CN207753481U - 动力电池的均衡充电系统 - Google Patents
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Abstract
动力电池的均衡充电方法及均衡系统，其中系统包括主控制模块、线路切换模块、充电控制模块和N个补充电路,其中，N为大于等于2的正整数；将动力电池与直流电源的正负极分别连接构成主充电回路；将直流电源通过线路切换模块与可对每块单体电池进行独立充电的补充电路连接构成补充电回路；充电时，主充电回路和补充电回路同时对动力电池充电，当其中有一个单体电池的电压达到预定电压时，主控制模块控制线路切换模块停止主充电回路和相应的补充电回路工作。本实用新型相对于被动式均衡方法，没有电能损耗，不存在发热情况；相对于主动式均衡方式而言，具有线路简单，成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种动力电池的均衡充电系统，尤其是一种动力电池的均衡充电系统。
背景技术
动力电池由于其体积小，电池容量高而受到市场的欢迎。动力电池是由若干个单体电池的串联或并联组成，由于受到现有单体电池生产工艺的影响，单体电池的性能不能做到绝对的一致，因此，单体电池在充放电过程中会逐步出现一些电性能上的差异，其充放电次数越多，则电性能的差异越大。
目前对串联型的动力电池中的电池单元的均衡方式主要有两种方法，一种是被动式均衡，一种是主动式均衡。被动式均衡的做法是动力电池中的最低那一个电池单元的电压为准，利用放电电阻进行放电，达到高于最低的那个电池单元的所有其它电池单元电压，都降低为与最低的那个电池单元相等的电压，这种均衡方法是以消耗能量来达到均衡电池电压的目的,这种方法的缺点是均衡速度慢，因为，电阻的大小决定了放电电流的大小，考虑到放电过程中电阻会产生大量的热量，而不能选用阻值过小的电阻；二是电能量损耗大；主动式均衡方法，其原理是采用控制电路将动力电池中的电压较高的电池单元的能量转移到电压较低的电池单元中，这种主动式均衡方法的缺点是电路复杂，元件多，造成制造成本高；一旦控制电路的逻辑顺序处理不好，就会在均衡时出现短路的现象。
实用新型内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种全新的动力电池均衡充电系统。
本实用新型的技术方案是：提供一种动力电池的均衡充电系统，适合于串联型的动力电池上使用，包括主控制模块、线路切换模块、充电控制模块和N个补充电路,其中，N为大于等于2的正整数；将动力电池与直流电源的正负极分别连接构成主充电回路；将直流电源通过线路切换模块与可对每块电池单元进行独立充电的补充电路连接构成补充电回路；每个所述补充电路包括高频控制模块、变压器隔离模块、整流线路和电池单元充电管理模块，所述高频控制模块将直流电变为高频脉冲电输入给变压器隔离模块的主线圈产生交流电；交流电经变压器隔离模块的副线圈耦合产生预定交流电，预定交流电经整流线路整流成所述预定电压的直流后，给相应的电池单元充电。
作为对本实用新型的改进，在每个整流线路与相应的电池单元充电之间设有单电池充电管理模块，所述单电池充电管理模块检测到被充电的电池单元达到预定电压后，单电池充电管理模块停止该补充电路工作。
作为对本实用新型的改进，所有电池单元的电压都达到了预定电压后，主控制模块通过充电控制模块停止主充电回路和补充电回路工作。
本实用新型由于采用了以电池单元的最高预定电压为准，对于低于最高预定电压采取补充充电回路对串联的电池单元逐个充满，直至所有的电池单元都达到最高预定电压为止，这样，相对于被动式均衡方法，没有电能损耗，不存在发热情况；相对于主动式均衡方式而言，具有线路简单，成本低的优点。
附图说明
图1是本实用新型第一种实施例的原理结构示意图；
图2是本实用新型第二种实施例的原理结构示意图；
图3是图1和图2中的补充电路的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合具体案例对本实用新型进行说明。
请参见图1至图3，图1至图3揭示的是一种动力电池的均衡充电系统，适合于串联型的动力电池上使用，包括主控制模块2、线路切换模块3、充电控制模块4和N个补充电路51…5N,其中，N为大于等于2的正整数，本实施例中，N为13，当然根据需要也可以选用其它任意大于等于2的数字；将直流电源1与动力电池6的正负极分别连接构成主充电回路；将直流电源1通过线路切换模块3与可对每块电池单元61…6N进行独立充电的补充电路51…5N连接构成补充电回路；每个所述补充电路包括高频控制模块511，高频控制模块511可以采用芯片型号为PR6214及其外围电路、变压器隔离模块512，变压器隔离模块512可以采用型号为EE8.3或EE10的变压器 、整流线路513，整流线路513可以采用芯片型号为SS34或SS24及其外围电路，电池单元充电管理模块514，电池单元充电管理模块514可以采用芯片型号为TP4054或TP4056及其外围电路，所述高频控制模块511将直流电变为高频脉冲电输入给变压器隔离模块512的主线圈5121产生交流电；交流电经变压器隔离模块512的副线圈（5122）耦合产生预定交流电，变压器隔离模块512具有隔直断交的作用，预定交流电经整流线路513整流成所述预定电压的直流后，给相应的电池单元充电；整流线路513包括至少一个二极管5131（本实施例中为两个二极管）由于二极管5131的单向导通作用，可以，实现串联的多个电池单元可以被独立充电，而不会造成多个电池单元之间短路的问题，从根本上解决了串联的动力电池不能同时对每个电池单元单独充电的问题。
本实用新型中，直流电源1可以采用型号为RXN-605D的直流电源或者54.6V2A的充电器、主控制模块2可以采用芯片型号为S-8261或ML5235及其外围电路、线路切换模块3可以采用芯片型号为STM8L003及其外围电路、充电控制模块4可以采用MOS管及其外围电路。
本实用新型由于采用了以电池单元的最高预定电压（如4.25V）为准，对于低于最高预定电压采取补充充电回路对串联的电池单元逐个充满，直至所有的电池单元都达到最高预定电压为止，这样，相对于被动式均衡方法，没有电能损耗，不存在发热情况；相对于主动式均衡方式而言，具有线路简单，成本低的优点。
优选的，在每个整流线路513与相应的电池单元充电之间设有单电池充电管理模块514，所述单电池充电管理模块514检测到被充电的电池单元达到预定电压后，单电池充电管理模块514停止该补充电路工作。
优选的，所有电池单元的电压都达到了预定电压后，主控制模块2通过充电控制模块4停止主充电回路和补充电回路工作。
本实用新型在充电时，主充电回路和补充电回路同时对动力电池充电，当其中有一个电池单元的电压达到预定电压时，主控制模块2控制线路切换模块3停止主充电回路充电，以及相应的补充电路也停止对该电池单元的充电，例如，当第一电池单元61首先充满了，则停止主回路和第一补充电路51（下同）充电；或者当线路切换模块3检测到其中有一个电池单元的电压达到预定电压时（见图2），线路切换模块3停止主充电回路充电，以及相应的补充电路也停止对该电池单元的充电；只允许补充电回路51…5N对其余的尚未达到预定电压的电池单元继续充电，直至所有的电池单元都达到预定电压；本实用新型中，主控制模块2还可以检测动力电池6的电流、电压及温度，在必要时，可以控制充电控制模块4开或关。
或者充电时，主充电回路首先对动力电池61…6N充电，当其中有一个电池单元的电压达到预定电压时，主控制模块2控制线路切换模块3停止主充电回路充电，以及相应的补充电路也停止对该电池单元的充电，打开补充电回路对其余的尚未达到预定电压的电池单元继续充电，直至所有的电池单元都达到预定电压；或者当线路切换模块3检测到其中有一个电池单元的电压达到预定电压时，线路切换模块3停止主充电回路充电，以及相应的补充电路也停止对该电池单元的充电；打开补充电回路51…5N中的余下的补充电回路对其余的尚未达到预定电压的电池单元继续充电，直至所有的电池单元都达到预定电压（见图2）。
本领域的技术人员容易理解，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 (8)
1.一种动力电池的均衡充电系统，适合于串联型的动力电池上使用，其特征在于：包括主控制模块（2）、线路切换模块（3）、充电控制模块（4）和N个补充电路（51…5N）,其中，N为大于等于2的正整数；将动力电池（6）与直流电源（1）的正负极分别连接构成主充电回路；将直流电源（1）通过线路切换模块（3）与分别并联的可对每个电池单元（61…6N）进行独立充电的补充电路（51…5N）连接构成补充电回路；每个所述补充电路包括高频控制模块（511）、变压器隔离模块（512）、整流线路（513）和电池单元充电管理模块（514），所述高频控制模块（511）将直流电变为高频脉冲电输入给变压器隔离模块（512）的主线圈产生交流电；交流电经变压器隔离模块（512）的副线圈耦合产生预定交流电，预定交流电经整流线路（513）整流成所述预定电压的直流后，给相应的电池单元充电。
2.根据权利要求1所述的动力电池的均衡充电系统，其特征在于：在每个整流线路（513）与相应的电池单元充电之间设有单电池充电管理模块（514），所述单电池充电管理模块（514）检测到被充电的电池单元达到预定电压后，单电池充电管理模块（514）停止该补充电路工作。
3.根据权利要求1或2 所述的动力电池的均衡充电系统，其特征在于：所有电池单元的电压都达到了预定电压后，主控制模块（2）通过充电控制模块（4）停止主充电回路和补充电回路工作。
4.根据权利要求1或2 所述的动力电池的均衡充电系统，其特征在于：所述电池单元是一个单体电池或是由若干个单体电池并联而的电池组。
5.根据权利要求1或2 所述的动力电池的均衡充电系统，其特征在于：所述直流电源（1）采用型号为RXN-605D的直流电源或者54.6V2A的充电器。
6.根据权利要求1或2 所述的动力电池的均衡充电系统，其特征在于：所述主控制模块（2）采用芯片型号为S-8261或ML5235及其外围电路。
7.根据权利要求1或2 所述的动力电池的均衡充电系统，其特征在于：所述线路切换模块（3）采用芯片型号为STM8L003及其外围电路。
8.根据权利要求1或2 所述的动力电池的均衡充电系统，其特征在于：所述充电控制模块（4）采用MOS管及其外围电路。
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|---|---|---|---|
| CN201820083158.3U CN207753481U (zh) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | 动力电池的均衡充电系统 |
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| CN201820083158.3U CN207753481U (zh) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | 动力电池的均衡充电系统 |
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| CN201820083158.3U Active CN207753481U (zh) | 2018-01-18 | 2018-01-18 | 动力电池的均衡充电系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN207753481U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108075549A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-05-25 | 深圳市小牛动力科技有限公司 | 动力电池的均衡充电方法及均衡系统 |
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2018
- 2018-01-18 CN CN201820083158.3U patent/CN207753481U/zh active Active
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| CN108075549A (zh) * | 2018-01-18 | 2018-05-25 | 深圳市小牛动力科技有限公司 | 动力电池的均衡充电方法及均衡系统 |
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