CN202759263U

CN202759263U - 电池智能充放电均衡电路

Info

Publication number: CN202759263U
Application number: CN 201220350076
Authority: CN
Inventors: 戴江帆
Original assignee: Wuhan Jingsheng Electronic Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Wuhan Jingsheng Electronic Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2012-07-19
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2022-07-19

Abstract

本实用新型涉及一种电池智能充放电均衡电路，其包括与电池组电连接的电池电压检测模块、过充电均衡模块和过放电均衡模块以及与所述电池电压检测模块电连接的微控制器；过充电均衡模块由两个以上通过放电执行电路分别连接单电池和电池电压检测模块过充电均衡单元构成；过放电均衡模块由分别连接单电池和微控制器两个以上独立的过放电均衡单元构成。本实用新型通过电池电压检测模块和微控制器实时对各电池进行性能检测并判断各电池是否过充电或过放电，并通过过充电均衡模块和过放电均衡模块对电池进行充放电均衡处理，有效的保证了各电池性能的一致性。

Description

电池智能充放电均衡电路

技术领域

本实用新型涉及纯电动汽车的电池管理系统，尤其涉及一种电池智能充放电均衡电路。

背景技术

随着社会的发展以及能源、环保等问题日益突出，纯电动汽车以其零排放、低噪声等优点越来越受到世界各国的重视，被称作绿色环保汽车，由于纯电动汽车的动力来源是电池组，而电池组的性能是由电池组中最差的电池性能来决定的，因此发展电动汽车的关键技术之一“电池管理系统（BMS）”，是电动汽车产业化的关键，电动汽车的动力来源是电池组，而电池组的性能是由电池组中最差的电池性能来决定。

鉴于此,在中国专利201110083519.7提到一种电池均衡电路，该电池均衡电路，用于均衡多个单电池，其包括控制器以及与该控制器相连的电子控制单元，所述控制器在多个单电池的放电状态间的预定时刻分别采样多个单电池的放电电池电压，并分别采样所述多个单电池在充电状态的充电电池电压，所述电子控制单元处理该充电电池电压及放电电池电压，从而提供控制指令给控制器以控制多个单电池实现均衡，这种同时对每个电池进行小电流充放电，不能满足对最差电池性能的提升，没真正达到电池的一致性，对电池的使用寿命有一定影响。

上述可知，有必要对现有技术进一步完善。

发明内容

本实用新型是为了解决现有纯电动汽车的电池组在使用中单个电池的性能不一致的问题，而提出一种能对动力电池进行适时进行充放电均衡处理，使电池组中的所有电池得性都能达到一致性的电池智能充放电均衡电路。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

上述的电池智能充放电均衡电路，包括与电池组电连接的电池电压检测模块、过充电均衡模块和过放电均衡模块以及与所述电池电压检测模块电连接的微控制器；所述过充电均衡模块由两个以上独立的过充电均衡单元构成，所述过充电均衡单元通过独立的放电执行电路与所述电池组的单电池及所述电池电压检测模块分别连接；所述过放电均衡模块由两个以上独立的过放电均衡单元构成，所述过放电均衡单元与所述电池组的单电池及所述微控制器分别连接。

所述电池智能充放电均衡电路，其中：所述放电执行电路包括开关管和限流电阻，所述限流电阻与所述开关管串接。

所述电池智能充放电均衡电路，其中：所述开关管并联于所述电池组的单电池两端，并与所述电池电压检测模块连接。

所述电池智能充放电均衡电路，其中：所述过放电均衡单元具有单独的充电电路、继电器和控制电路。

所述电池智能充放电均衡电路，其中：所述控制电路包括控制管，所述控制管一端与所述继电器连接，另一端与所述微控制器对应的引脚连接。

所述电池智能充放电均衡电路，其中：所述充电电路与所述微控制器连接。

所述电池智能充放电均衡电路，其中：所述电池组的单电池两端均连接有单独的开关，所述开关与所述充电电路连接。

有益效果：

本实用新型电池智能充放电均衡电路，能通过电池电压检测模块实时准确的测出每个电池的电压数据并将数据送入微控制器，并通过经微控制器处理后发出指令控制该电池过充电均衡模块或过放电均衡模块对该电池进行有效的充放电均衡处理，其中，电池组的单电池通过单独的过充电均衡单元或过放电均衡单元进行放电或充电处理，从而实现了只对需要均衡的单电池进行独立的充放电均衡处理，使其恢复到跟正常电池一致，达到整个电池组的所有电池性能一致性，这种充放电均衡处理不仅过程简单，操作迅速，而且更加准确有效，有效的延长了电池组的使用寿命，提高了整个电池管理系统的性能。

附图说明

图1为本实用新型电池智能充放电均衡电路的结构框图；

图2为本实用新型电池智能充放电均衡电路的原理流程图；

图3为本实用新型电池智能充放电均衡电路过充电智能放电电路图；

图4为本实用新型电池智能充放电均衡电路过放电智能充电电路图。

具体实施方式

如图1至4所示，本实用新型电池智能充放电均衡电路，用于纯电动汽车的电池控制，包括与“电池组1”电连接的“电池电压检测模块2”、“微控制器3”、“过充电均衡模块4”及“过放电均衡模块5”。

“电池组1”是由多个“单电池10”串联而成，且每个“单电池10”的两端均单独连接有“开关11”。

“电池电压检测模块2”还与“微控制器3”电连接。

“过充电均衡模块4”分别电连接“电池组1”和“电池电压检测模块1”，由与“电池组1”的“单电池10”数量相匹配的多个“过放电均衡单元40”组成；“过充电均衡单元40”通过独立的“放电执行电路41”分别与“电池组1”的“单电池10”和“电池电压检测模块2”连接；“放电执行电路41”包括一个“开关管411”和一个“限流电阻412”；“开关管411”并联在“电池组1”的“单电池10”两端，并与“电池电压检测模块2”连接；“限流电阻412”与“开关管411”串接，对“过充电均衡单元40”的充电电流进行限制，以避免对电池造成伤害，另外，由于充电电压等于“过充电均衡单元40”输出电压减去“开关管411”及“限流电阻412”的压降；假设“单电池10”电压偏离正常电压越多，即电池电压与充电电压的压差越大，则充电电流会越大，“限流电阻412”压降增大，作用在“单电池10”上的电压减小，充电电流减小；反之“限流电阻412”的压降减小，充电电流增大，则“限流电阻412”起到线性限流作用，随着充电时间的推移，“单电池10”电压逐渐增加，充电电流逐渐减小，经过双重限流后，同时保护了充电电路和电池。

“过放电均衡模块5”也分别电连接“电池组1”和“微控制器3”，由与“电池组1”的“单电池10”数量相匹配的多个“过放电均衡单元50”组成，每个该“过放电均衡单元50”包括单独的“充电电路51”、“继电器52”和“控制电路53”，“单电池10”通过独立的“过放电均衡单元50”与“微控制器3” 连接；“控制电路53”具有一个“控制管531”，“控制管531”一端与“继电器52”连接，另一端与“微控制器3”对应的引脚连接。

下面结合具体电路图说明充放电均衡实施过程：

如图3所示，电池过充电智能放电均衡实施过程，电池电压检测模块U201通过2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24引脚分别与电池组电连接并对其电压实时检测，再通过41、42、43、44引脚与微控制器MCU电连接并将检测到的数据传给微控制器MCU；

以CELL10电池为例，假如CELL10电池电压偏离平均电压的极限值，微控制器MCU通过41、42、43、44引脚给电池电压检测模块U201发出指令，电池电压检测模块U201内部寄存器控制连接到CELL10电池的放电控制开关管Q101打开，放电电流通过限流电阻R101加载到下连的电池上，当该电池电压下降至平均电压值时，微控制器MCU再次向电池电压检测模块U201发出指令，电池电压检测模块U201收到指令后关闭开关管Q101，停止对该电池放电，实现了智能均衡的目的，使所有电池电压在充电过程中保持一致性。

如附图4，电池过放电智能充电均衡实施过程，电池电压检测模块U201通过2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24引脚分别与电池组电连接并对其电压实时检测，再通过41、42、43、44引脚与微控制器MCU电连接,并将检测到的数据传给微控制器MCU；

以CELL10电池为例，假如CELL10电池电压偏离平均电压的极限值，微控制器MCU的相应引脚输出高电平，控制管QK10导通，继电器RE10的线圈有电流流过，连接到电池CELL10两端的开关被吸合，将CELL10电池单独连接到充电电路U205中，同时微控制器U206启动充电电路U205使其输出充电电压，经一个反向隔离二极管D201再经一个限流电阻后对电池进行充电。当被充电电池电压与正常电池电压一致时，微控制器MCU首先使充电电路U205停止工作，然后再使连接到控制管QK10的引脚输出低电平，控制管QK10截止，继电器RE10断开，使CELL10脱离充电电路U205，完成一次放电均衡，实现了放电均衡的目的，使所有电池电压在放电过程中始终保持一致性。

本实用新型均衡原理：

通过电池电压检测模块对电池组中的每个电池的电压进行实时检测，并将检测到的每个电池的性能数据传送给微控制器，通过微控制器对每个电池的性能数据进行对比处理，找出最差的电池进行充放电均衡处理，直到没有电池的电压偏离电池组的平均电压极限，才停止充放电均衡处理，这样循环往复，以期达到电池组中的每个电池在使用过程中的一致性。

本实用新型在电池组中的每个电池都设有一个独立的放电执行电路、充电电路、继电器以及控制电路，实现了只对需要均衡的电池接入充电或放电电路中，对其进行独立处理，使其恢复到跟正常电池一致，达到整个电池组的所有电池性能一致性，延长了电池的使用寿命。

Claims

1.一种电池智能充放电均衡电路，其特征在于：包括与电池组电连接的电池电压检测模块、过充电均衡模块和过放电均衡模块以及与所述电池电压检测模块电连接的微控制器；

所述过充电均衡模块由两个以上独立的过充电均衡单元构成，所述过充电均衡单元通过独立的放电执行电路与所述电池组的单电池及所述电池电压检测模块分别连接；

所述过放电均衡模块由两个以上独立的过放电均衡单元构成，所述过放电均衡单元与所述电池组的单电池及所述微控制器分别连接。

2.如权利要求1所述的电池智能充放电均衡电路，其特征在于：所述放电执行电路包括开关管和限流电阻，所述限流电阻与所述开关管串接。

3.如权利要求2所述的电池智能充放电均衡电路，其特征在于：所述开关管并联于所述电池组的单电池两端，并与所述电池电压检测模块连接。

4.如权利要求2所述的电池智能充放电均衡电路，其特征在于：所述过放电均衡单元具有单独的充电电路、继电器和控制电路。

5.如权利要求4所述的电池智能充放电均衡电路，其特征在于：所述控制电路包括控制管，所述控制管一端与所述继电器连接，另一端与所述微控制器对应的引脚连接。

6.如权利要求4所述的电池智能充放电均衡电路，其特征在于：所述充电电路与所述微控制器连接。

7.如权利要求6所述的电池智能充放电均衡电路，其特征在于：所述电池组的单电池两端均连接有单独的开关，所述开关与所述充电电路连接。