CN203562816U - 一种动力电池组均衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种动力电池组均衡装置。包括电池组信息采集模块、动力电池组、均衡模块、数字隔离器、串入并出移位寄存器和控制器。电池组信息采集模块的输入端与动力电池组各个单体电池相连，电池组信息采集模块与控制器交互连接。均衡模块包括与动力电池组各个单体电池对应的放电电阻和通断开关，放电电阻和通断开关串接在动力电池组所对应的单体电池正负极两端。串入并出移位寄存器的输出端与各个单体电池对应的通断开关相连，输入端与数字隔离器的输出端相连，数字隔离器的输入端与控制器的输出端相连。本实用新型结构简单、设计合理、实用性强，有利于提高动力电池组均衡效率，延长动力电池组的使用寿命。

Description

一种动力电池组均衡装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种动力电池组均衡装置。

背景技术

动力电池组作为纯电动汽车、混合动力汽车驱动电源，是电动汽车的核心部件。由于生产和使用过程中不可能做到完全一致，动力电池组中相互串联的电池之间在自放电和充电效率等方面都会存在一定的差异。不仅如此，自放电大、充电效率低的电池随着循环次数的增加，还会呈现“正反馈”，使得电池之间的差异性迅速放大，使得动力电池组的容量和能量利用率下降，从而使动力电池组因无法满足用户需求而被更换，导致严重的资源浪费。

目前，动力电池组均衡方式主要有主动均衡、被动均衡和主动与被动均衡交互使用三种。主动均衡效率高，但结构复杂；被动均衡结构简单，但均衡电流小、均衡效率低。因此，提供一种结构简单、设计合理、应用简便、效果显著的动力电池组均衡装置，是推动电动汽车发展过程中亟需解决的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种动力电池组均衡装置，该装置具有结构简单合理、性能安全可靠、适用性强等特点，能够实现动力电池组单体电池之间能量均衡，延长动力电池组的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种动力电池组均衡装置，包括电池组信息采集模块、动力电池组、均衡模块和控制器，所述的电池组信息采集模块的输入端与动力电池组各个单体电池相连，所述的电池组信息采集模块与控制器交互连接，所述的均衡模块包括与动力电池组各个单体电池对应的放电电阻和通断开关，所述的放电电阻和通断开关串接在动力电池组所对应的单体电池正负极两端。该均衡装置还包括串入并出移位寄存器和数字隔离器，所述的串入并出移位寄存器的输出端与各个单体电池对应的通断开关相连，所述的串入并出移位寄存器的输入端与数字隔离器的输出端相连，所述的数字隔离器的输入端与控制器的输出端相连。

所述的控制器为单片机控制器。

所述的数字隔离器通过SPI接口与单片机相连。

所述的串入并出移位寄存器通过SPI接口与数字隔离器相连。

本实用新型的优点：

（1）本实用新型通过使单片机控制器经过串入并出移位寄存器与均衡模块相连，不仅能够节约单片机的引脚资源，还能有效控制单片机负载，提高了动力电池组均衡装置的工作效率和稳定性。

（2）通过使单片机控制器发送的控制信号先经过数字隔离器，可以对信号和电源进行有效的隔离，使控制器与均衡模块两部分的电路相互独立，避免信号的干扰，提高了动力电池组均衡装置的抗干扰能力。

（3）本实用新型通过采用单片机控制器，控制方法及结构简单可靠，设计成本低，应用范围广。

综上所述，本实用新型通过单片机控制器来控制电池组信息采集模块采集电池单体信息，并根据采集的信息进行合理的分析判断来控制均衡模块的工作。本实用新型结构简单、设计合理、实用性强，有利于提高动力电池组均衡效率，延长动力电池组的使用寿命。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中：

1、电池组信息采集模块，2、动力电池组，3、均衡模块，4、串入并出移位寄存器，5、数字隔离器，6、单片机控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明：

如图1所示的一种动力电池组均衡装置，包括电池组信息采集模块1、动力电池组2、均衡模块3和控制器6。所述的电池组信息采集模块1的输入端与动力电池组2的各个单体电池相连。所述的电池组信息采集模块1与控制器6交互连接。所述的均衡模块3包括与动力电池组各个单体电池对应的放电电阻R和通断开关Sn，所述的放电电阻R和通断开关Sn串接在动力电池组2所对应的单体电池正负极两端。

该均衡装置还包括串入并出移位寄存器4和数字隔离器5，所述的串入并出移位寄存器4的输出端与各个单体电池对应的通断开关Sn相连，所述的串入并出移位寄存器4的输入端与数字隔离器5的输出端相连，所述的数字隔离器5的输入端与控制器6的输出端相连。优选的，所述的控制器6为单片机控制器。

进一步的，所述的数字隔离器5通过SPI接口与单片机相连。所述的串入并出移位寄存器4通过SPI接口与数字隔离器5相连。

若使控制器与均衡模块直接相连，那么当动力电池组包括N节电池时，就需要使用控制器的N个控制引脚，且每个控制引脚的输出电流需要达到一定值才能驱动均衡模块中通断开关工作。这不仅会占用控制器大量的引脚资源，还会使控制器负载过高、超负荷。串入并出移位寄存器、数字隔离器和单片机控制器之间通过SPI接口相连，只需要分别用三根信号线使串入并出移位寄存器与数字隔离器、数字隔离器与单片机控制器的SCK、SI、SO接口相连。

通过使单片机控制器发送的控制信号先经过数字隔离器，可以对信号和电源进行有效的隔离，使控制器与均衡模块两部分的电路相互独立，避免信号的干扰。

本实用新型的具体使用过程如下：

首先，控制器发送控制信号驱动电池组信息采集模块采集动力电池组中各单体电池的电压信息，电池组信息采集模块将采集到的电压信息反馈给控制器，控制器通过计算得到整个动力电池组的电压平均值。其次，对每个电池单体的电压值与电压平均值进行比较分析，根据分析结果判断是否开启均衡模块。再次，控制器便发送控制信号经数字隔离器发送到串入并出移位寄存器，串入并出移位寄存器将控制信号进行处理后发送到均衡模块。均衡模块根据接收到的控制信号来控制每个单体电池的均衡电路的通断。当某个单体电池的电压值与电压平均值之差的绝对值大于均衡模块开启的设定值时，与该单体电池相对应的均衡电路中的通断开关闭合，通过放电电阻进行能量的消耗，直到当该单体电池的电压值与电压平均值之差的绝对值小于或等于均衡模块开启的设定值时，通断开关打开。

综上所述，本实用新型通过单片机控制器来控制电池组信息采集模块采集电池单体信息，并根据采集的信息进行合理的分析判断来控制均衡模块的工作。本实用新型结构简单、设计合理、实用性强，有利于提高动力电池组均衡效率，延长动力电池组的使用寿命。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种动力电池组均衡装置，包括电池组信息采集模块、动力电池组、均衡模块和控制器，所述的电池组信息采集模块的输入端与动力电池组各个单体电池相连，所述的电池组信息采集模块与控制器交互连接，所述的均衡模块包括与动力电池组各个单体电池对应的放电电阻和通断开关，所述的放电电阻和通断开关串接在动力电池组所对应的单体电池正负极两端，其特征在于：该均衡装置还包括串入并出移位寄存器和数字隔离器，所述的串入并出移位寄存器的输出端与各个单体电池对应的通断开关相连，所述的串入并出移位寄存器的输入端与数字隔离器的输出端相连，所述的数字隔离器的输入端与控制器的输出端相连。

2.根据权利要求1所述的一种动力电池组均衡装置，其特征在于：所述的控制器为单片机控制器。

3.根据权利要求2所述的一种动力电池组均衡装置，其特征在于：所述的数字隔离器通过SPI接口与单片机相连。

4.根据权利要求3所述的一种动力电池组均衡装置，其特征在于：所述的串入并出移位寄存器通过SPI接口与数字隔离器相连。

Images