专利名称：动力锂离子电池的均衡充电电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及充电电池的保护电路，尤其涉及一种用于动力锂离子电池的均衡充电电路。
背景技术：
锂离子电池没有记忆效应，所以是理想的充电电池。其作为动力电池使用时，例如用其作为电动自行车的驱动电池使用时，往往需要将7～13节锂离子电池串联使用，以达到电动机所需要的电压。由于锂离子电池各单体在性能指标上不可能完全一致，在使用过程中由于各单体间的容量、自放电等的差异，日积月累，在使用一段时间后，电池组的荷电保持能力明显降低，影响了锂离子电池在更大范围内的推广应用。因此，多节电池串联使用时，其性能的好坏不仅取决于电池单体质量的好坏，更重要的取决于其整体质量的高低。遗憾的是，在公知技术中，没有找到针对四节以上的锂离子电池组成的电池组使用的保护电路。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种动力锂离子电池的均衡充电电路，以解决在多节锂离子电池串联充电时，由于各电池单体间的性能差异而影响电池单元的荷电保持能力，降低电池组整体性能的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是动力锂离子电池的均衡充电电路，包括由一对输入输出端口和连接于所述一对输入输出端口之间的电池单元组成的主电路，所述电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；所述每一节电池的正负极两端连接一个可将所述一节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部，所述每一节电池的正负极两端还连接一个自放电支路，所述每一个自放电支路包括一个阻抗元件和一个可根据相应的电压检测部的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是由于所述电池单元是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组，所述每一节电池的正负极之间设有一个可将该节电池的电压与设定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部，所述每一节电池的正负极之间还设有一个自放电支路，所述每一个自放电支路包括一个阻抗元件和一个可根据相应的电压检测部的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关，所以，在对电池单元的充电过程中，如果某一节电池的实际电压高于设定的单节电池的额定电压时，与其相应的电压检测部就会发出高电平，使自放电控制开关连通，使该节电池在充电的同时通过自放电支路进行自我放电，从而降低了该节电池的充电电流；充电结束后，所有高于设定的额定电压的电池还会通过相应的自放电支路继续自我放电，直至降至设定的额定电压，此时，电压检测部将发出低电平，自放电控制开关断开自放电支路，自我放电停止。通过自我放电，充电后电池组的各个电池单体的电压基本保持一致，消除了因各电池单体间的性能差异对电池单元的荷电保持能力的影响。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图是本发明实施例的电路原理图。
具体实施例方式
动力锂离子电池的均衡充电电路，如附图所示，电池单元101是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组，正极端子102、负极端子103和连接在正极端子102和负极端子103之间的电池单元101组成主电路。正极端子102和负极端子103作为输入输出端口使用，充电时，其分别与充电器的正极和负极连接，放电时，其分别与负载连接。所述每一节电池的正负极两端连接一个可将所述一节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部31，所述电压检测部31由差动电路构成。所述每一节电池的正负极两端还连接一个自放电支路，所述每一个自放电支路包括一个阻抗元件33和一个可根据相应的电压检测部31的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关32，所述自放电控制开关32由MOSFET管构成，所述电压检测部31的输出端与MOSFET管的栅极连接。
在对电池单元101的充电过程中，如果某一节电池的实际电压高于设定的单节电池的额定电压时，与其相应的电压检测部31就会发出高电平，使自放电控制开关32连通，使该节电池在充电的同时通过自放电支路进行自我放电，从而降低了该节电池的充电电流；充电结束后，所有高于设定的额定电压的电池还会通过相应的自放电支路继续自我放电，直至降至设定的额定电压，此时，电压检测部31将发出低电平，自放电控制开关32断开自放电支路，自我放电停止。通过自我放电，充电后电池组的各个电池单体的电压基本保持一致，消除了因各电池单体间的性能差异对电池单元的荷电保持能力的影响，提升了电池组的整体性能。在自我放电过程中，阻抗元件33会产生热量，说明自放电支路正在工作。
自放电控制开关32也可以采用其它的实施方式，例如自放电控制开关32也可以采用三极管等其它电控开关元件，只要其可以根据一个高电平和一个低电平就可以分别处于连通和断开两种状态即可。
本发明特别适合由四节以上锂离子电池串联而成的动力电池使用。
权利要求
1.动力锂离子电池的均衡充电电路，包括由一对输入输出端口和连接于所述一对输入输出端口之间的电池单元(101)组成的主电路，其特征在于所述电池单元(101)是由多节锂离子充电电池串联而成的电池组；所述每一节电池的正负极两端连接一个可将所述一节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部(31)，所述每一节电池的正负极两端还连接一个自放电支路，所述每一个自放电支路包括一个阻抗元件(33)和一个可根据相应的电压检测部(31)的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关(32)。
2.如权利要求1所述的动力锂离子电池的均衡充电电路，其特征在于所述电压检测部(31)由差动电路构成。
3.如权利要求1或2所述的动力锂离子电池的均衡充电电路，其特征在于所述自放电控制开关(32)由MOSFET管构成。
全文摘要
本发明公开了一种动力锂离子电池的均衡充电电路，其主要技术方案是，在由多节锂离子充电电池串联而成的电池组中，其每一节电池的正负极两端连接一个可将所述一节电池的电压与设定的单节电池的额定电压进行比较并输出比较结果的电压检测部，所述每一节电池的正负极两端还连接一个自放电支路，所述每一个自放电支路包括一个阻抗元件和一个可根据相应的电压检测部的比较结果控制所述自放电支路通/断的自放电控制开关。充电时，该均衡充电电路可以使电池单元各个电池单体间电压基本保持一致，消除了因各电池单体间的性能差异对电池单元的荷电保持能力的影响，提升了电池组的整体性能，特别适合由四节以上锂离子电池串联而成的动力电池使用。
文档编号H02J7/00GK1858958SQ20061004462
公开日2006年11月8日 申请日期2006年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者刘振华, 徐建华, 王建武, 高玉光 申请人:潍坊光华电池有限公司