CN211701574U - 自均衡充电装置及充电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自均衡充电装置及充电控制系统，其中，自均衡充电装置包括：多个自均衡充电电路；每个自均衡充电电路一端与电芯连接，另一端互相电性连接；所述自均衡充电电路适于检测电芯电压，且适于在电芯电压大于均衡电压时发送第一控制信号给外部控制器开启小电流充电；当所有的自均衡充电电路检测的电芯电压均大于均衡电压时，发送第二控制信号给外部控制器结束充电。本申请提供的自均衡充电装置无软件控制，纯硬件电路，使用的元件数量少，成本低，可靠性高；能自动小电流均衡，不会造成电池过充问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池组充电管理领域，具体涉及一种自均衡充电装置及充电控制系统。
背景技术
以目前的电池制造水平和工艺，电池在生产过程中，各个电池单体之间会存在细微的差别，即存在不一致性这个问题。这种不一致性会使电池单体的各项参数大相径庭，导致各个电池单体的输出电压不一样。如需要将多个电池单体组装在一起形成一个整体的电池组，则必须采用电压均衡手段，这样才能最大程度提升电池组的性能。另一方面，电池组中的电池单体在使用的过程中，也会由于自放电程度以及部位温度等原因导致电池单体出现不一致性现象，因而影响电池组的充放电特性。
同时，现有的充电器大部分缺乏对电池的有效控制，或者单独的智能充电器在价格上又比较昂贵
如何解决上述问题，是目前亟待解决的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种自均衡充电装置，以实现对电池组充电时的自动小电流均衡的目的。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种自均衡充电装置，包括：
多个自均衡充电电路；
每个自均衡充电电路一端与电芯连接，另一端互相电性连接；
所述自均衡充电电路适于检测电芯电压，且适于在电芯电压大于均衡电压时发送第一控制信号给外部控制器开启小电流充电；
当所有的自均衡充电电路检测的电芯电压均大于均衡电压时，发送第二控制信号给外部控制器结束充电。
进一步的，所述自均衡充电电路包括：
均衡电压比较模块、放电模块、充电信号发送模块、结束信号发送模块；
所述充电信号发送模块、结束信号发送模块串联后与所述均衡电压比较模块并联后通过MOS管接入电芯的负极；
所述均衡电压比较模块与开关管的控制端电性连接，且适于在检测到电芯电压大于均衡电压时，控制MOS管导通，从而控制放电模块、充电信号发送模块、结束信号发送模块工作；
每个自均衡充电电路中的充电信号发送模块并联，即，其中一个自均衡充电电路中电压电芯大于均衡电压时，外部控制器开启小电流充电；
每个自均衡充电电路中的结束信号发送模块串联，即，每个自均衡充电电路中电压电芯大于均衡电压时，外部控制器关闭充电。
进一步的，所述均衡电压比较模块包括：
由电阻R2、电阻R7、基准电压源D1、三极管Q1以及电阻R3；
电阻R2与电阻R7串联接入电芯的正负极之间，并为基准电压源D1提供电压；
所述基准电压源D1适于依据电阻R2以及电阻R7的阻值设定均衡电压；
电阻R3与基准电压源D1串联后接入电芯的正负极之间；
三极管Q1的基极电性连接于电阻R3与基准电压源D1之间，并当电芯电压大于均衡电压时，三极管Q1导通，从而使MOS管导通。
进一步的，所述放电模块包括：
并联的放电电阻R5、放电电阻R6；
并联的放电电阻R5、放电电阻R6一端与电芯的正极连接，另一端通过MOS管接入电芯的负极；
当MOS管导通时，放电电阻R5、放电电阻R6将此时充入电芯电能进行消耗，防止电芯过充。
进一步的，所述充电信号发送模块以及结束信号发送模块分别为光耦合器U1以及光耦合器U2；
光耦合器U1的一个输入端接入电芯的正极，另一输入端与光耦合器U2的一个输入端连接，光耦合器的另一个输入端通过MOS管接入电芯的负极；
每个自均衡充电电路中的光耦合器U1的输出侧并联，每个自均衡充电电路中的光耦合器U2的输出侧串联。
进一步的，所述自均衡充电电路还包括显示模块；
所述显示模块包括电阻R4以及发光二极管D2；
电阻R4与发光二极管D2串联一端与电芯的正极电性连接，另一端通过MOS管后接入电芯的负极；
当MOS管导通时，发光二极管D2工作，即该电芯的电芯电压到达均衡电压。
本实用新型还提供了一种充电控制系统，包括外部控制器以及上述的自均衡充电装置。
本实用新型的有益效果是，本实用新型提供了一种自均衡充电装置及充电控制系统，其中，自均衡充电装置包括：多个自均衡充电电路；每个自均衡充电电路一端与电芯连接，另一端互相电性连接；所述自均衡充电电路适于检测电芯电压，且适于在电芯电压大于均衡电压时发送第一控制信号给外部控制器开启小电流充电；当所有的自均衡充电电路检测的电芯电压均大于均衡电压时，发送第二控制信号给外部控制器结束充电。本申请提供的自均衡充电装置无软件控制，纯硬件电路，使用的元件数量少，成本低，可靠性高；能自动小电流均衡，不会造成电池过充问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型所提供的自均衡充电装置的电路原理图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
实施例1
图1是自均衡充电装置的电路原理图，仅仅只画出来两节电芯串联时的电路。
请参阅图1，本实施例1提供了一种自均衡充电装置，包括：多个自均衡充电电路；每个自均衡充电电路一端与电芯连接，另一端互相电性连接；所述自均衡充电电路适于检测电芯电压，且适于在电芯电压大于均衡电压时发送第一控制信号给外部控制器开启小电流充电；当所有的自均衡充电电路检测的电芯电压均大于均衡电压时，发送第二控制信号给外部控制器结束充电。其中，第一控制信号即图1中的信号1、信号2，第二控制信号即图1中的信号3、信号4，当所有的自均衡充电电路中的有一个电芯电压到达均衡电压时，信号1与信号2导通，发送第一控制信号给外部控制器，当所有的自均衡充电电路中的每个电芯电压到达均衡电压时，信号3与信号4导通，此时发送第二控制信号给外部控制器。本申请提供的自均衡充电装置无软件控制，纯硬件电路，使用的元件数量少，成本低，可靠性高；能自动小电流均衡，不会造成电池过充问题。
在本实施例中，所述自均衡充电电路包括：均衡电压比较模块、放电模块、充电信号发送模块、结束信号发送模块；所述充电信号发送模块、结束信号发送模块串联后与所述均衡电压比较模块并联后通过MOS管接入电芯的负极；所述均衡电压比较模块与开关管的控制端电性连接，且适于在检测到电芯电压大于均衡电压时，控制MOS管导通，从而控制放电模块、充电信号发送模块、结束信号发送模块工作；每个自均衡充电电路中的充电信号发送模块并联，即，其中一个自均衡充电电路中电压电芯大于均衡电压时，外部控制器开启小电流充电；每个自均衡充电电路中的结束信号发送模块串联，即，每个自均衡充电电路中电压电芯大于均衡电压时，外部控制器关闭充电。
在本实施例中，所述均衡电压比较模块包括：由电阻R2、电阻R7、基准电压源D1、三极管Q1以及电阻R3；电阻R2与电阻R7串联接入电芯的正负极之间，并为基准电压源D1提供电压；所述基准电压源D1适于依据电阻R2以及电阻R7的阻值设定均衡电压；电阻R3与基准电压源D1串联后接入电芯的正负极之间；三极管Q1的基极电性连接于电阻R3与基准电压源D1之间，并当电芯电压大于均衡电压时，三极管Q1导通，从而使MOS管导通。其中，基准电压源D1的型号为TL431。
在本实施例中，所述放电模块包括：并联的放电电阻R5、放电电阻R6；并联的放电电阻R5、放电电阻R6一端与电芯的正极连接，另一端通过MOS管接入电芯的负极；当MOS管导通时，放电电阻R5、放电电阻R6将此时充入电芯电能进行消耗，防止电芯过充。其中，R5，R6采用10R，2512电阻
在本实施例中，所述充电信号发送模块以及结束信号发送模块分别为光耦合器U1以及光耦合器U2；光耦合器U1的一个输入端接入电芯的正极，另一输入端与光耦合器U2的一个输入端连接，光耦合器的另一个输入端通过MOS管接入电芯的负极；每个自均衡充电电路中的光耦合器U1的输出侧并联，每个自均衡充电电路中的光耦合器U2的输出侧串联。其中，光耦合器U1以及光耦合器U2的型号为TLP187。
在本实施例中，所述自均衡充电电路还包括显示模块；所述显示模块包括电阻R4以及发光二极管D2；电阻R4与发光二极管D2串联一端与电芯的正极电性连接，另一端通过MOS管后接入电芯的负极；当MOS管导通时，发光二极管D2工作，即该电芯的电芯电压到达均衡电压。其中发光二极管D2的型号为红色0603发光二极管。
本实用新型还提供了一种充电控制系统，包括外部控制器以及如上述的自均衡充电装置。本申请提供的自均衡充电装置无软件控制，纯硬件电路，使用的元件数量少，成本低，可靠性高；能自动小电流均衡，不会造成电池过充问题。
综上所述，本实用新型提供了一种自均衡充电装置及充电控制系统，其中，自均衡充电装置包括：多个自均衡充电电路；每个自均衡充电电路一端与电芯连接，另一端互相电性连接；所述自均衡充电电路适于检测电芯电压，且适于在电芯电压大于均衡电压时发送第一控制信号给外部控制器开启小电流充电；当所有的自均衡充电电路检测的电芯电压均大于均衡电压时，发送第二控制信号给外部控制器结束充电。本申请提供的自均衡充电装置无软件控制，纯硬件电路，使用的元件数量少，成本低，可靠性高；能自动小电流均衡，不会造成电池过充问题。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种自均衡充电装置，其特征在于，包括：
多个自均衡充电电路；
每个自均衡充电电路一端与电芯连接，另一端互相电性连接；
所述自均衡充电电路适于检测电芯电压，且适于在电芯电压大于均衡电压时发送第一控制信号给外部控制器开启小电流充电；
当所有的自均衡充电电路检测的电芯电压均大于均衡电压时，发送第二控制信号给外部控制器结束充电。
2.如权利要求1所述的自均衡充电装置，其特征在于，
所述自均衡充电电路包括：
均衡电压比较模块、放电模块、充电信号发送模块、结束信号发送模块；
所述充电信号发送模块、结束信号发送模块串联后与所述均衡电压比较模块并联后通过MOS管接入电芯的负极；
所述均衡电压比较模块与开关管的控制端电性连接，且适于在检测到电芯电压大于均衡电压时，控制MOS管导通，从而控制放电模块、充电信号发送模块、结束信号发送模块工作；
每个自均衡充电电路中的充电信号发送模块并联，即，其中一个自均衡充电电路中电压电芯大于均衡电压时，外部控制器开启小电流充电；
每个自均衡充电电路中的结束信号发送模块串联，即，每个自均衡充电电路中电压电芯大于均衡电压时，外部控制器关闭充电。
3.如权利要求2所述的自均衡充电装置，其特征在于，
所述均衡电压比较模块包括：
由电阻R2、电阻R7、基准电压源D1、三极管Q1以及电阻R3；
电阻R2与电阻R7串联接入电芯的正负极之间，并为基准电压源D1提供电压；
所述基准电压源D1适于依据电阻R2以及电阻R7的阻值设定均衡电压；
电阻R3与基准电压源D1串联后接入电芯的正负极之间；
三极管Q1的基极电性连接于电阻R3与基准电压源D1之间，并当电芯电压大于均衡电压时，三极管Q1导通，从而使MOS管导通。
4.如权利要求2所述的自均衡充电装置，其特征在于，
所述放电模块包括：
并联的放电电阻R5、放电电阻R6；
并联的放电电阻R5、放电电阻R6一端与电芯的正极连接，另一端通过MOS管接入电芯的负极；
当MOS管导通时，放电电阻R5、放电电阻R6将此时充入电芯电能进行消耗，防止电芯过充。
5.如权利要求2所述的自均衡充电装置，其特征在于，
所述充电信号发送模块以及结束信号发送模块分别为光耦合器U1以及光耦合器U2；
光耦合器U1的一个输入端接入电芯的正极，另一输入端与光耦合器U2的一个输入端连接，光耦合器的另一个输入端通过MOS管接入电芯的负极；
每个自均衡充电电路中的光耦合器U1的输出侧并联，每个自均衡充电电路中的光耦合器U2的输出侧串联。
6.如权利要求2所述的自均衡充电装置，其特征在于，
所述自均衡充电电路还包括显示模块；
所述显示模块包括电阻R4以及发光二极管D2；
电阻R4与发光二极管D2串联一端与电芯的正极电性连接，另一端通过MOS管后接入电芯的负极；
当MOS管导通时，发光二极管D2工作，即该电芯的电芯电压到达均衡电压。
7.一种充电控制系统，其特征在于，包括外部控制器以及如权利要求1-6任一项所述的自均衡充电装置。
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