专利名称：电动汽车电池组模块平衡装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电池保护装置，具体涉及一种串联电池组充放电平衡保护装置。
技术背景目前我国研制的混合动力电动汽车的动力源是由燃油发动机和电机组成。电动汽车的动力源必须能保证汽车长时间的运行，还要能满足电动汽车方便安全的补充电能，因此电动汽车用的电机是由容量很大的多个锂电池组模块组合而成。
锂电池作为汽车动力电池的使用是一项新的应用技术，它无疑会给汽车行业带来巨大的推动，同时也会给电池行业提供一个美好的发展前景。但由于锂电池存在着过充时会产生起火爆炸的危险，充放电无控会影响电池的使用寿命等特点。现在尚未见到保证串联锂电池组在充电时各电池平衡装置，让锂电池在充电时电压不超过上限电压或放电时不低于下限电压，并且可以测得每节单体电池电压的变化情况，同时起到保护和监控的作用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种电池组模块平衡电池电压的装置，以解决现有技术中存在的问题。
本实用新型的技术方案为电动汽车电池组模块平衡装置包括串联的电池组，每个电池的两端连接电池数据采样电路，电池数据采样电路的输出端连接隔离放大器，隔离放大电路的输出端信号上行连接总线接口；总线接口下行信号连接DA数据采集锁存器，DA数据采集锁存器的输出连接隔离放大器，隔离放大器的输出连接箱位电路，箱位电路的输出分别连接电池分配电路；每个电池两端连接平衡控制管，平衡控制管的输入端连接比较放大电路，比较放大电路的输入端分别连接电池数据采样器和分配电路。
它可以在对电池组模块进行充电控制，使每只电池充电的电压随着总线指令电压值上升，统一地由平衡控制管将每只电池的电压放电到某一指定值，很好的控制了电池电压的上下限，完全解决了电池起火爆炸的安全问题。
附图本实用新型电路结构图具体实施方式
本实施例以四节串锂电池组构成的模块为例串联锂电池BT1、BT2、BT3、BT4，每节电池两端分别连接电池数据采集器U5、U6、U7、U8。四个电池数据采集器的输出端连接采样分时输出器U2，采样分时输出器U2的输出端连接隔离放大器，隔离放大器包括选通信号隔离放大器U13、U14、U15，通信号隔离放大器输出端连接的精密隔离放大器U20，精密隔离放大器U20输出端信号上行连接总线接口J1。
总线接口J1下行信号连接DA数据采集锁存器U9，DA数据采集锁存器U9的输出连接精密隔离放大器U10，精密隔离放大器U10的输出连接箱位电路，箱位电路的输出分别连接电池分配电路；每个电池两端连接平衡控制管Q1、Q2、Q3、Q4，平衡控制管Q1、Q2、Q3、Q4的输入端连接比较放大电路，比较放大电路的输入端分别连接电池数据采样器U5、U6、U7、U8和分配电路。
箱位电路包括信号跟随器U11和前位电路，信号跟随器U11负端与输出端连接的二极管D1，信号跟随器U11输出端连接电阻R58及接地电阻R61；前位电路包括前位器U12，前位器U12的正端连接的稳压管D7，前位器U12的负端连接电阻R8，前位器U12输出端串接的电阻R2、二极管D2，接地电容C17及接地稳压管D8。
各电池分配电路包括比较器U16、U17、U18、U19，各比较器U16、U17、U18、U19的输出端与负端连接的电阻，负端接地电阻，正端输入电阻，比较器正端与电池正端分压之间连接的电阻。
K1、K2、K3、K4分别为电池工作电源控制开关。
该装置的工作原理为电动汽车电池组模块平衡装置是一套高性能电气隔离电路，隔离放大器U10、U20，与选通信号隔离放大器U13、U14、U15使得平衡装置与总线之间完全隔离，其隔离电压不小于1500V。
本装置采用电池组自供电方式，当电池组工作电源控制开关K1、K2、K3、K4吸合时电池组向平衡模块提供电源，开关释放时电池组静置放电接近于零。
当电池组BT1、BT2、BT3、BT4充电前，为了让每节电池都能保证在同一电压上均匀地充电，并且将这一电压逐步上升到所预定的电压值。充电前电池组模块平衡装置开始工作，首先数据采集器U5、U6、U7、U8先从各单体电池采集电压值，取其中最低的电压值DA输入到采样分时输出器U2中，DA信号经过选通信号隔离放大器U13、U14、U15输入到U20后送达总线接口J1。通讯总线根据传回的最低DA值向各电池组平衡模块发出指令，平衡装置控制平衡控制管Q1、Q2、Q3、Q4对电池组BT1、BT2、BT3、BT4进行自放电，将所有的电池都独立地放电到最低的DA电压值，亦即在电池组既未充电又未放电时让所有电池电压平衡到某一值。
电池组进行充电平衡装置开始工作，数据采集器U5、U6、U7、U8先从各单体电池采得电压值，取其中最高的电压值DA输入到采样分时输出器U2中，信号经过选通信号隔离放大器U13、U14、U15输入U20后送达总线接口J1。通讯总线根据传回的最高DA值向各电池组平衡模块发出指令，使该电压值作为第一个平衡点。
电池模块平衡装置将第一个平衡点DA值通过总线接口J1，送达到数据采集锁存器U9中，信号锁存并通过精密隔离放大器U10，箱位电路、分配电路U16、U17、U18、U19传输到平衡控制管Q1、Q2、Q3、Q4中。这时若当电池电压的采样信号高于下传的平衡点DA值时，平衡控制管Q1、Q2、Q3、Q4导通泄放电流使每只电池电压全部都等于或接近设定的限定DA值。若当电池电压的采样信号低于该平衡电压值时，则该单体电池充电到此电压。充电到达此电压值的单体电池进入恒压充电状态。当所有电池的电压到达第一个平衡点电压时，管理系统重新向各子系统发出第二个平衡点的新指令，使各节电池进入新的充电平衡，然后进入第三个、第四个、......第几个，平衡工作状态，使系统电压充电到额定电压。
权利要求1.电动汽车电池组模块平衡装置，它包括串联的电池组，其特征在于每个电池的两端连接电池数据采样电路，电池数据采样电路的输出端连接隔离放大器，隔离放大电路的输出端信号上行连接总线接口；总线接口下行信号连接DA数据采集锁存器，DA数据采集锁存器的输出连接隔离放大器，隔离放大器的输出连接箱位电路，箱位电路的输出分别连接电池分配电路；每个电池两端连接平衡控制管，平衡控制管的输入端连接比较放大电路，比较放大电路的输入端分别连接电池数据采样器和分配电路。
2.如权利要求1所述电动汽车电池组模块平衡装置，其特征在于所述上行信号的隔离放大器包括选通信号隔离放大器，通信号隔离放大器输出端连接的精密隔离放大器。
3.如权利要求1所述电动汽车电池组模块平衡装置，其特征在于电池数据采样电路包括与每节电池连接的电池数据采集器，电池数据采集器连接的采样分时输出器。
4.如权利要求1所述电动汽车电池组模块平衡装置，其特征在于所述分配电路包括比较器，比较器的输出端与负端连接的电阻，负端接地电阻，正端输入电阻，比较器正端与电池正端分压之间连接的电阻。
5.如权利要求1所述电动汽车电池组模块平衡装置，其特征在于所述箱位电路包括信号跟随器和前位电路，信号跟随器负端与输出端连接的二极管，信号跟随器输出端连接电阻及接地电阻；前位电路包括前位器，前位器的正端连接的稳压管，前位器的负端连接电阻，前位器输出端串接的电阻、二极管，接地电容及接地稳压管。
专利摘要本实用新型公开了一种电动汽车电池组模块平衡装置。它包括串联的电池组，每个电池的两端连接电池数据采样电路，电池数据采样电路的输出端连接隔离放大器，隔离放大电路的输出端信号上行连接总线接口；总线接口下行信号连接DA数据采集锁存器，DA数据采集锁存器的输出连接隔离放大器，隔离放大器的输出连接箱位电路，箱位电路的输出分别连接电池分配电路；每个电池两端连接平衡控制管，平衡控制管的输入端连接比较放大电路，比较放大电路的输入端分别连接电池数据采样器和分配电路。它使每只电池充电的电压平衡，统一地将每只电池的电压放电到某一指定值，很好的控制了电池电压的上下限，完全解决了电池的安全问题。
文档编号B60K6/00GK2625185SQ03254599
公开日2004年7月14日 申请日期2003年6月26日 优先权日2003年6月26日
发明者张亮, 刘存霖, 牟言信, 孙良武 申请人:武汉力兴测试设备有限公司, 武汉力兴绿色动力科技有限公司