CN2648617Y - 蓄电池电压均衡控制装置 - Google Patents
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Abstract
蓄电池电压均衡控制装置，为保持蓄电池电压均衡而对蓄电池电压进行控制的装置，尤其涉及对镍氢电池和锂离子电池等高功率密度和高能量密度的电池进行电压均衡控制的场合。为提供一种效率较高、均衡时间可控、电池在充电和放电过程中都可均衡、结构简单的蓄电池电压均衡控制装置，本实用新型采用的技术方案是，一种蓄电池电压均衡控制装置包括串联连接的若干个蓄电池，此外还包括串联连接的电感和电容，所述的若干个蓄电池中每个蓄电池的正极和负极分别连接一个开关，每个蓄电池及其连接的两个开关与串联连接的电感电容形成回路。本实用新型主要应用于纯电动汽车和混合动力电动汽车、UPS电源等中的蓄电池电压均衡控制。
Description
技术领域
本发明涉及为保持蓄电池电压均衡而对蓄电池电压进行控制的装置，尤其涉及对镍氢电池和锂离子电池等高功率密度和高能量密度的电池进行电压均衡控制的场合。
背景技术
国内外研究和开发出镍氢电池和锂离子电池等高功率密度和高能量密度的电池，通常是串联数十节在一起用于电动和混合动力电动汽车中。然而，这些电池如果没有得到有效的管理，加之在长期使用中，由于某种原因某个电池性能可能会下降或失效，将导致电池组的损坏，增加成本。
为了解决类似的问题，人们意识到单个原电池或单体模块电池组的重要性，利用电池电压可以精确测试到电池的充放电状态，从而对电池进行有效的管理，由此研制出管理系统，其目的在于提高电池组的可靠性，最大限度地延长电池使用寿命，降低使用成本。但是，管理系统不能从单个电池上获得足够的能量，因为原电池间容量差降低可用电压的范围。
目前，控制电池间电压变化的典型方法之一是另接一个放电电路，并根据每个电池上的不同电压去控制这个电路。但这种方法有以下问题：(1)放电电阻会消耗电流而产生热量，效率较低；(2)只有在充电时，才能对电池间偏压进行控制。
控制电池间电压变化的典型方法之二是：用小电流持续长时间对串联电池进行过充电，使电池之间的电压达到均衡。这种方法的缺点是：(1)电压高的电池以发热作为代价，使低电压的电池电压升高，效率也不高；(2)只有在充电时，才能对电池间偏压进行控制。
发明内容
为克服现有技术的不足，提供一种效率高、消耗能量少的蓄电池电压均衡控制装置，本发明采用的技术方案是：
蓄电池电压均衡控制装置，包括串联连接的若干个蓄电池，此外还包括串联连接的电感和电容，所述的若干个蓄电池中每个蓄电池的正极和负极分别连接一个开关，每个蓄电池及其连接的两个开关与串联连接的电感电容形成回路。
所述的若干个蓄电池中每个蓄电池可以是若干串联连接的蓄电池，每个串联连接的蓄电池的正极和负极分别连接一个开关，并经过正、负极连接的开关与串联连接的电感、电容形成回路。
还可以通过调整所述的电感和电容的数值以控制对蓄电池电压进行均衡控制的时间。
由于本发明采用了电压差大的蓄电池通过开关分别与串联连接的电感、电容导通，从而使蓄电池间进行电压均衡，故同现有技术相比，本发明具有下列特点：
1、均衡装置基本上不发热，消耗能量少，效率较高；
2、均衡时间可控；
3、电池在充电和放电过程中都可均衡；
4、均衡装置简单，实现容易；
5、体积小，占用空间小，比较适合紧凑的空间使用和布置
附图说明
附图为本发明电路原理图
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明。
图中，蓄电池是串联数十节在一起，共有N个电池，每个蓄电池的正极和负极分别连接一个开关，第一个蓄电池BAT1正负极分别连接开关S11和S12，第二个蓄电池BAT2正负极分别连接开关S21和S22，依次类推第N个蓄电池BATn正负极分别连接开关Sn1和Sn2，每个蓄电池及其连接的两个开关与串联连接的电感L、电容C形成回路。
工作过程为：假设第N个蓄电池BATn电压最高，而第一个蓄电池BAT1电压最低。这时控制使开关Sn 1、Sn 2闭合，电容C开始充电，而电感L控制并限制电流大小，直到电容C电压等于第N个蓄电池BATn电压；然后控制使开关S1 1、S1 2闭合，由于电容C电压高于第一个蓄电池BAT1的电压，电容C开始放电，而电感L控制并限制电流大小，直到第一个蓄电池BAT1电压等于电容C电压(第N个蓄电池BAT n电压)。接下来，第N个蓄电池BAT n又对电容C充电，然后电容C又对第一个蓄电池BAT1放电，反复多次，这两个电池电压将会均衡。根据实时测量的多个单电池电压，判断另外的最高和最低电压的电池，采取与上述类似的均衡方法，使另两个电池电压均衡。如此反复，根据均衡参数的要求，将会使这N个电池的电压均衡。
另外，若串联的电池数量较多，可把电池分成多组，采用类似的方法，先采取电池组与电池组之间均衡，再在电池组内均衡。
本发明可应用于
1、纯电动汽车和混合动力电动汽车；
2、UPS电源；
3、电信和通讯部门；
4、电力部门；
5、军工部门。
Claims (2)
1.蓄电池电压均衡控制装置，包括串联连接的若干个蓄电池，其特征是，还包括串联连接的电感和电容，所述的若干个蓄电池中每个蓄电池的正极和负极分别连接一个开关，每个蓄电池及其连接的两个开关与串联连接的电感、电容形成回路。
2.根据权利要求1所述的蓄电池电压均衡控制装置，其中所述的若干个蓄电池中每个蓄电池是若干串联连接的蓄电池，每个串联连接的蓄电池的正极和负极分别连接一个开关，并经过正、负极连接的开关与串联连接的电感、电容形成回路。
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