专利名称：一种能量补偿式锂电池均衡控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到一种能量补偿式锂电池均衡控制器，具体说是一种自动调解锂电池组中的每个电池单体电压、使各电池单体电压差值一致的自动控制设备，属于电子电路自动控制领域。
背景技术：
目前，在新能源技术领域锂电池得到了广泛使用，由于锂电池单体的标称电压只有3V左右，要获得较高的工作电压就需要大量的电池单体串联才能达到。例如，要获得 300V的直流工作电压就需要100个电池单体串联才能实现。电池成组是按照同种型号、同种容量并在各电池单体电压相同(电池的荷电状态相同)的情况下进行成组。在串联电池组中全部被串接的电池单体的放电电流和充电电流是相同的(并联的电池单体按一个串联单体计)，只有各电池单体的储能量一致时电池组的充电、放电效率才能达到最大限量， 否则一些电池单体就会出现过充、过放现象从而造成电池单体损坏。传统的调整电池单体的储能量的方式有两种，一种是手动调整方式，通过外配充电机对电池单体电压偏低的电池充电使之电压上升到限量范围内，这种方式不便操作，也无法作定量控制；另一种方式为放电均衡方式，如MAX公司的MAX11068、BP02系统是通过对电压较高的电池单体放电的方式来平衡各电池单体电压的。这种方式在电路设计上比较容易实现，但是当电池组中出现某个电池单体容量偏低时，就要对其它全部电池进行放电才能达到平衡电压的目的；而电池组在使用过程中只存在单体电池电压下降现象，并不存在某个单体电池电压提升的现象，显然这种放电平衡单体电池电压的方式与电池组的实际使用情况是不相符的，同时也会造成大量能量损耗。
实用新型内容针对背景技术存在的问题，本实用新型所提供的一种能量补偿式锂电池均衡控制器，结合电池组在使用过程中电池单体的状态反映和现有的调整电池单体储能量的方式缺陷，通过对电池组中电压偏低的电池单体补偿能量的方式使之上升到合理的电压范围，来自动实现对电池组中的电池单体电压均衡控制。该均衡控制器包括检测电路单元，通道切换电路，功率控制器(DC-DC)。通道切换电路针对每一个电池单体B设置有高频隔离变压器结构；通道切换电路和功率控制器(DC-DC)构成能量补偿电路；通道切换电路和检测电路单元构成检测控制电路。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案为一种能量补偿式锂电池均衡控制器，其组成包括检测电路单元，通道切换电路，功率控制器(DC-DC)。通道切换电路针对每一个电池单体B设置有高频隔离变压器结构；通道切换电路和功率控制器(DC-DC)构成能量补偿电路；通道切换电路和检测电路单元构成检测控制电路。进一步，所述的通道切换电路，针对每一个电池单体B并联有一个充电控制电路单元，从电池单体B的负极连接一自动开关K，由自动开关K串联至感应线圈，感应线圈连接二极管D的正极，二极管D的负极连接至电池单体B的正极，构成半波整流电路，只通过从二极管D的正极流向负极的单向电流，全部充电控制电路单元并联，连接至检测电路单元， 并感应连接至与功率控制器(DC-DC)连通的感应线圈T，功率控制器(DC-DC)外接补偿用电源Vo，额定电压为12V或MV。进一步，检测电路单元连接至功率控制器(DC-DC)，检测每个电池单体B的电压参数、温度参数、储能状态参数，并将参数信息反馈给功率控制器(DC-DC)，功率控制器 (DC-DC)将指令传输给检测电路单元，检测电路单元按照预先设定的控制参数对自动开关 K进行开关控制连接。进一步，全部的电池单体B串联组成电池组，电池组的负极连接至场效应管的漏极，场效应管的源极串联有二极管Dtl，二极管Dtl的负极连接至电池组的正极；所述场效应管的栅极连接至功率控制器(DC-DC)，场效应管、二极管Dtl和功率控制器(DC-DC)构成并联于电池组的回路；二极管Dtl并联有感应线圈T，感应线圈T和每一个充电控制电路单元所含的感应线圈构成感应连接，当自动开关K其中1个在检测电路单元控制下连通时，感应线圈T 对该充电控制电路单元所连通的电池单元B进行充电连接。本实用新型一种能量补偿式锂电池均衡控制器，对电池组中的每个电池单体进行有效管理，自动实现对电池组中的电池单体电压均衡控制，保障每个电池单体都工作在合理的工作电压范围内、提高电池单体的使用效率、消除电池单体过充、过放现象从而延长电池组的使用寿命。
图1为本实用新型的系统功能框图；图2为本实用新型的基本电路组成图。图中B-电池、K-开关、D-二极管、T-感应线圈。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。如图1、图2所示，一种能量补偿式锂电池均衡控制器，该控制器包括检测电路单元，通道切换电路，功率控制器(DC-DC)。通道切换电路针对每一个电池单体B设置有高频隔离变压器结构；通道切换电路和功率控制器(DC-DC)构成能量补偿电路；通道切换电路和检测电路单元构成检测控制电路。如图1、图2所示，进一步，所述的通道切换电路，针对每一个电池单体B并联有一个充电控制电路单元，可设计为12组充电控制电路单元(N= 12)，从电池单体B的负极连接一自动开关K，由自动开关K串联至感应线圈，感应线圈连接二极管D的正极，二极管D 的负极连接至电池单体B的正极，构成半波整流电路，只通过从二极管D的正极流向负极的单向电流，全部充电控制电路单元并联，连接至检测电路单元，并感应连接至与功率控制器 (DC-DC)连通的感应线圈T。
功率控制器(DC-DC)，
4功率控制器(DC-DC)将指令传输给检测电路单元，检测电路单元按照预先设定的控制参数对自动开关K进行开关控制。如图1、图2所示，进一步，全部的电池单体B组成电池组，电池组的负极连接至场效应管的漏极，场效应管的源极串联有二极管Dtl，二极管Dtl的负极连接至电池组的正极；所述场效应管的栅极连接至功率控制器(DC-DC)，场效应管、二极管Dtl和功率控制器(DC-DC) 构成并联于电池组的回路；二极管Dtl并联有感应线圈T，感应线圈T和每一个充电控制电路单元所含的感应线圈构成感应连接，当自动开关K其中1个在检测电路单元控制下连通时， 感应线圈T对该充电控制电路单元所连通的电池单元B开始充电连接。能量补偿电路的工作条件是电池组处于静放状态，且有外接补偿用电源接入 (DC12V或DCMV)，此方式可消除电池本身能耗损，补偿电流不用过大，按照电池组的标称容量(Ah)的既可。检测电路单元具有对电池组的整体温度检测的功能，电池组中电池单体的电压均衡控制功能只能在合理的温度范围内才能进入工作状态，电池组充电允许温度范围可设定为5°C -35°C ；检测电路单元具有对电池组工作电流检测的功能，当电池组处于放电状态时关断电池组中电池单体电压均衡控制功能电路；均衡控制器按照不同种类的电池电压参数要求，确定每个电池单体电压控制的上限值和下限值。电池组中各电池单体的电压差异不应超过80mV，当出现最高的电池单体电压与最低的电池单体电压的差值超过规定的限量时，启动能量补偿电路对储能量过低的电池单体进行充电；当被充电的电池单体电压上升到合理的电压范围内时停此充电。上面所述只是为了说明本实用新型，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种能量补偿式锂电池均衡控制器，其组成包括检测电路单元，通道切换电路，功率控制器(DC-DC)，其特征在于，通道切换电路针对每一个电池单体(B)设置有高频隔离变压器结构；通道切换电路和功率控制器(DC-DC)构成能量补偿电路；通道切换电路和检测电路单元构成检测控制电路。
2.如权利要求1所述的均衡控制器，其特征在于，所述的通道切换电路，针对每一个电池单体⑶并联有一个充电控制电路单元，从电池单体⑶的负极连接一自动开关(K)， 由自动开关(K)串联至感应线圈，感应线圈连接二极管(D)的正极，二极管(D)的负极连接至电池单体(B)的正极，构成半波整流电路，只通过从二极管(D)的正极流向负极的单向电流，全部充电控制电路单元并联，连接至检测电路单元，并感应连接至与功率控制器 (DC-DC)连通的感应线圈(T)，功率控制器(DC-DC)外接补偿用电源(Vtl),额定电压为12V 或MV。
3.如权利要求2所述的均衡控制器，其特征在于，检测电路单元连接至功率控制器 (DC-DC)，检测每个电池单体(B)的电压参数、温度参数、储能状态参数，并将参数信息反馈给功率控制器(DC-DC)，功率控制器(DC-DC)将指令传输给检测电路单元，检测电路单元按照预先设定的控制参数对自动开关(K)进行开关控制连接。
4.如权利要求3所述的均衡控制器，其特征在于，全部的电池单体(B)串联组成电池组，电池组的负极连接至场效应管的漏极，场效应管的源极串联有二极管(Dtl),二极管(Dtl) 的负极连接至电池组的正极；所述场效应管的栅极连接至功率控制器(DC-DC)，场效应管、 二极管(Dtl)和功率控制器(DC-DC)构成并联于电池组的回路；二极管(Dtl)并联有感应线圈(T)，感应线圈(T)和每一个充电控制电路单元所含的感应线圈构成感应连接，当自动开关(K)其中1个在检测电路单元控制下连通时，感应线圈(T)对该充电控制电路单元所连通的电池单元(B)进行充电连接。
专利摘要本实用新型公开了一种能量补偿式锂电池均衡控制器，结合电池组在使用过程中电池单体的状态反映和现有的调整电池单体储能量的方式缺陷，通过对电池组中电压偏低的电池单体补偿能量的方式使之上升到合理的电压范围，来自动实现对电池组中的电池单体电压均衡控制。该均衡控制器包括检测电路单元，通道切换电路，功率控制器(DC-DC)。通道切换电路针对每一个电池单体B设置有高频隔离变压器结构；通道切换电路和功率控制器(DC-DC)构成能量补偿电路；通道切换电路和检测电路单元构成检测控制电路。
文档编号H02J7/00GK202103447SQ20112019883
公开日2012年1月4日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者罗洪旭, 褚百清 申请人:秦皇岛市芯驰光电科技有限公司