CN203071625U - 一种串联电池组的自放电一致性调整电路及电池包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电子电路设计领域，提供了一种串联电池组的自放电一致性调整电路及电池包。其中，串联电池组的自放电一致性调整电路为串联电池组中每一电池均提供了一泄放电路，当某一电池的电压超过预设值时，通过该泄放电路泄放一部分电量，以避免串联电池组由于其中某一电池电压过大而导致整组停止充电，保证了串联电池组中自放电较大的电池也能够被充满电，从而保证了串联电池组中每一电池的带电量基本一致，不会出现因带电量差异而导致的整组容量下降。与现有技术相比，该串联电池组的自放电一致性调整电路在保证锂电池组中每一锂电池之间带电量的一致性的同时，还具有结构简单、体积小、静态功耗小的优点。
Description
技术领域
本实用新型属于电子电路设计领域，尤其涉及一种串联电池组的自放电一致性调整电路及电池包。
背景技术
当前，锂电池因其重量轻、安全性高、循环寿命长、放电倍率高而无污染等优点，被广泛应用在混合动力车、纯电动车、通讯基站储能、风能、太阳能储能等领域。
由于锂电池本身不耐过充，存在自放电现象，且不同的锂电池之间的自放电大小很难做到完全一致。因此，由至少两个串联的锂电池组成的锂电池组在充电时，自放电小的锂电池电压较高，自放电大的锂电池电压较低，即是说，该锂电池组中的锂电池之间存在带电量的差异，且这种带电量的差异会越来越大。
例如，假设四个相互串联的锂电池组成的锂电池组，充电器的电压设定在3.65V×4=14.6V，在不存在自放电或自放电大小均一致的理想情况下，各锂电池应当均能够充满电，即是说，每一锂电池的电压都应达到3.65V；但由于存在自放电且自放电大小不一致，在实际使用中，在对锂电池组充电时，总会出现自放电小的锂电池电压较高（超过3.65V），而自放电大的锂电池电压较低（低于3.65V），并且这种差异会在使用过程中越来越大。这样，会造成带电量多的锂电池首先充满电，之后锂电池组中的其它锂电池就不能再充电了，而放电时带电量少的锂电池首先放完电，之后锂电池中的其它锂电池就不能再放电了，结果会导致锂电池组的容量越来越低。
针对此问题，现有技术通过双向直流/直流变换器进行能量转移，以实现对单个锂电池的充电或放电，以保证锂电池组中每一锂电池之间带电量的一致性。但该种方式电路复杂、体积大，同时双向直流/直流变换器在工作时自身消耗的能量比转移的能量大的多，静态功耗大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种串联电池组的自放电一致性调整电路，旨在解决现有技术通过双向直流/直流变换器进行能量转移，以保证锂电池组中每一锂电池之间带电量的一致性，其存在电路复杂、体积大、静态功耗大的问题。
本实用新型是这样实现的，一种串联电池组的自放电一致性调整电路，所述串联电池组包括至少两个电池，所述至少两个电池串联连接，所述自放电一致性调整电路包括：
并联在所述串联电池组中每一电池两端的泄放电路，所述泄放电路包括一开关管和电阻R1，所述开关管的输入端连接对应电池的正极，所述开关管的输出端通过所述电阻R1连接所述对应电池的负极；
并联在所述串联电池组中每一电池两端，当所述对应电池的电压超过预设值时通过驱动端子输出驱动信号的驱动电路，所述驱动电路的所述驱动端子连接所述开关管的驱动端。
其中，所述驱动电路可以包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三端稳压管D1；
所述电阻R4和所述电阻R5串联后，并联在所述对应电池的两端；所述电阻R2的一端连接所述对应电池的正极，所述电阻R2的另一端通过所述电阻R3连接所述三端稳压管D1的阴极，所述三端稳压管D1的阳极连接所述对应电池的负极；所述电阻R2的另一端同时作为所述驱动电路的所述驱动端子而连接所述开关管的所述驱动端；所述电阻R4与所述电阻R5连接的一端同时连接所述三端稳压管D1的驱动极。
进一步地，所述三端稳压管D1可以是型号为TL431的三端稳压管。
上述串联电池组的自放电一致性调整电路中，所述开关管可以为PNP型的三极管Q1，所述三极管Q1的发射极作为所述开关管的输入端，所述三极管Q1的集电极作为所述开关管的输出端，所述三极管Q1的基极相当于所述开关管的驱动端。
上述串联电池组的自放电一致性调整电路中，所述串联电池组可以是作为机动车启动电源的串联锂电池组。
本实用新型的另一目的在于，还提供了一种电池包，包括一串联电池组和串联电池组的自放电一致性调整电路，所述串联电池组包括四个串联连接的电池，所述自放电一致性调整电路包括：
并联在所述串联电池组中每一电池两端的泄放电路，所述泄放电路包括一开关管和电阻R1，所述开关管的输入端连接对应电池的正极，所述开关管的输出端通过所述电阻R1连接所述对应电池的负极；
并联在所述串联电池组中每一电池两端，当所述对应电池的电压超过预设值时通过驱动端子输出驱动信号的驱动电路，所述驱动电路的所述驱动端子连接所述开关管的驱动端。
其中，所述驱动电路可以包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三端稳压管D1；
所述电阻R4和所述电阻R5串联后，并联在所述对应电池的两端；所述电阻R2的一端连接所述对应电池的正极，所述电阻R2的另一端通过所述电阻R3连接所述三端稳压管D1的阴极，所述三端稳压管D1的阳极连接所述对应电池的负极；所述电阻R2的另一端同时作为所述驱动电路的所述驱动端子而连接所述开关管的所述驱动端；所述电阻R4与所述电阻R5连接的一端同时连接所述三端稳压管D1的驱动极。
进一步地，所述三端稳压管D1可以是型号为TL431的三端稳压管。
上述电池包中，所述开关管可以为PNP型的三极管Q1，所述三极管Q1的发射极作为所述开关管的输入端，所述三极管Q1的集电极作为所述开关管的输出端，所述三极管Q1的基极相当于所述开关管的驱动端。
上述电池包中，所述串联电池组可以是作为机动车启动电源的串联锂电池组。
本实用新型提出的串联电池组的自放电一致性调整电路为串联电池组中每一电池均提供了一泄放电路，当某一电池的电压超过预设值时，通过该泄放电路泄放一部分电量，以避免串联电池组由于其中某一电池电压过大而导致整组停止充电，保证了串联电池组中自放电较大的电池也能够被充满电，从而保证了串联电池组中每一电池的带电量基本一致，不会出现因带电量差异而导致的整组容量下降。与现有技术相比，该串联电池组的自放电一致性调整电路在保证锂电池组中每一锂电池之间带电量的一致性的同时，还具有结构简单、体积小、静态功耗小的优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的串联电池组的自放电一致性调整电路的电路图；
图2是图1中驱动电路的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
针对现有技术存在的问题，本实用新型实施例提出了一种串联电池组的自放电一致性调整电路，该电路为串联电池组中每一电池均提供了一泄放电路，当某一电池的电压超过预设值时，通过该泄放电路泄放一部分电量，以避免串联电池组由于其中某一电池电压过大而导致整组停止充电。
图1是本实用新型实施例提供的串联电池组的自放电一致性调整电路的电路图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分。
详细而言，本实用新型实施例提供的串联电池组的自放电一致性调整电路包括：并联在串联电池组中每一电池两端的泄放电路，该泄放电路包括一开关管和电阻R1，该开关管的输入端连接对应电池的正极，该开关管的输出端通过电阻R1连接对应电池的负极；并联在串联电池组中每一电池两端，当对应电池的电压超过预设值时通过驱动端子输出驱动信号的驱动电路11，驱动电路11的驱动端子连接开关管的驱动端。
本实用新型实施例中，串联电池组包括至少两个电池，该至少两个电池串联连接。且优选地，该串联电池组是作为机动车启动电源的串联锂电池组。
本实用新型实施例中，开关管优选为PNP型的三极管Q1。三极管Q1的发射极作为开关管的输入端，三极管Q1的集电极作为开关管的输出端，三极管Q1的基极相当于开关管的驱动端。
本实用新型实施例提出的串联电池组的自放电一致性调整电路为串联电池组中每一电池均提供了一泄放电路，当某一电池的电压超过预设值时，通过该泄放电路泄放一部分电量，以避免串联电池组由于其中某一电池电压过大而导致整组停止充电，保证了串联电池组中自放电较大的电池也能够被充满电，从而保证了串联电池组中每一电池的带电量基本一致，不会出现因带电量差异而导致的整组容量下降。与现有技术相比，该串联电池组的自放电一致性调整电路在保证锂电池组中每一锂电池之间带电量的一致性的同时，还具有结构简单、体积小、静态功耗小的优点。
图2示出了图1中驱动电路11的电路。
具体地，驱动电路11包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三端稳压管D1；电阻R4和电阻R5串联后，并联在对应电池的两端；电阻R2的一端连接对应电池的正极，电阻R2的另一端通过电阻R3连接三端稳压管D1的阴极，三端稳压管D1的阳极连接对应电池的负极；电阻R2的另一端同时作为驱动电路11的驱动端子而连接开关管的驱动端；电阻R4与电阻R5连接的一端同时连接三端稳压管D1的驱动极。优选地，三端稳压管D1的型号为TL431。
以下结合图1和图2所示，说明该串联电池组的自放电一致性调整电路的工作原理：
对于串联电池组中自放电较小的电池，其在充电过程中，若电压超过规定的上限值（如：3.65V），则三端稳压管D1导通，三端稳压管D1通过电阻R3驱动三极管Q1导通，此时，相当于电阻R1直接并联在电池的两端，这样，可消耗电池的一部分电量，使得电池的电压不会继续升高而稳定在规定的上限值。即是说，只要串联电池组中任一电池的电压未达到规定的上限值，充电器便会继续向串联电池组充电，最终使得每一电池的电压均达到规定的上限值时，串联电池组与充电器电压持平，充电电流为零，充电过程结束。
本实用新型还提供了一种电池包，包括一串联电池组和如上所述的串联电池组的自放电一致性调整电路，在此不赘述。其中，串联电池组包括四个串联连接的电池。
本实用新型实施例提出的串联电池组的自放电一致性调整电路为串联电池组中每一电池均提供了一泄放电路，当某一电池的电压超过预设值时，通过该泄放电路泄放一部分电量，以避免串联电池组由于其中某一电池电压过大而导致整组停止充电，保证了串联电池组中自放电较大的电池也能够被充满电，从而保证了串联电池组中每一电池的带电量基本一致，不会出现因带电量差异而导致的整组容量下降。与现有技术相比，该串联电池组的自放电一致性调整电路在保证锂电池组中每一锂电池之间带电量的一致性的同时，还具有结构简单、体积小、静态功耗小的优点。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种串联电池组的自放电一致性调整电路，所述串联电池组包括至少两个电池，所述至少两个电池串联连接，其特征在于，所述自放电一致性调整电路包括：
并联在所述串联电池组中每一电池两端的泄放电路，所述泄放电路包括一开关管和电阻R1，所述开关管的输入端连接对应电池的正极，所述开关管的输出端通过所述电阻R1连接所述对应电池的负极；
并联在所述串联电池组中每一电池两端，当所述对应电池的电压超过预设值时通过驱动端子输出驱动信号的驱动电路，所述驱动电路的所述驱动端子连接所述开关管的驱动端。
2.如权利要求1所述的串联电池组的自放电一致性调整电路，其特征在于，所述驱动电路包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三端稳压管D1；
所述电阻R4和所述电阻R5串联后，并联在所述对应电池的两端；所述电阻R2的一端连接所述对应电池的正极，所述电阻R2的另一端通过所述电阻R3连接所述三端稳压管D1的阴极，所述三端稳压管D1的阳极连接所述对应电池的负极；所述电阻R2的另一端同时作为所述驱动电路的所述驱动端子而连接所述开关管的所述驱动端；所述电阻R4与所述电阻R5连接的一端同时连接所述三端稳压管D1的驱动极。
3.如权利要求2所述的串联电池组的自放电一致性调整电路，其特征在于，所述三端稳压管D1是型号为TL431的三端稳压管。
4.如权利要求1至3任一项所述的串联电池组的自放电一致性调整电路，其特征在于，所述开关管为PNP型的三极管Q1，所述三极管Q1的发射极作为所述开关管的输入端，所述三极管Q1的集电极作为所述开关管的输出端，所述三极管Q1的基极相当于所述开关管的驱动端。
5.如权利要求1至3任一项所述的串联电池组的自放电一致性调整电路，其特征在于，所述串联电池组是作为机动车启动电源的串联锂电池组。
6.一种电池包，包括一串联电池组和串联电池组的自放电一致性调整电路，所述串联电池组包括四个串联连接的电池，其特征在于，所述自放电一致性调整电路包括：
并联在所述串联电池组中每一电池两端的泄放电路，所述泄放电路包括一开关管和电阻R1，所述开关管的输入端连接对应电池的正极，所述开关管的输出端通过所述电阻R1连接所述对应电池的负极；
并联在所述串联电池组中每一电池两端，当所述对应电池的电压超过预设值时通过驱动端子输出驱动信号的驱动电路，所述驱动电路的所述驱动端子连接所述开关管的驱动端。
7.如权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述驱动电路包括：电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、三端稳压管D1；
所述电阻R4和所述电阻R5串联后，并联在所述对应电池的两端；所述电阻R2的一端连接所述对应电池的正极，所述电阻R2的另一端通过所述电阻R3连接所述三端稳压管D1的阴极，所述三端稳压管D1的阳极连接所述对应电池的负极；所述电阻R2的另一端同时作为所述驱动电路的所述驱动端子而连接所述开关管的所述驱动端；所述电阻R4与所述电阻R5连接的一端同时连接所述三端稳压管D1的驱动极。
8.如权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述三端稳压管D1是型号为TL431的三端稳压管。
9.如权利要求6至8任一项所述的电池包，其特征在于，所述开关管为PNP型的三极管Q1，所述三极管Q1的发射极作为所述开关管的输入端，所述三极管Q1的集电极作为所述开关管的输出端，所述三极管Q1的基极相当于所述开关管的驱动端。
10.如权利要求6至8任一项所述的电池包，其特征在于，所述串联电池组是作为机动车启动电源的串联锂电池组。
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