CN202405822U - 均衡充电电路及使用该电路的电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种均衡充电电路及使用该电路的电池，两者均包括由多节锂离子充电电池串联而成的电池组中，其每一节电池的正负极两端连接一个可将该节电池的电压与系统提供的电池的平均电压进行比较并输出比较结果的电压检测部，每一节电池的正负极两端还连接一个自放电支路，所述每一个自放电支路包括一个阻抗元件和一个可根据相应的电压检测部的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关。充电时，该均衡充电电路可以使电池单元各个电池单体间电压基本保持一致，消除了因各电池单体间的性能差异对电池单元的荷电保持能力的影响，提升了电池组的整体性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及大容量、高功率动力锂离子电池的均衡充电电路，以及使用该均衡充电的电池。
背景技术
锂离子电池没有记忆效应，所以是理想的充电电池。其作为动力电池使用时，往往需要将7至13节锂离子电池串联使用，以达到电动机所需要的电压。由于锂离子电池各单体在性能指标上不可能完全一致，在使用过程中由于各单体间的容量、自放电等的差异，日积月累，在使用一段时间后，电池组的荷电保持能力明显降低，影响了锂离子电池在更大范围内的推广应用。因此，多节电池串联使用时，其性能的好坏不仅取决于电池单体质量的好坏，更重要的取决于其整体质量的高低。遗憾的是，在公知技术中，没有找到针对四节以上的锂离子电池组成的电池组使用的均衡充电电路。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种动力锂离子电池的均衡充电电路，以解决在多节锂离子电池串联充电时，由于各电池单体间的性能差异而影响电池单元的荷电保持能力，降低电池组整体性能的问题。
为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
均衡充电电路，包括由输入端口和连接于输入端口之间的电池单元组成的主电路，所述电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；所述每一节电池的正负极两端连接一个可将该节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部，所述每一节电池的正负极两端还连接有自放电支路，所述每一个自放电支路包括阻抗元件和可根据相应的电压检测部的比较结果控制自放电支路通/断的自放电控制开关。
上述电压检测部由差动电路构成。
上述自放电控制开关由MOSFET管构成。
本实用新型的另一个目的在于提供一种使用上述均衡充电电路的电池。
为了实现上述目的，采用的技术解决方案是：
使用均衡充电电路的电池，具有均衡充电电路，其包括由输入端口和连接于输入端口之间的电池单元组成的主电路，所述电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；所述每一节电池的正负极两端连接一个可将该节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部，所述每一节电池的正负极两端还连接有自放电支路，所述每一个自放电支路包括阻抗元件和可根据相应的电压检测部的比较结果控制自放电支路通/断的自放电控制开关。
上述电压检测部由差动电路构成。
上述自放电控制开关由MOSFET管构成。
本实用新型的有益效果：
由于电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组，所述每一节电池的正负极之间设有一个可将该节电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部。每一节电池的正负极之间还设有自放电支路，每一个自放电支路包括阻抗元件和可根据相应的电压检测部的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关。在对电池单元的充电过程中，如果某一节电池的实际电压高于设定的单节电池的额定电压时，与其相应的电压检测部就会发出高电平，使自放电控制开关连通，使该节电池在充电的同时通过自放电支路进行自我放电，从而降低了该节电池的充电电流。充电结束后，所有高于设定的额定电压的电池还会通过相应的自放电支路继续自我放电，直至降至设定的额定电压，此时，电压检测部将发出低电平，自放电控制开关断开自放电支路，自我放电停止。通过自我放电，充电后电池组的各个电池单体的电压基本保持一致，消除了因各电池单体间的性能差异对电池单元的荷电保持能力的影响。
附图说明
图1均衡充电电路的电路原理图。
具体实施方式
实施例1
图1示出了本实用新型的一个实施例中动力锂离子电池的均衡充电电路的大致结构。
均衡充电电路具有作为输入端口的正极端子102和负极端子103，充电时，其分别与充电器的正极和负极连接，电池单元101是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组。正极端子102、负极端子103和连接在正极端子102和负极端子103之间的电池单元101组成主电路。每一节电池的正负极两端连接一个可将该节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部31，所述电压检测部31由差动电路构成。每一节电池的正负极两端还连接一个自放电支路，每一个自放电支路包括一个阻抗元件33和一个可根据相应的电压检测部31的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关32，所述自放电控制开关32由MOSFET管构成，所述电压检测部31的输出端与MOSFET管的栅极连接。
在对电池单元101的充电过程中，如果某一节电池的实际电压高于设定的单节电池的额定电压时，与其相应的电压检测部31就会发出高电平，使自放电控制开关32连通，使该节电池在充电的同时通过自放电支路进行自我放电，从而降低了该节电池的充电电流。充电结束后，所有高于设定的额定电压的电池还会通过相应的自放电支路继续自我放电，直至降至设定的额定电压，此时，电压检测部31将发出低电平，自放电控制开关32断开自放电支路，自我放电停止。通过自我放电，充电后电池组的各个电池单体的电压基本保持一致，消除了因各电池单体间的性能差异对电池单元的荷电保持能力的影响，提升了电池组的整体性能。在自我放电过程中，阻抗元件33会产生热量，说明自放电支路正在工作。
自放电控制开关32也可以采用其它的实施方式，例如自放电控制开关32也可以采用三极管等其它电控开关元件，只要其可以根据一个高电平和一个低电平就可以分别处于连通和断开两种状态即可。
该均衡充电电路特别适合由四节以上锂离子电池串联而成的动力电池使用。
实施例2
结合图1，使用均衡充电电路的电池，其均衡充电电路具有作为输入端口的正极端子102和负极端子103，充电时，其分别与充电器的正极和负极连接，电池单元101是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组。正极端子102、负极端子103和连接在正极端子102和负极端子103之间的电池单元101组成主电路。每一节电池的正负极两端连接一个可将该节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部31，所述电压检测部31由差动电路构成。每一节电池的正负极两端还连接一个自放电支路，每一个自放电支路包括一个阻抗元件33和一个可根据相应的电压检测部31的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关32，所述自放电控制开关32由MOSFET管构成，所述电压检测部31的输出端与MOSFET管的栅极连接。
在对电池单元101的充电过程中，如果某一节电池的实际电压高于设定的单节电池的额定电压时，与其相应的电压检测部31就会发出高电平，使自放电控制开关32连通，使该节电池在充电的同时通过自放电支路进行自我放电，从而降低了该节电池的充电电流。充电结束后，所有高于设定的额定电压的电池还会通过相应的自放电支路继续自我放电，直至降至设定的额定电压，此时，电压检测部31将发出低电平，自放电控制开关32断开自放电支路，自我放电停止。通过自我放电，充电后电池组的各个电池单体的电压基本保持一致，消除了因各电池单体间的性能差异对电池单元的荷电保持能力的影响，提升了电池组的整体性能。在自我放电过程中，阻抗元件33会产生热量，说明自放电支路正在工作。
自放电控制开关32也可以采用其它的实施方式，例如自放电控制开关32也可以采用三极管等其它电控开关元件，只要其可以根据一个高电平和一个低电平就可以分别处于连通和断开两种状态即可。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.均衡充电电路，包括由输入端口和连接于输入端口之间的电池单元组成的主电路，所述电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；其特征在于：所述每一节电池的正负极两端连接一个可将该节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部，所述每一节电池的正负极两端还连接有自放电支路，所述每一个自放电支路包括阻抗元件和可根据相应的电压检测部的比较结果控制自放电支路通/断的自放电控制开关。
2.根据权利要求1所述的均衡充电电路，其特征在于：所述电压检测部由差动电路构成。
3.根据权利要求1或2所述的均衡充电电路，其特征在于：所述自放电控制开关由MOSFET管构成。
4.使用均衡充电电路的电池，具有均衡充电电路，其包括由输入端口和连接于输入端口之间的电池单元组成的主电路，所述电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；其特征在于：所述每一节电池的正负极两端连接一个可将该节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部，所述每一节电池的正负极两端还连接有自放电支路，所述每一个自放电支路包括阻抗元件和可根据相应的电压检测部的比较结果控制自放电支路通/断的自放电控制开关。
5.根据权利要求4所述的使用均衡充电电路的电池，其特征在于：所述电压检测部由差动电路构成。
6.根据权利要求4或5所述的使用均衡充电电路的电池，其特征在于：所述自放电控制开关由MOSFET管构成。
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| CN109004700A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-14 | 金龙联合汽车工业（苏州）有限公司 | 一种电池包自放电差异的均衡方法 |
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