CN220711161U - 一种锂电池动态均衡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种锂电池动态均衡系统，包括电芯，电芯的负极与均衡系统的负向输出端电性连接；均衡控制模块，均衡控制模块与电芯电性连接，用于监测电芯的电性参数；保护模块，保护模块电性连接于电芯和均衡控制模块，用于在均衡控制模块的控制下进行异常保护；防反模块，与保护模块并联于电芯，用于在保护模块进行异常保护时确保电芯具备与异常保护类型相对应的功能。通过设置均衡控制模块、保护模块以及防反模块，使得电芯在过充时，保护模块能够启动过充保护，停止对电芯进行继续充电，而防反模块能够保证电芯在此时仍具备放电功能，当电芯在过放时，保护模块能够启动过放保护，停止电芯继续放电，而防反模块能够保证电芯仍具备充电功能。

Description

一种锂电池动态均衡系统

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂电池动态均衡系统。

背景技术

启动电源是各种装备及内燃机系统的重要启动装置，工作中通过一个急速电流带动启动机进行装置启动，其中化学电源启动装置是最重要的启动装置。比如，我们所熟知的汽车就是靠一组12v电源进行发动机启动，当然也包括各种大型工程车辆及军用坦克、装甲车的24v启动电源。

内燃机轮船、火车均用到启动电源。传统的启动电源主力化学电源是铅酸电池。随着电池技术的进步，环境友好、性能更好的锂电池已经在各行各业开始代替传统高污染的铅酸电池。生活中各种移动装备完全使用锂电池，交通工具均也开始使用，电动汽车甚至将成为未来交通能源的主流，如今更加大型的电力储能也在使用锂电池。

事实上，锂电池相比于传统铅酸电池在性能上要更加优异，如其内阻比传统铅酸更小，比能量更高，体积比更高，电压稳定性也更好，之所以难以在启动电源推广，并非性能问题而是其复杂的管理系统，如充电管理、放电管理等。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种锂电池动态均衡系统，以解决相关技术中，锂电池管理系统较复杂的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种锂电池动态均衡系统，包括：

电芯，所述电芯的负极与均衡系统的负向输出端电性连接；

均衡控制模块，所述均衡控制模块与所述电芯电性连接，被配置为监测所述电芯的电性参数；

保护模块，所述保护模块电性连接于所述电芯和所述均衡控制模块，被配置为在所述均衡控制模块的控制下进行异常保护；

防反模块，与所述保护模块并联于所述电芯，被配置为在所述保护模块进行异常保护时确保所述电芯具备与所述异常保护类型相对应的功能。

在一实施例中，所述保护模块包括第一保护模块，所述第一保护模块的控制端与所述均衡控制模块电性连接，所述第一保护模块的输入端和输出端分别与所述电芯的正极和负极电性连接，当所述电芯过充时，所述第一保护模块在所述均衡控制模块的控制下断开所述电芯的正极与负极之间的通路。

在一实施例中，所述保护模块包括与所述第一保护模块共同串联于所述负向输出端和所述电芯的负极之间的第二保护模块，所述第二保护模块的控制端与所述均衡控制模块电性连接，当所述电芯过放时，所述第二保护模块在所述均衡控制模块的控制下断开所述电芯的正极与所述电芯的负极之间的通路。

在一实施例中，所述第一保护模块和所述第二保护模块均为控制开关。

在一实施例中，所述防反模块包括第一防反单元，所述第一防反单元和所述第一保护模块并联，所述第一防反单元被配置为在所述电芯过充时，保证所述电芯的放电功能。

在一实施例中，所述第一防反单元为过充二极管，所述过充二极管的阳极与所述负向输出端电性连接，所述过充二极管的阴极电性连接于所述第一保护模块和所述第二保护模块之间。

在一实施例中，所述防反模块包括第二防反单元，所述第二防反单元和所述第二保护模块并联，所述第二防反单元被配置为在所述电芯过放时，保证所述电芯的充电功能。

在一实施例中，所述第二防反单元为过放二极管，所述过放二极管的阳极与所述电芯的负极电性连接，所述过放二极管的阴极电性连接于所述第一保护模块和所述第二保护模块之间。

在一实施例中，所述均衡系统还包括正向输出端，所述电芯设置为多个，多个所述电芯串联于所述正向输出端和所述负向输出端之间。

在一实施例中，所述均衡控制模块还被配置为在所述电芯偏压时，控制所述电芯进行偏压修复。

本实用新型的有益效果为：通过设置均衡控制模块、保护模块以及防反模块，使得所述电芯在过充时，保护模块能够启动过充保护，停止对所述电芯进行继续充电，而防反模块能够保证电芯在此时仍具备放电功能，当所述电芯在过放时，保护模块能够启动过放保护，停止所述电芯继续放电，而防反模块能够保证电芯在此时仍具备充电功能，从而使得均衡系统具备过放保护和过充保护，且在过放保护和过充保护时，不影响对应的充电功能和放电功能，进而通过简单的模块实现了复杂的充电管理、放电管理系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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。

附图1为本实用新型一实施例提供的锂电池动态均衡系统的模块示意图；

附图2为本实用新型一实施例提供的锂电池动态均衡系统的电路示意图。

具体实施方式

在以下详细说明中，仅简单地通过例示示出和描述了本实用新型的某些实施方式。如本领域技术人员可以理解的，本文中描述的实施方式可以以多种方式进行修改，而不背离本实用新型的精神或范围。

本申请实施例提供一种锂电池动态均衡系统，包括电芯400、均衡控制模块100、保护模块以及防反模块。所述电芯400的负极与均衡系统的负向输出端电性连接，所述电芯400的正极与均衡系统的正向输出端电性连。所述均衡控制模块100与所述电芯400电性连接，所述均衡控制模块100被配置为监测所述电芯400的电性参数，所述电性参数至少包括所述电芯400的容量、电压、电流等参数。所述均衡控制模块100根据所监测到的电性参数判断电芯400是否过度充电、是否过度放电、以及是否偏压等。

所述保护模块电性连接于所述电芯400和所述均衡控制模块100，所述保护模块被配置为在所述均衡控制模块100的控制下进行异常保护，所述异常保护包括过充保护、过放保护。所述过充保护时，所述保护模块断开所述电芯400的正极与负极之间的通路，以停止继续充电。所述过放保护时，所述保护模块断开所述电芯400的正极与负极之间的通路，以停止继续放电。

所述防反模块与所述保护模块并联于所述电芯400，所述防反模块被配置为在所述保护模块进行异常保护时确保所述电芯400具备与所述异常保护类型相对应的功能。当所述保护模块进行过充保护时，所述防反模块用于提供电流从正极流向负极的流通路径，以保证所述电芯400的放电功能，此时，所述电流无法从所述电芯400的负极流向正极，即无法进行充电。当所述保护模块进行过放保护时，所述防反模块用于提供电流从负极流向正极的流通路径，以保证所述电芯400的充电功能，此时，所述电流无法从所述电芯400的正极流向负极，即无法进行放电。

本实施例中，通过设置均衡控制模块100、保护模块以及防反模块，使得所述电芯400在过充时，保护模块能够启动过充保护，停止对所述电芯400进行继续充电，而防反模块能够保证电芯400在此时仍具备放电功能，当所述电芯400在过放时，保护模块能够启动过放保护，停止所述电芯400继续放电，而防反模块能够保证电芯400在此时仍具备充电功能，从而使得均衡系统具备过放保护和过充保护，且在过放保护和过充保护时，不影响对应的充电功能和放电功能。

在一实施例中，所述保护模块包括第一保护模块201和第二保护模块202。所述第一保护模块201的控制端与所述均衡控制模块100电性连接，所述第一保护模块201的输入端和输出端分别与所述电芯400的正极和负极电性连接，当所述电芯400过充时，所述第一保护模块201在所述均衡控制模块100的控制下断开所述电芯400的正极与负极之间的通路。所述第二保护模块202和所述第一保护模块201共同串联于所述负向输出端和所述电芯400的负极之间，所述第二保护模块202的控制端与所述均衡控制模块100电性连接，当所述电芯400过放时，所述第二保护模块202在所述均衡控制模块100的控制下断开所述电芯400的正极与所述电芯400的负极之间的通路。

在一实施例中，所述第一保护模块201和所述第二保护模块202均为控制开关，在未启动异常保护时，所述第一保护模块201和所述第二保护模块202均为闭合状态，当启动过放保护时，所述第二保护模块202断开，启动过充保护时，所述第一保护模块201断开。

在一实施例中，所述防反模块包括第一防反单元301，所述第一防反单元301和所述第一保护模块201并联，所述第一防反单元301被配置为在所述电芯400过充时，保证所述电芯400的放电功能。当所述保护模块进行过充保护时，所述第一防反单元301用于提供电流从正极流向负极的流通路径，以保证所述电芯400的放电功能，此时，所述电流无法从所述电芯400的负极流向正极，即无法进行充电。

在一实施例中，所述第一防反单元301为过充二极管，所述过充二极管的阳极与所述负向输出端电性连接，所述过充二极管的阴极电性连接于所述第一保护模块201和所述第二保护模块202之间。当所述保护模块进行过充保护时，电流能够从电芯400的正极经所述过充二极管的阳极流向所述电芯400的负极，即此时所述电芯400能够正常放电，以保证所述电芯400的放电功能，此时，所述电流无法从所述电芯400的负极流向正极，即无法进行充电。

在一实施例中，所述防反模块包括第二防反单元302，所述第二防反单元302和所述第二保护模块202并联，所述第二防反单元302被配置为在所述电芯400过放时，保证所述电芯400的充电功能。当所述保护模块进行过放保护时，所述第二防反单元302用于提供电流从负极流向正极的流通路径，以保证所述电芯400的充电功能，此时，所述电流无法从所述电芯400的正极流向负极，即无法进行放电。

在一实施例中，所述第二防反单元302为过放二极管，所述过放二极管的阳极与所述电芯400的负极电性连接，所述过放二极管的阴极电性连接于所述第一保护模块201和所述第二保护模块202之间。当所述保护模块进行过放保护时，电流能够从电芯400的负极经所述过放二极管的阳极流向所述电芯400的正极，即此时所述电芯400能够正常充电，以保证所述电芯400的充电功能，此时，所述电流无法从所述电芯400的正极流向负极，即无法进行放电。

在一实施例中，所述均衡系统还包括正向输出端，所述电芯400设置为多个，多个所述电芯400串联于所述正向输出端和所述负向输出端之间。

在一实施例中，所述均衡控制模块100还被配置为在所述电芯400偏压时，控制所述电芯400进行偏压修复。在一些实施例中，所述均衡控制模块100为微控制芯片。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种锂电池动态均衡系统，其特征在于，包括：

电芯，所述电芯的负极与均衡系统的负向输出端电性连接；

均衡控制模块，所述均衡控制模块与所述电芯电性连接，被配置为监测所述电芯的电性参数；

保护模块，所述保护模块电性连接于所述电芯和所述均衡控制模块，被配置为在所述均衡控制模块的控制下进行异常保护；

防反模块，与所述保护模块并联于所述电芯，被配置为在所述保护模块进行异常保护时确保所述电芯具备与所述异常保护类型相对应的功能。

2.根据权利要求1所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述保护模块包括第一保护模块，所述第一保护模块的控制端与所述均衡控制模块电性连接，所述第一保护模块的输入端和输出端分别与所述电芯的正极和负极电性连接，当所述电芯过充时，所述第一保护模块在所述均衡控制模块的控制下断开所述电芯的正极与负极之间的通路。

3.根据权利要求2所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述保护模块包括与所述第一保护模块共同串联于所述负向输出端和所述电芯的负极之间的第二保护模块，所述第二保护模块的控制端与所述均衡控制模块电性连接，当所述电芯过放时，所述第二保护模块在所述均衡控制模块的控制下断开所述电芯的正极与所述电芯的负极之间的通路。

4.根据权利要求3所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述第一保护模块和所述第二保护模块均为控制开关。

5.根据权利要求4所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述防反模块包括第一防反单元，所述第一防反单元和所述第一保护模块并联，所述第一防反单元被配置为在所述电芯过充时，保证所述电芯的放电功能。

6.根据权利要求5所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述第一防反单元为过充二极管，所述过充二极管的阳极与所述负向输出端电性连接，所述过充二极管的阴极电性连接于所述第一保护模块和所述第二保护模块之间。

7.根据权利要求6所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述防反模块包括第二防反单元，所述第二防反单元和所述第二保护模块并联，所述第二防反单元被配置为在所述电芯过放时，保证所述电芯的充电功能。

8.根据权利要求7所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述第二防反单元为过放二极管，所述过放二极管的阳极与所述电芯的负极电性连接，所述过放二极管的阴极电性连接于所述第一保护模块和所述第二保护模块之间。

9.根据权利要求1至8任一项所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述均衡系统还包括正向输出端，所述电芯设置为多个，多个所述电芯串联于所述正向输出端和所述负向输出端之间。

10.根据权利要求9所述的锂电池动态均衡系统，其特征在于，所述均衡控制模块还被配置为在所述电芯偏压时，控制所述电芯进行偏压修复。