CN201536268U - 一种电池均衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电池均衡装置，包括DC-DC转换电路，调节电路，充放电选择电路，继电器电路，继电器电路由n组选通开关SW1、SW2、SW3、……、SWx-1、SWx(1＜x＜n，x为整数)、SWn组成，n为电池单体的节数，选通开关包括两个输入端和四个输出端，开关SW1的输入端连接充放电选择电路信号输出端，开关SWx-1的第一组输出端连接第x-1节电池单体的正负极两端，开关SWx-1的第二组输出端连接开关SWx的输入端，开关SWx的第二组输出端连接开关SWn的输入端，开关SWn的第一组输出端连接第n节电池单体的正负极两端，开关SWn的第二组输出端为悬空端。采用以上技术方案，有效增强了电池均衡装置工作时的安全性能。

Description

[0001] 开关SWx的第二组输出端连接所述选通开关SWn的输入端，所述选通开关SWn的第一组输出端连接第n节电池单体的正负极两端，所述选通开关SWn的第二组输出端为悬空端。

优选地，所述选通开关为双刀双置选通开关。

所述电池均衡装置还包括一用以切断或者导通所述调节电路与充放电电路之间的电信号的开关电路，所述开关电路设置在所述调节电路和充放电选择电路之间。

作为一种优选方案，所述开关电路包括一控制开关K2，所述控制开关K2的一端与所述调节电路的输出端相连接，另一端与所述充放电电路的输入端相连接。

所述电池均衡装置还包括一用于检测电池的充电电流及放电电流的电流采样电路，所述电流采样电路串联连接在所述充放电选择电路和继电器电路之间的任何一条支路上。

所述电池均衡装置还包括一用于检测电池的充电电压及放电电压的电压采样电路，所述电压采样电路并联连接在所述充放电选择电路和继电器电路之间。

本实用新型的有益效果是：通过以上技术方案，在利用此电池均衡装置给电池充电或者放电的时候，控制继电器电路的不同开关导通或者断开，最终只能实现一节电池的充电或者放电。其中，如果某个或者某些继电器发生故障或者控制失效的时候，不会造成任何一节或者一组电池的短路，从而引发电池均衡过程的各种危险情况，有效增强了电池均衡装置工作时的安全性能。

附图说明

图1是现有的一种电池均衡装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的结构框图；

图3是本实用新型一种实施的调节电路的电路图；

图4是本实用新型一种实施例的开关电路的电路图；

图5是本实用新型一种实施例的充放电选择电路的电路图；

图6是本实用新型一种实施例的电流采样电路的电路图；

图7是本实用新型一种实施例的电压采样电路的电路图；

图8是本实用新型一种实施例的继电器电路的电路图；

图9是图8电路图中的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体的实施方式并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。

如图1所示，本实用新型的电池均衡器的组成电路包括，DC-DC转换电路，用于给电池提供一个稳定的充电电压；与DC-DC转换电路信号输出端相连接的调节电路，用于调节所述电池的充电电流；与调节电路信号输出端相连接的充放电选择电路，用于给电池进行充电或者放电；与充放电选择电路信号输出端相连接的继电器电路，用于断开或者导通电池单体的充放电回路。

结合图3，图5，图8所示，DC-DC转换电路可以为DC-DC转换器，将经过交直流转换的直流电通过DC-DC转换电路转换成适当的电压提供给电池，如将220V的交流电转换为12V或者14V或者16V的直流电压以便给电池进行充电，具体的转换电压可以参考具体动力电池组的所需充电电压。电源信号经过DC-DC转换电路转换后经过支路3和之路4进入调节电路，图3所示为一种常见的电流调节电路，通过控制三极管T可以实现对所需充电电流的调节，给电池提供一个稳定的充电电流。电流信号经过调节电路调节后进入充放电选择电路，充放电选择电路包含一个继电器K1和几个泄放电阻R1、R2、R4、R5，泄放电阻并联后串接在支路4和5之间，如图5所示，经过调节电路的电流信号经过支路2和7进入充放电选择电路，当继电器K1选通支路2、3和6、7的时候，电流信号通过支路3和6实现给电池充电；当继电器K2选通支路3、4和5、6的时候，泄放电阻R1、R2、R4和R5消耗掉电池中的电流，实现给电池进行放电。电流信号从充放电选择电路的支路3和6出来后进入继电器电路，如图8所示，继电器电路由n组选通开关SW1、SW2、SW3、……、SWx-1、SWx 1＜x＜n，x为整数、SWn组成，n为电池单体的节数，所述选通开关包括两个输入端3、6和四个输出端2、4、5、7，所述选通开关SW1的输入端3、6连接所述充放电选择电路信号输出端，所述选通开关SWx-1的第一组输出端4、5连接第x-1节电池单体的正负极两端，所述选通开关SWx-1的第二组输出端2、7连接所述选通开关SWx的输入端3、6，所述选通开关SWx的第一组输出端4、5连接第x节电池单体的正负极两端，所述选通开关SWx的第二组输出端2、7连接所述选通开关SWn的输入端3、6，所述选通开关SWn的第一组输出端4、5连接第n节电池单体的正负极两端，所述选通开关SWn的第二组输出端2、7为悬空端。如图9所示，为了方便下文的描述，可以定义端口3和6为选通开关的输入端，端口4和5为选通开关的第一组输出端，端口2和7为选通开关的第二组输出端。所述选通开关优选为双刀双置开关。

这里以n等于10为例子进行说明，即动力电池组中电池单体为10节，那么继电器电路包含10个继电器，选通开关SW1的输入端3和6连接充放电选择电路的输出支路3和6，选通开关SW1的第一组输出端4和5连接在第一节电池的正负极两端，其第二组输出端2和7连接选通开关SW2的输入端，选通开关SW2的第一组输出端连接在第二节电池的正负极两端，其第二组输出端连接选通开关SW3的输入端，以此类推，选通开关SW9的第一组输出端连接第9节电池的正负极两端，其第二组输出端连接选通开关SW10的输入端，选通开关SW10的第一组输出端连接第10节电池的正负极两端，其第二组输出端2和7悬空。

电池组中某节电池的电量偏低，需要对电池充电来进行均衡时，如果是第一节电池，那么控制继电器SW1选通支路5、6和4、3，同时充放电选择电路中的继电器K1选通支路2、3和6、7，这样直流电源信号经过DC-DC转换电路和调节电路的调节后通过充放电选择电路进入继电器电路从而实现对第一节电池的充电。同样，在充放电选择电路中的继电器K1选通支路2、3和6、7的前提下，继电器SW1选通支路6、7和3、2，继电器SW2选通支路5、6和4、3可实现对第二节电池的充电；继电器SW1选通支路6、7和3、2，继电器SW2选通支路6、7和3、2，继电器SW3选通支路5、6和4、3，可以实现对第三节电池的充电；同样，继电器SW1、SW2、SW3分别选通支路6、7和3、2，继电器SW4选通支路5、6和4、3可实现对第四节电池的充电；同样，继电器SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8和SW9都分别选通支路6、7和3、2，继电器SW10选通支路5、6和4、3可实现对第十节电池的充电。

如果电池组中某节电池的电量偏高，需要对电池放电来进行均衡时，那么如上述充电的实施例，只需要将充放电选择电路中的继电器K1选通支路4、3和6、5，即在充放电选择电路中的继电器K1选通支路4、3和6、5的前提下，控制继电器SW1选通支路6、5和3、4可实现对第一节电池的放电；继电器SW1选通支路6、7和3、2，继电器SW2选通支路5、6和4、3可实现对第二节电池的放电；继电器SW1选通支路6、7和3、2，继电器SW2选通支路6、7和3、2，继电器SW3选通支路5、6和4、3，可以实现对第三节电池的放电；同样，继电器SW1、SW2、SW3分别选通支路6、7和3、2，继电器SW4选通支路5、6和4、3可实现对第四节电池的放电；同样，继电器SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8和SW9都分别选通支路6、7和3、2，继电器SW10选通支路5、6和4、3可实现对第十节电池的放电。

以上仅是对十节动力电池进行充放电的方案的描述，利用此方案对以上电池进行充放电的优点是，不论哪几个或者全部继电器控制失效或者损坏的的时候，要么只能实现对一节电池的充放电操作，要么整个电池组都不能进行充电或者放电操作，而不会出现任何一节或者多节电池短路从而引发各种危险甚至爆炸的可能。

作为一种优选的方案，在调节电路和充放电选择电路之间设置一开关电路，如图4所示，开关电路包括一选通开关K2，选通开关K2可以切断或者导通调节电路与充放电选择电路之间的电源信号，选通开关优选为一双刀双置开关，其输入端接调节电路的信号输出端，双刀双置开关的一个输出端接充放电选择电路的输入端，双刀双置开关的另一个输出端悬空。当电池均衡器对电池进行充电时，如果电路发生异常，那么通过控制选通开关K2选通支路6、7和2、3就可以切断供给电池的充电电流，以防电池被损坏或者其他危险情况的发生，有效增强了电池均衡器的安全性和工作可靠型。

作为进一步的改进，所述电池均衡装置还包括一电流采样电路和电压采样电路，如图6和图7所示，电流采样电路串接在充放电选择电路和继电器电路之间的任何一个之路上，当电池均衡器工作时，电流采样电路负责对电路中的充放电电流进行采集比较，可以时时检测电池均衡器的工作电流，图6所示即为一种常用的电流采样电路。

电压采样电路并联接在充放电选择电路和继电器电路之间，如图7所示，电压采样电路包含一选通开关K3，优选为双刀双置开关，当选通开关K3选通支路3、2和6、7时，可以实现对电池充电或者放电电压的检测；当选通开关K3选通支路3、4和6、5时，电压采样电路中的支路4和支路5分别与充放电选择电路中的支路2和支路7导通，此时，将开关电路中的控制开关K2选通支路6、5和3、4，那么电压采样电路就会检测到电压信号，如果此时电压信号为零，说明控制开关K2失效。同样，将开关电路中的控制开关K2选通支路6、7和3、2，电压采样电路检测到的电压信号为零，如果此时信号不为零，也说明控制开关K2失效，需要对控制开关K2进行维修或者更换。所以，电压采样电路在检测电池充电电压或者放电电压的同时可以实现对控制开关K2的检测，进一步增加了电路的可靠性和安全性。

以上技术方案仅是本实用新型的一种实施方式，如DC-DC转换电路、调节电路、开关电路、充放电选择电路、电流采样电路及电压采样电路仅描述了本领域经常采用的一种形式，对不经创造性劳动而得出的其他一些实施例均在该实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电池均衡装置，包括，

用于给电池提供一个稳定的充电电压的DC-DC转换电路；

与所述DC-DC转换电路信号输出端相连接的用于调节所述电池的充电电流的调节电路；

与所述调节电路信号输出端连接的用于给电池进行充电或者放电的充放电选择电路；

与所述充放电选择电路信号输出端连接的用于断开或者导通电池单体的充放电回路的继电器电路；其特征在于，

所述继电器电路由n组选通开关SW1、SW2、SW3、……、SWx-1、SWx(1＜x＜n，x为整数)、SWn组成，n为电池单体的节数，所述选通开关包括两个输入端和四个输出端，所述选通开关SW1的输入端连接所述充放电选择电路信号输出端，所述选通开关SWx-1的第一组输出端连接第x-1节电池单体的正负极两端，所述选通开关SWx-1的第二组输出端连接所述选通开关SWx的输入端，所述选通开关SWx的第一组输出端连接第x节电池单体的正负极两端，所述选通开关SWx的第二组输出端连接所述选通开关SWn的输入端，所述选通开关SWn的第一组输出端连接第n节电池单体的正负极两端，所述选通开关SWn的第二组输出端为悬空端。

2.根据权利要求1所述的电池均衡装置，其特征在于，所述选通开关为双刀双置选通开关。

3.根据权利要求1所述电池均衡装置，其特征在于，所述电池均衡装置还包括一用以切断或者导通所述调节电路与充放电电路之间的电信号的开关电路，所述开关电路设置在所述调节电路和充放电选择电路之间。

4.根据权利要求3所述的电池均衡装置，其特征在于，所述开关电路包括一控制开关K2，所述控制开关K2的一端与所述调节电路的输出端相连接，另一端与所述充放电电路的输入端相连接。

5.根据权利要求1所述的电池均衡装置，其特征在于，所述电池均衡装置还包括一用于检测电池的充电电流及放电电流的电流采样电路，所述电流采样电路串联连接在所述充放电选择电路和继电器电路之间的任何一条支路上。

6.根据权利要求1所述的电池均衡装置，其特征在于，所述电池均衡装置还包括一用于检测电池的充电电压及放电电压的电压采样电路，所述电压采样电路并联连接在所述充放电选择电路和继电器电路之间。

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