CN215042226U - 一种动力电池充电平衡管理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电池充电管理技术领域，具体是一种动力电池充电平衡管理系统，包括连接电源、充电平衡控制电路板与若干组动力电池，若干组动力电池采用并联方式连接于充电平衡控制电路板，通过充电平衡控制电路板对每一组动力电池单独充电并管理每一组动力电池充电过压、过流等问题，本实用新型可以确保每组动力电池充电电压的平衡，提高电池利用效率，延长电池寿命，并且相对放宽动力电池的选用要求。

Description

一种动力电池充电平衡管理系统
技术领域
本实用新型涉及电池充电管理技术领域，具体是一种动力电池充电平衡管理系统。
背景技术
为达到电动汽车等大功率设备运行时电压、功率及能量的要求，电池组多由大量动力电池串接组成使用。虽然随着技术工艺的提高，电池之间的差异逐渐减小，但是，在当前制作工艺水平下，仍难保证每节电池特性完全一致。
尤其是在工况运行条件下，频繁地进行不规则的充电，电池组工作一段时间后电池之间的差异会恶化，从而，使得电池组的使用效率降低，寿命减小。电池之间的不一致性不可能完全消除，尤其这种不一致性是在其生产之初便已存在。
因此，需要设计一种可以使电池组平衡充电的电池管理系统。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型公开一种动力电池充电平衡管理系统，可以确保每组动力电池充电电压的平衡，提高电池利用效率，延长电池寿命。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种动力电池充电平衡管理系统，包括电源、充电平衡控制电路板与至少两组动力电池，所述充电平衡控制电路板包括降压电路、多绕组变压器和至少两个电池保护电路，所述多绕组变压器设有初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，所述降压电路连接所述初级绕组，所述初级绕组A端连接电源，所述电池保护电路连接所述第二次级绕组，所述动力电池均连接有电池保护电路,所述第二次级绕组设有至少两组输出组。
进一步的，所述降压电路设有PWM控制IC，PWM控制IC设有GATE、FB、RI、SENSE、VDD和GND；PWM控制IC的VDD连接电源和第一次级绕组C端，RI分别连接SENSE与VDD，VDD连接电源并在线路上串联有两个电阻R13与R16。
进一步的，所述PWM控制IC的GATE与所述初级绕组B端之间设有N沟道增强型MOS管，所述PWM控制IC的GATE连接MOS管栅极，MOS管漏极连接初级绕组A端， MOS管源极连接所述PWM控制IC的SENSE。
进一步的，所述电池保护电路设有锂电池管理芯片，锂电池管理芯片包括CE、VCC、PROG、TEMP、BAT和GND，VCC、CE与输出组一端连接，输出组另一端与锂电池管理芯片的BAT连接，所述动力电池并联于输出组另一端与锂电池管理芯片的BAT之间。
进一步的，所述降压电路还设有光电耦合器，光电耦合器输出方向连接PWM控制IC的FB，光电耦合器输入方向连接有电压基准集成电路，电压基准集成电路电压端连接锂电池管理芯片的VCC。
进一步的，所述初级绕组A端并联有六个电阻，六个电阻为变压器负半周反向放电，主要起保护MOS管作用。
进一步的，所述锂电池管理芯片的TEMP、PROG和GND并联连接至动力电池负极，PROG还串联有一个电阻。
进一步的，所述锂电池管理芯片的VCC与输出组另一端之间并联有三个电容，用于抑制浪涌电压其中两个电容为有极性电容，一个为无极性电容。
进一步的，所述MOS管源极设有三个电阻并联接地，防MOS管损坏。
工作原理：
电压的输入，经过变压器和MOSFET管产生一个回路。MOSFET的开关由PWM控制IC控制。
当充电器插入后，PWM控制IC芯片起动供电由电阻R13与R16限流后供给PWM控制IC起动。
PWM控制IC起动后控制MOS管通断使多绕组变压器产生感应磁场，输出端产生电动势输出电压，电压的高低由电压基准集成电路控制，再由光电耦合器反馈给PWM控制IC做出输出MOS管调整输出。
如此反复控制输出电压保持电池充电电压。
本实用新型有益效果
本实用新型公开一种动力电池充电平衡管理系统，设有充电平衡电路板，多组动力电池采用并联连接充电平衡电路板，通过充电平衡电路板，可以确保每组动力电池充电电压的平衡，提高电池利用效率，延长电池寿命，并且相对放宽动力电池的选用要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本实用新型降压电路示意图（图中粗线部位为过大电流）；
图2本实用新型电池保护电路示意图A；
图3本实用新型电池保护电路示意图B；
附图标记说明：PWM控制IC--1、多绕组变压器—2、锂电池管理芯片—3。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件，下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，因此，说明书的阐述仅仅是为了说明的目的，因此，本文中实用新型构思的实践并不唯一限于本文描述的示例实施例和附图中的举例说明，此外附图并不是限制。
如图1-3所示：
实施例1
一种动力电池充电平衡管理系统，包括电源、充电平衡控制电路板与至少两组动力电池，在本实施例中，以72V电源为例，电路适用48V-72V，该系统通过充电接口与外部供电进行连接，所述充电平衡控制电路板包括降压电路、多绕组变压器2和13个电池保护电路，所述多绕组变压器2设有初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，所述降压电路连接所述初级绕组，所述初级绕组A端连接电源，所述电池保护电路连接所述第二次级绕组，所述动力电池均连接有电池保护电路,所述第二次级绕组设有13组输出组。
所述降压电路设有PWM控制IC1，在本实施例中，PWM控制IC1采用TC-2263型号，PWM控制IC1设有GATE、FB、RI、SENSE、VDD和GND；PWM控制IC1的VDD连接电源和第一次级绕组C端，第一次记绕组D端接地，RI分别连接SENSE与VDD，VDD连接电源并在线路上串联有两个电阻R13与R16，所述PWM控制IC1的GATE与所述初级绕组B端之间设有N沟道增强型MOS管，所述PWM控制IC1的GATE连接MOS管栅极，并在连接线路上串联有电阻R19与R20，MOS管漏极连接初级绕组A端， MOS管源极连接所述PWM控制IC1的SENSE。
所述电池保护电路设有锂电池管理芯片3，在本实施例中，锂电池管理芯片3采用AP-5056型号，锂电池管理芯片3包括CE、VCC、PROG、TEMP、BAT和GND，VCC、CE与输出组一端连接，输出组另一端与锂电池管理芯片3的BAT连接，所述动力电池并联于输出组另一端与锂电池管理芯片3的BAT之间，所述锂电池管理芯片3的TEMP、PROG和GND并联连接至动力电池负极，PROG还串联有一个电阻，电阻阻值为1K，所述锂电池管理芯片3的VCC与输出组另一端之间并联有三个电容，用于抑制浪涌电压。
所述降压电路还设有光电耦合器，光电耦合器输出方向连接PWM控制IC1的FB，光电耦合器输入方向连接有电压基准集成电路，电压基准集成电路电压端连接锂电池管理芯片3的VCC。
所述初级绕组A端并联有六个电阻，每个电阻阻值为100K，六个电阻为变压器负半周反向放电，主要起保护MOS管作用。
所述锂电池管理芯片3的TEMP、PROG和GND并联连接至动力电池负极，PROG还串联有一个电阻，电阻阻值为1K，所述锂电池管理芯片3的VCC与输出组另一端之间并联有三个电容，用于抑制浪涌电压。
所述MOS管源极设有三个电阻并联接地，防MOS管损坏。
工作原理
72V电压的输入，经过变压器和MOSFET管产生一个回路。MOSFET的开关由PWM控制IC1控制。
当充电器插入后，PWM控制IC1芯片起动供电由电阻R13与R16限流后供给PWM控制IC1起动。
PWM控制IC1起动后控制MOS管通断使多绕组变压器2产生感应磁场，输出端产生电动势输出电压，电压的高低由电压基准集成电路控制，再由光电耦合器反馈给PWM控制IC1做出输出MOS管调整输出。
如此反复控制输出电压保持电池5V充电电压。
实施例2
在本实施例中，锂电池管理芯片3采用TP-4056型号。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本实用新型中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。

Claims (9)

1.一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：包括电源、充电平衡控制电路板与至少两组动力电池，所述充电平衡控制电路板包括降压电路、多绕组变压器和至少两个电池保护电路，所述多绕组变压器设有初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组，所述降压电路连接所述初级绕组，所述初级绕组A端连接电源，所述电池保护电路连接所述第二次级绕组，所述动力电池均连接有电池保护电路,所述第二次级绕组设有至少两组输出组。
2.根据权利要求1所述一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：所述降压电路设有PWM控制IC，PWM控制IC设有GATE、FB、RI、SENSE、VDD和GND； PWM控制IC的VDD连接电源和第一次级绕组C端，RI分别连接SENSE与VDD，VDD连接电源。
3.根据权利要求1所述一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：所述PWM控制IC的GATE与所述初级绕组B端之间设有N沟道增强型MOS管，所述PWM控制IC的GATE连接MOS管栅极，MOS管漏极连接初级绕组A端， MOS管源极连接所述PWM控制IC的SENSE。
4.根据权利要求1所述一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：所述电池保护电路设有锂电池管理芯片，锂电池管理芯片包括CE、VCC、PROG、TEMP、BAT和GND，VCC、CE与输出组一端连接，输出组另一端与锂电池管理芯片的BAT连接，所述动力电池并联于输出组另一端与锂电池管理芯片的BAT之间。
5.根据权利要求4所述一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：所述降压电路还设有光电耦合器，光电耦合器输出方向连接PWM控制IC的FB，光电耦合器输入方向连接有电压基准集成电路，电压基准集成电路电压端连接锂电池管理芯片的VCC。
6.根据权利要求1所述一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：所述初级绕组A端并联有六个电阻。
7.根据权利要求4所述一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：所述锂电池管理芯片的TEMP、PROG和GND并联连接至动力电池负极。
8.根据权利要求4所述一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：所述锂电池管理芯片的VCC与输出组另一端之间并联有三个电容。
9.根据权利要求3所述一种动力电池充电平衡管理系统，其特征在于：所述MOS管源极设有三个电阻并联接地。
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CN113022377A (zh) * 2021-04-26 2021-06-25 惠州市沐龙电子科技有限公司 一种动力电池充电平衡管理系统

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