分流电阻，每个分流电阻分别与所述每个可控开关串联后再与单体电池并联，所述多个可控开关和分流电阻构成的支路串联在一起，所述多个可控开关与电池组内的多个单体电池数量相同并一一对应，一个可控开关与一个单体电池并联在一起，所述可控开关为开关晶体管或MOS场效应管；所述分流电阻的数量与所述可控开关的数量相同并一一对应，所述分流电阻分别与所述可控开关串联后再与所对应的单体电池并联，所述多个可控开关和分流电阻构成的支路串联在一起，所述分流电阻用于限制与单体电池并联的支路内电流的大小，以防止单体电池短路而损坏电池组，所述单体电池均充效果可根据需求调节分流电阻大小实现，当需要对电池组中单节电压要求完全一致时，可将所述分流电阻选取较低的阻值，当需要对所述电池组的单体电池快速均充时，则将所述分流电阻选取较高的阻值。
所述开关单元与所述电池组通过接插件P1连接在一起。
所述控制器4还可以为分别包括所述电压信号采集单元5、所述电压比较单元6和所述控制单元7的多个控制模块，所述多个控制模块串联在一起。
所述控制模块数量与所述单体电池数量相同并一一对应，所述控制模块分别与所述单体电池并联用于检测单体电池的电压，所述控制模块的输出端连接所述可控开关的控制端，所述控制模块内预先设定预设值用于与所述单体电池的电压进行比较，当控制模块检测到对应的单体电池电压达到预设值时则控制所对应的可控开关闭合，使充电电流流经该支路为其余未达到预设值电压的电池继续充电，直到电池组电压达到预设值。
所述控制模块包括电压采集单元，所述电压采集单元分别与所述多个单体电池并联，所述电压采集单元与所述单体电池并联用于采集单体电池的电压，所述控制模块通过所述电压采集单元采集到单体电池的电压，并与控制模块内的预设值进行比较，所述电压采集单元优选为电阻。
所述控制模块电压采集单元还包括并联在支路中的滤波电容。
下面以四个单体电池组成的电池组为例对本实用新型均衡充电装置的结构做进一步阐述：
如图3所示，电池组由四个单体电池串联组成，充电电源的正、负极分别连接电池组的正、负极，所述电池组与开关单元连接，电池组中第一单体电池的正极连接开关单元中第一个可控开关场效应管Q1的漏极，所述场效应管Q1源极连接分流电阻R4的一端，所述分流电阻R4的另一端连接第一节单体电池的负极，所述场效应管Q1的栅极连接所述电压采集控制单元中第一控制模块的控制端；第二单体电池的正极连接开关单元中第二个可控开关场效应管Q2的漏极，所述场效应管Q2源极连接分流电阻R8的一端，所述分流电阻R8的另一端连接第二单体电池的负极，所述场效应管Q2的栅极连接所述电压采集控制单元中第二控制模块的控制端；第三单体电池的正极连接开关单元中第三个可控开关场效应管Q3的漏极，所述场效应管Q3源极连接分流电阻R12的一端，所述分流电阻R12的另一端连接第三单体电池的负极，所述场效应管Q3的栅极连接所述电压采集控制单元中第三控制模块的控制端；第四单体电池的正极连接开关单元中第四个可控开关场效应管Q4的漏极，所述场效应管Q4源极连接分流电阻R16的一端，所述分流电阻R16的另一端连接第四单体电池的负极，所述场效应管Q4的栅极连接所述电压采集控制单元中第四控制模块的控制端；分流电阻R4连接在场效应管Q2的漏极，分流电阻R8连接在场效应管Q3的漏极，分流电阻R12连接在场效应管Q4的漏极，通过以上连接使所述场效应管Q1和分流电阻R4构成的第一支路、场效应管Q2和分流电阻R8构成的第二支路场效应、Q3和分流电阻R12构成的第三支路、场效应管Q4和分流电阻R16构成的第四支路相互串联在一起构成开关单元。
所述电池组的第一单体电池正极串联有所述控制模块内用于采集电池电压的电压采集单元分压电阻R1，在VDD和VSS间设有滤波电容C1，所述分压电阻R1和滤波电容C1串联在一起；第二单体电池正极串联所述检测控制单元内有用于采集电池电压的电压采集单元分压电阻R5，在VDD和VSS间有滤波电容C2，所述分压电阻R5和滤波电容C2串联在一起；第三单体电池正极串联有所述检测控制单元内用于采集电池电压的电压采集单元分压电阻R9，在VDD和VSS间有滤波电容C3，所述分压电阻R9和滤波电容C3串联在一起；第四单体电池正极串联有所述检测控制单元内用于采集电池电压的电压采集单元分压电阻R13，在VDD和VSS间有滤波电容C4，所述分压电阻R13和滤波电容C4串联在一起。
所述检测控制单元内的第一控制模块的一个输出端CO连接电阻R2，所述电阻R2的另一端连接场效应管Q1的栅极，一个输入端VDD连接在电阻R1和电容C1之间，另一端VSS连接在第一单体电池的负极和第二单体电池的正极之间，还有一个反馈端VM连接电阻R3的一端，所述电阻R3的另一端连接第一单体电池的负极；所述检测控制单元内的第二控制模块的一个输出端CO连接电阻R6，所述电阻R6的另一端连接场效应管Q2的栅极，一个输入端VDD连接在电阻R5和电容C2之间，另一端VSS连接在第二单体电池的负极和第三单体电池的正极之间，还有一个反馈端VM连接电阻R7的一端，所述电阻R7的另一端连接第二单体电池的负极；所述检测控制单元内的第三控制模块的一个输出端CO连接电阻R10，所述电阻R10的另一端连接场效应管Q3的栅极，一个输入端VDD连接在电阻R9和电容C3之间，另一端VSS连接在第三单体电池的负极和第四单体电池的正极之间，还有一个反馈端VM连接电阻R11的一端，所述电阻R11的另一端连接第三单体电池的负极；所述检测控制单元内的第四控制模块的一个输出端CO连接电阻R14，所述电阻R14的另一端连接场效应管Q4的栅极，一个输入端VDD连接在电阻R13和电容C4之间，另一端VSS连接在第四单体电池的负极，还有一个反馈端VM连接电阻R15的一端，所述电阻R15的另一端连接第四单体电池的负极。
所述均衡充电装置的工作方式如下：由控制器检测电池组的电压状况，当总电压低于设定值时启动充电电源给电池组充电，所述充电电源给电池组充电时，由控制器内的控制模块通过电压采集单元电阻采集电池组内单体电池的电压状况，并与控制模块内设定的单节电池的预设启动均充电压作比较，当某节电池电压达到启动均充电压预设值后，则此节单体电池的电压控制模块就会给出一个控制信号到场效应管开关导通，把一部分充电电流从旁路分流，通过分流电阻可以控制从旁路分流的充电电流大小，使单节电压低的电池充电电流能从电池流过，单节电压高的电池充电电流一部分从旁路流过，后达到每节电池电压都比较一致，最后电池组充电控制模块检测到电池组总电压达到一个设定充满保护电压值，关闭充电电源。

Claims (8)

1、一种用于串联电池组的均衡充电装置，所述电池组包括多节单体电池，其特征在于：该均衡充电装置还包括控制器和开关单元，所述开关单元与所述电池组并联并分别与电池组中的单体电池形成多个并联支路，所述控制器分别与所述电池组和所述开关单元连接，用于采集电池组中单体电池的电压值，当所述电压值达到预设值时，控制开关单元使与所述单体电池并联的支路闭合。
2、根据权利要求1所述的均衡充电装置，其特征在于：所述控制器包括电压信号采集单元、电压比较单元和控制单元；
所述电压信号采集单元用于采集每个单体电池两端的电平信号，根据电平信号得到每个单体电池的电压值，并将所述电压值发送到电压比较单元；
所述电压比较单元用于将每个单体电池的电压值与预设值进行比较；
所述控制单元用于当所述单体电池达到预设值时控制对每个不均衡单体电池充放电支路闭合，并在不均衡单体电池的实际电压值达到给定电压范围时控制开关单元使与所述单体电池并联的支路闭合。
3、根据权利要求2所述的均衡充电装置，其特征在于：所述控制器为分别包括所述电压信号采集单元、所述电压比较单元和所述控制单元的多个控制模块，所述多个控制模块串联在一起。
4、根据权利要求2或3所述的均衡充电装置，其特征在于：所述电压采集单元包括与单体电池并联用于采集单体电池电压的电阻。
5、根据权利要求4所述的均衡充电装置，其特征在于：所述电压采集单元还包括与单体电池并联用于滤波的电容。
6、根据权利要求1所述的均衡充电装置，其特征在于：所述开关单元包括多个可控开关，每个可控开关分别位于每个与单体电池并联的支路上，所述控制器具有多个输出端，每个输出端分别与每个可控开关的控制端连接，所述控制器通过控制可控开关闭合来控制支路的闭合。
7、根据权利要求6所述的均衡充电装置，其特征在于：所述开关单元还包括多个分流电阻，每个分流电阻分别与所述每个可控开关串联后再与单体电池并联，所述多个可控开关和分流电阻构成的支路串联在一起。
8、根据权利要求7所述的均衡充电装置，其特征在于：所述可控开关为开关晶体管或MOS场效应管。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102761149A (zh) * 2011-04-29 2012-10-31 新普科技股份有限公司 电池平衡电路与其平衡方法与电池模块活化方法
CN102981041A (zh) * 2012-11-10 2013-03-20 中山普润斯电源设备技术有限公司 一种单体电池监控系统
CN103036278A (zh) * 2012-11-30 2013-04-10 王奉瑾 一种采用能量及数据双重总线的电池管理系统
CN103199313A (zh) * 2012-01-09 2013-07-10 苏州纳新新能源科技有限公司 一种外接均衡式锂离子电池装置
CN109149678A (zh) * 2017-06-28 2019-01-04 比亚迪股份有限公司 用于电池组的均衡充电方法及其装置
CN112993422A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 致茂电子(苏州)有限公司 储能单元充电方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102761149A (zh) * 2011-04-29 2012-10-31 新普科技股份有限公司 电池平衡电路与其平衡方法与电池模块活化方法
CN103199313A (zh) * 2012-01-09 2013-07-10 苏州纳新新能源科技有限公司 一种外接均衡式锂离子电池装置
CN102981041A (zh) * 2012-11-10 2013-03-20 中山普润斯电源设备技术有限公司 一种单体电池监控系统
CN102981041B (zh) * 2012-11-10 2015-05-27 中山普润斯电源设备技术有限公司 一种单体电池监控系统
CN103036278A (zh) * 2012-11-30 2013-04-10 王奉瑾 一种采用能量及数据双重总线的电池管理系统
CN109149678A (zh) * 2017-06-28 2019-01-04 比亚迪股份有限公司 用于电池组的均衡充电方法及其装置
CN109149678B (zh) * 2017-06-28 2021-11-12 比亚迪股份有限公司 用于电池组的均衡充电方法及其装置
CN112993422A (zh) * 2019-12-18 2021-06-18 致茂电子(苏州)有限公司 储能单元充电方法

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