CN204243807U - 磷酸铁锂电池的主动均衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种磷酸铁锂电池的主动均衡装置。本实用新型结构为多个单体磷酸铁锂电池的串联使用形成电池组，充电模块输出正接电池组正极，充电模块输出负接电池组负极，充电模块经主开关连接隔离均衡充电模块，隔离均衡充电模块输出正经开关接电池组每块电池的正极，隔离均衡充电模块输出负经开关接电池组每块电池的负极。本实用新型克服了每个单体电池的容量、内阻等方面存在不一致性，经多次充放电循环后，将使单体电池的差异变大，严重影响电池组的使用寿命等缺陷。本实用新型由多个单体磷酸铁锂电池串联，采用隔离均衡充电模块输入开关给最低单体电池进行均衡充电，减小单体电池间差异，增加电池组的使用寿命，结构简单、可靠性高。

Description

磷酸铁锂电池的主动均衡装置

技术领域

本实用新型涉及一种电池的均衡装置，特别涉及磷酸铁锂电池的主动均衡装置。

背景技术

在本实用新型发明之前，随着电子技术的飞速发展，锂电池广泛应用于电动车辆、太阳能以及风能发电的储能设备、UPS、医疗设备等领域。由于磷酸铁锂电池的单体标称电压为3.2V，所以在实际应用中需要将多个磷酸铁锂单体电池串联形成电池组使用来满足不同电压的使用场合，但每个单体电池的容量、内阻等方面存在不一致性，经过多次充放电循环后，将使单体电池的差异变大，严重影响电池组的使用寿命。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，研制一种磷酸铁锂电池的主动均衡装置。

本实用新型的技术方案是：

磷酸铁锂电池的主动均衡装置，多个单体磷酸铁锂电池的串联使用形成电池组，充电模块输出正接电池组正极，充电模块输出负接电池组负极，其主要技术特征在于充电模块经主开关连接隔离均衡充电模块，隔离均衡充电模块输出正经开关接电池组每块电池的正极，隔离均衡充电模块输出负经开关接电池组每块电池的负极。

所述当充电模块给电池组充电时，出现最低单体电压与最高单体电压之间压差大于设定值时，使隔离均衡充电模块输出正负端与最低单体电池的正负极连接。

所述隔离均衡充电模块输出正、开关、每个单体电池正极、每个单体电池负极、开关至隔离均衡充电模块输出负形成充电回路。

本实用新型的有益效果是可以由多个单体磷酸铁锂电池串联，采用隔离均衡充电模块输入开关给最低单体电池进行均衡充电，达到减小单体电池间差异的目的，增加电池组的使用寿命，且结构简单、可靠性高。

附图说明

图1——本实用新型的电路原理示意图。

图中各标号表示对应的部件名称如下：

充电模块1、主开关2、隔离均衡充电模块3、第一开关4、第二开关5、第三开关6、第四开关7、第五开关8、第六开关9、第七开关10、第八开关11、第九开关12、第十开关13、第十一开关14、第十二开关15、第十三开关16、第十四开关17、第十五开关18、第十六开关19、第一单体电池20、第二单体电池21、第三单体电池22、第四单体电池23、第五单体电池24、第六单体电池25、第七单体电池26、第八单体电池27。

具体实施方式

实用新型的设计思路是：

当充电模块给单体锂电池串联的电池组充电，并且最低单体电池电压与最高单体电池电压之间压差大于设定值时，闭合最低单体电池的正负极与隔离均衡充电模块输出正负极之间的开关，其余单节电池与隔离均衡充电模块输出正负极之间的开关处于断开状态，再闭合隔离均衡充电模块输入开关给最低单体电池进行均衡充电。当该最低单体电池电压经过均衡充电后与最高单体电池电压之间压差小于一定值后，就断开该单体电池的正负极与隔离均衡充电模块输出正负极之间的开关停止对其均衡充电。这时另外的某个单体电压成为最低电压，如果该单体电压与最高单体电池电压之间压差又大于设定值时，将闭合该单体电池的正负极与隔离均衡充电模块输出正负极之间的开关给该单体电池进行均衡充电，当该最低单体电池电压经过均衡充电后与最高单体电池电压之间压差小于一定值后，则断开该单体电池的正负极与隔离均衡充电模块输出正负极之间的开关停止对其均衡充电。这样重复循环给最低单体电池均衡充电来达到减小各单节电池差异的目的。

具体结构如图1所示：

充电模块1经主开关2连接隔离均衡充电模块3，隔离均衡充电模块3输出 正经开关接电池组每块电池的正极，隔离均衡充电模块3输出负经开关接电池组每块电池的负极。

充电模块1的输出正与第一单体电池20的正极相连，充电模块1的输出负与第八单体电池27的负极相连，隔离均衡充电模块3的输入正极与主开关2相连，主开关2的另一端与充电模块1的输出正端连接，隔离均衡充电模块3的输入负端与充电模块1的输出负端相连，隔离均衡充电模块3的输出正端与第一开关4、第二开关5、第三开关6、第四开关7、第五开关8、第六开关9、第七开关10、第八开关11的一端相连，第一开关4、第二开关5、第三开关6、第四开关7、第五开关8、第六开关9、第七开关10、第八开关11的另一端分别与第一单体电池20、第二单体电池21、第三单体电池22、第四单体电池23、第五单体电池24、第六单体电池25、第七单体电池26、第八单体电池27的正极相连。隔离均衡充电模块3的输出负端与第九开关12、第十开关13、第十一开关14、第十二开关15、第十三开关16、第十四开关17、第十五开关18、第十六开关19的一端相连，第九开关12、第十开关13、第十一开关14、第十二开关15、第十三开关16、第十四开关17、第十五开关18、第十六开关19的另一端分别与第一单体电池20、第二单体电池21、第三单体电池22、第四单体电池23、第五单体电池24、第六单体电池25、第七单体电池26、第八单体电池27的负极相连，第一单体电池20的负极与第二单体电池21的正极相连，第二单体电池21的负极与第三单体电池22的正极相连，第三单体电池22的负极与第四单体电池23的正极相连，第四单体电池23的负极与第五单体电池24的正极相连，第五单体电池24的负极与第六单体电池25的正极相连，第六单体电池25的负极与第七单体电池26的正极相连，第七单体电池26的负极与第八单体电池27的正极相连。 

本实用新型应用过程说明：

多个单体磷酸铁锂电池的串联使用形成电池组，通过充电模块给电池组充电时，当单体最低单体电池电压与最高单体电池电压之间压差大于设定值时，通过闭合最低单体电池的正负极与隔离均衡充电模块输出正负极之间的开关给该单体电池均衡充电，减小各单体电池差异。

对第一单体电池20进行均衡充电时，第一开关4、第九开关12闭合，其余 开关保持断开状态，然后闭合主开关2，隔离均衡充电模块3对第一单体电池20进行均衡充电，当均衡充电结束后，第一开关4、第九开关12、主开关2都断开；对第二单体电池21进行均衡充电时，闭合第二开关5、第十开关13，其余开关保持断开状态，然后闭合主开关2，隔离均衡充电模块3对第二单体电池21进行均衡充电，当均衡充电结束后，第一开关5、第九开关13、主开关2都断开；对单体电池22进行均衡充电时，闭合开关6、开关14，其余开关保持断开状态，然后闭合开关2，隔离均衡充电模块3对单体电池22进行均衡充电，当均衡充电结束后，第一开关6、第九开关14、主开关2都断开；下面是依次类推。

Claims (3)

1.磷酸铁锂电池的主动均衡装置，多个单体磷酸铁锂电池的串联使用形成电池组，充电模块输出正接电池组正极，充电模块输出负接电池组负极，其特征在于充电模块经主开关连接隔离均衡充电模块，隔离均衡充电模块输出正经开关接电池组每块电池的正极，隔离均衡充电模块输出负经开关接电池组每块电池的负极。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池的主动均衡装置，其特征在于当充电模块给电池组充电时，出现最低单体电压与最高单体电压之间压差大于设定值时，使隔离均衡充电模块输出正负端与最低单体电池的正负极连接。

3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂电池的主动均衡装置，其特征在于隔离均衡充电模块输出正、开关、每个单体电池正极、每个单体电池负极、开关至隔离均衡充电模块输出负形成充电回路。