CN202503325U - 一种动力锂电池组填谷式均衡模块 - Google Patents

Abstract

一种动力锂电池组填谷式均衡模块，它由管理控制单元MCU(A)、DC/DC隔离变换器(B)、N个双路电子开关(C)、N节动力电池串联组成的串联电池组(D)、电池监测单元(E)、I电流互感器(L1)、II电流互感器(L2)和III电流互感器(L3)组成。本实用新型的优点是：使用本均衡控制的系统中，可以先把其它电池的电量向无电的电池转移，然后整个电池组就可以继续向外供电。本实用新型不管是在充电、放电，还是待机状态都可工作。本实用新型均衡效果理想，可控制性强，电能利用效率高，由于采用MCU进行整体均衡功能的控制，系统均衡控制准确，同时具有良好的灵活性、扩展性。

Description

一种动力锂电池组填谷式均衡模块

技术领域

本实用新型涉及电池管理系统领域，具体涉及一种动力锂电池组填谷式均衡模块。 

 背景技术

目前，动力电池通常被串并联使用以提供较高的输出电压和较大的电能容量，满足负载驱动的需求。由于工艺条件的限制，电池单体之间均存在一定的差异，虽然可以通过配组的方法来部分解决问题，但经过多次充放电循环之后，电池之间仍会产生较大的差异，使串联电池组总的有效容量减小，影响电池组使用性能和寿命。 

针对于此，人们研究了许多电池均衡方法，通过分别调整串联电池组中某一电池的电量，使得各电池SOC状态接近，从而可以使各电池电量基本上可以同时充满或耗尽，避免某些电池过充过放，延长电池的使用寿命。

目前,常用的均衡方法主要有电阻分流法和各单体电池并联充电两种方法。在电阻分流法中，需要在每节电池单体上并联一个电阻，并要有一个电子开关控制，在充电期间，分别检测各单体电池的电量，对于电量较高的单体电池，通过控制电路打开其上的开关，接上电阻，分流一部分充电电流，来实现均衡的目的。采用这种均衡方式，各单体电池的电量要向最低的一节看齐，浪费了大量的能量，而且一般只有在充电时才能进行。而单体电池并联充电的方式，对每一个单体电池单独充电，避免了能源的浪费，但需要有多个充电电源，结构

复杂，而且这种方式只是保证各个单体电池充电时能充满，在电池放电或静置时无能为力。

 发明内容

本实用新型的目的就是针对目前电阻分流法上述之不足，而提供一种动力锂电池组填谷式均衡模块。 

本实用新型由管理控制单元MCU、DC/DC隔离变换器、N个双路电子开关、N节动力电池串联组成的串联电池组、电池监测单元、 I电流互感器、II电流互感器和III电流互感器组成，管理控制单元MCU的信号输出端与DC/DC隔离变换器的信号输入端电连接，N节动力电池串联组成的串联电池组的电流输出端通过I导线与DC/DC隔离变换器的电流输入端电连接，I电流互感器感应I导线的电流，并将感应电流输入至电池监测单元，DC/DC隔离变换器的电流输出端通过II导线与N个双路电子开关的电流输入端电连接，II电流互感器感应II导线的电流，并将感应电流输入至电池监测单元，N节动力电池串联组成的串联电池组的电流输出端通过III导线与负载电连接，III电流互感器感应III导线的电流，并将并将感应电流输入至电池监测单元，N个双路电子开关与N节动力电池串联组成的串联电池组电连接，电池监测单元的信号输出端通过通讯电缆与管理控制单元MCU的信号输入端电连接，管理控制单元MCU与N个双路电子开关电连接。

附图说明

图1是本实用新型电路图。 

图2是本实用新型均衡充电工作流程图。

本实用新型的优点是：

1、使用本均衡控制的系统中，可以先把其它电池的电量向无电的电池转移，然后整个电池组就可以继续向外供电。本实用新型不管是在充电、放电，还是待机状态都可工作。

2、本实用新型均衡效果理想，可控制性强，电能利用效率高。

3、由于采用MCU进行整体均衡功能的控制，系统均衡控制准确，同时具有良好的灵活性、扩展性。

具体实施方式

本实用新型由管理控制单元MCUA、DC/DC隔离变换器B、N个双路电子开关C、N节动力电池串联组成的串联电池组D、电池监测单元E、I电流互感器L1、II电流互感器L2和III电流互感器L3组成，管理控制单元MCUA的信号输出端与DC/DC隔离变换器B的信号输入端电连接，N节动力电池串联组成的串联电池组D的电流输出端通过I导线X1与DC/DC隔离变换器B的电流输入端电连接，I电流互感器L1感应I导线X1的电流，并将感应电流输入至电池监测单元E，DC/DC隔离变换器B的电流输出端通过II导线X2与N个双路电子开关C的电流输入端电连接，II电流互感器L2感应II导线X2的电流，并将感应电流输入至电池监测单元E，N节动力电池串联组成的串联电池组D的电流输出端通过III导线X3与负载电连接，III电流互感器L3感应III导线X3的电流，并将并将感应电流输入至电池监测单元E，N个双路电子开关C与N节动力电池串联组成的串联电池组D电连接，电池监测单元E的信号输出端通过通讯电缆与管理控制单元MCUA的信号输入端电连接，管理控制单元MCUA与N个双路电子开关C电连接。电池电量均衡电路的基本工作过程：各单体电池的电压，电池组的充放电电流、温度以及均衡电流等信息，传送给管理控制单元MCU,MCU根据这些信息计算出各节单体电池的荷电状态（SOC）,计算SOC的偏差，比较这个偏差和系统预设值的大小，若小于预设值，则不需要均衡；若大于预设值，说明电池的不平衡超过了系统允许的范围，需要均衡。此时MCU首先找出SOC最小的单体电池，计算其与电池组平均SOC的差值，然后再确定均衡电流的大小及所需均衡时间，最后启动DC/DC隔离变换器提供均衡电流，并打开对应的电子开关，给SOC小的电池进行均衡充电，直到设定时间到或者有异常出现，结束本次均衡，进入下一次的均衡处理。 

Claims (1)

1.一种动力锂电池组填谷式均衡模块，其特征在于它由管理控制单元MCU（A）、DC/DC隔离变换器（B）、N个双路电子开关（C）、N节动力电池串联组成的串联电池组（D）、电池监测单元（E）、 I电流互感器（L1）、II电流互感器（L2）和III电流互感器（L3）组成，管理控制单元MCU（A）的信号输出端与DC/DC隔离变换器（B）的信号输入端电连接，N节动力电池串联组成的串联电池组（D）的电流输出端通过I导线（X1）与DC/DC隔离变换器（B）的电流输入端电连接，I电流互感器（L1）感应I导线（X1）的电流，并将感应电流输入至电池监测单元（E），DC/DC隔离变换器（B）的电流输出端通过II导线（X2）与N个双路电子开关（C）的电流输入端电连接，II电流互感器（L2）感应II导线（X2）的电流，并将感应电流输入至电池监测单元（E），N节动力电池串联组成的串联电池组（D）的电流输出端通过III导线（X3）与负载电连接，III电流互感器（L3）感应III导线（X3）的电流，并将并将感应电流输入至电池监测单元（E），N个双路电子开关（C）与N节动力电池串联组成的串联电池组（D）电连接，电池监测单元（E）的信号输出端通过通讯电缆与管理控制单元MCU（A）的信号输入端电连接，管理控制单元MCU（A）与N个双路电子开关（C）电连接。

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