CN217522606U

CN217522606U - 一种电池组大功率快速自动均衡系统

Info

Publication number: CN217522606U
Application number: CN202220955282.0U
Authority: CN
Inventors: 冯政杰
Original assignee: Zhejiang Xingyu Electromechanical Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Xingyu Electromechanical Technology Co ltd
Priority date: 2022-04-24
Filing date: 2022-04-24
Publication date: 2022-09-30
Anticipated expiration: 2032-04-24

Abstract

本实用新型涉及一种电池组大功率快速自动均衡系统，包括电池组件、开关组件以及主控制芯片，所述电池组件、开关组件均与主控制芯片连接；所述电池组件包括串联的多个电池单元，且每个电池单元的正负极之间连接有同一个法拉电容组，所述开关组件包括多个开关，分别设置在法拉电容组内以及法拉电容组与电池单元之间，所述主控制芯片检测每个电池单元的电压，且根据电压数据驱动相应的开关，使得电池单元之间电压均衡。本实用新型实现了电池单元的大功率电量分配，且本实用新型具备跨线路分配功能，能达到整个电池组的各个电池单元电量的大功率、快速的均衡。

Description

一种电池组大功率快速自动均衡系统

技术领域

本实用新型属于电池组均衡技术领域，更具体地说，是涉及一种电池组大功率快速自动均衡系统。

背景技术

蓄电池由多个单体电池串联组成，蓄电池组由多个蓄电池串联组成，通过将电池进行串联构成电池组，能够提高电压，满足多种应用需要，例如电动工具、电动自行车的电机对使用电压的需要等，已被广泛应用在交通、电力、通信等领域的电子设备中。

电池组在工作过程中，其单体电池既不能被过充，也不能被过放，所以单体电池的一致性尤其关键。单体电池的一致性体现在容量和内阻的一致性，更重要的是在若干次使用后仍然要求保持良好的一致程度，若一致程度变差，则容易使得其中一个或多个电池出现过充或过放现象，从而造成单体电池的失效，最终使得电池组失效。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种电池组大功率快速自动均衡系统，该系统采取无损耗均衡模式，且具备跨线路分配功能。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池组大功率快速自动均衡系统，包括电池组件、开关组件以及主控制芯片，所述电池组件、开关组件均与主控制芯片连接；所述电池组件包括串联的多个电池单元，且每个电池单元的正负极之间连接有同一个法拉电容组，所述开关组件包括多个开关，分别设置在法拉电容组内以及法拉电容组与电池单元之间，所述主控制芯片检测每个电池单元的电压，且根据电压数据驱动相应的开关，使得电池单元之间电压均衡。

作为优选方案：所述法拉电容组包括相互串联的至少两个法拉电容，且两个法拉电容之间连接有串联开关，一个法拉电容与串联开关上还并联有第一并联开关，另一个法拉电容与串联开关上并联有第二并联开关，所述串联开关、第一并联开关、第二并联开关均与主控制芯片的相应引脚连接。

作为优选方案：所述串联开关、第一并联开关和第二并联开关均为双向MOS 管。

作为优选方案：所述电池单元正负极与法拉电容组之间还分别连接有两个模组开关，所述模组开关与主控制芯片的相应引脚连接。

作为优选方案：所述模组开关也为双向MOS 管。

作为优选方案：所述主控制芯片设有多个用来检测电池单元电压的引脚，且每个引脚均与相应的电池单元的正极连接。

作为优选方案：所述控制芯片中用来检测电池单元电压的引脚的数量大于等于电池单元的数量。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过设置法拉电容、多重电子开关以及主控制芯片，由主控制芯片来检测各个电池单元的电压，并通过对多重电子开关的控制实现了电池单元的大功率电量分配，且本实用新型具备跨线路分配功能，能达到整个电池组的各个电池单元电量的大功率、快速的均衡的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。

此外，在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种电池组大功率快速自动均衡系统，包括电池组件、开关组件以及主控制芯片，所述电池组件、开关组件均与主控制芯片连接；所述电池组件包括串联的多个电池单元，且每个电池单元的正负极之间连接有同一个法拉电容组，所述开关组件包括多个开关，分别设置在法拉电容组内以及法拉电容组与电池单元之间，所述主控制芯片检测每个电池单元的电压，且根据电压数据驱动相应的开关，使得电池单元之间电压均衡。

所述法拉电容组包括相互串联的至少两个法拉电容，且两个法拉电容之间连接有串联开关，一个法拉电容与串联开关上还并联有第一并联开关，另一个法拉电容与串联开关上并联有第二并联开关，所述串联开关、第一并联开关、第二并联开关均与主控制芯片的相应引脚连接。

所述电池单元正负极与法拉电容组之间还分别连接有两个模组开关，所述模组开关与主控制芯片的相应引脚连接。所述模组开关、串联开关、第一并联开关和第二并联开关均为双向MOS 管。

模组开关用来使得电池单元与法拉电容连接或者断开，以便按需求进行电量转移，而串联开关、第一并联开关和第二并联用于对两个法拉电容进行串并联切换，满足充放电的需求，同时尽可能减少电路结构的复杂程度，利于实现。

所述主控制芯片设有多个用来检测电池单元电压的引脚，且每个引脚均与相应的电池单元的正极连接。所述控制芯片中用来检测电池单元电压的引脚的数量大于等于电池单元的数量。当控制芯片中的引脚大于电池单元数量时，该控制芯片能满足包含更多电池单元的电池组，具备较强的扩展能力，适用范围更广。

本实用新型的具体工作原理如下：

例如：主控制芯片采集到当中电池单元BT4 电压高于电池单元BT1 后，主控制芯片首先使得串连开关关断；然后使得第一并连开关和第二并连开关导通，将两个的法拉电容进行并连组合；再依次使得电池单元BT4的负极的模组开关（双向MOS 管）和电池单元BT4的正极的模组开关（双向MOS 管）导通，将相对高出的电压对并连的法拉电容充电；（将多出的电量转移到法拉电容）；

再然后，主控制芯片切断电池单元BT4的负极的模组开关（双向MOS 管）和电池单元BT4的正极的模组开关（双向MOS 管），接着切断第一并连开关和第二并连开关，再将串连开关导通；将原先并连充电的两个法拉电容改成串连连接，抬升电压；

最后，主控制芯片将电池单元BT1的负极的模组开关（双向MOS 管）和电池单元BT1的正极的模组开关（双向MOS 管）导通，将两个串连好的法拉电容的能量转移给电池单元BT1 电池；

其他电池单元也按照上述过程循环充放。

本实用新型的技术方案是针对多节电池串连连接结构，几轮充放电后，引起的各组电池之间的电压差异，导致恶性循环，迫使电池正常使用寿命减短的问题设计的，采用了无损耗均衡模式，实现了延长电池的正常使用时间的目的，且本实用新型的电路结构简单合理，实施方便，且具备跨线路分配功能，能达到整个电池组的各个电池单元电量的大功率、快速的均衡目的。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims

1.一种电池组大功率快速自动均衡系统，其特征在于：包括电池组件、开关组件以及主控制芯片，所述电池组件、开关组件均与主控制芯片连接；所述电池组件包括串联的多个电池单元，且每个电池单元的正负极之间连接有同一个法拉电容组，所述开关组件包括多个开关，分别设置在法拉电容组内以及法拉电容组与电池单元之间，所述主控制芯片检测每个电池单元的电压，且根据电压数据驱动相应的开关，使得电池单元之间电压均衡。

2.根据权利要求1所述的一种电池组大功率快速自动均衡系统，其特征在于：所述法拉电容组包括相互串联的至少两个法拉电容，且两个法拉电容之间连接有串联开关，一个法拉电容与串联开关上还并联有第一并联开关，另一个法拉电容与串联开关上并联有第二并联开关，所述串联开关、第一并联开关、第二并联开关均与主控制芯片的相应引脚连接。

3.根据权利要求2所述的一种电池组大功率快速自动均衡系统，其特征在于：所述串联开关、第一并联开关和第二并联开关均为双向MOS 管。

4.根据权利要求1所述的一种电池组大功率快速自动均衡系统，其特征在于：所述电池单元正负极与法拉电容组之间还分别连接有两个模组开关，所述模组开关与主控制芯片的相应引脚连接。

5.根据权利要求4所述的一种电池组大功率快速自动均衡系统，其特征在于：所述模组开关也为双向MOS 管。

6.根据权利要求1所述的一种电池组大功率快速自动均衡系统，其特征在于：所述主控制芯片设有多个用来检测电池单元电压的引脚，且每个引脚均与相应的电池单元的正极连接。

7.根据权利要求6所述的一种电池组大功率快速自动均衡系统，其特征在于：所述控制芯片中用来检测电池单元电压的引脚的数量大于等于电池单元的数量。