专利名称：新型高智能均衡保护板的制作方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池制作技术领域，特别是涉及一种新型高智能均衡保护板。
背景技术：
锂离子电池因储能容量大、使用寿命长、清洁环保、能量体积比大等众多优点，所以在各行各业被广泛使用，逐渐成为了电池的主流产品。然而因单体差异或长期存储时电池的自放电率不同导致的电池组容量、循环寿命等问题，需要外围电子电路对其进行调控，外围电子电路即我们通常所说的保护板。传统保护板只在充电末期对其进行充电均衡，均衡时间短、均衡发热损坏电子元器件且均衡电流较小，效果不明显。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型高智能均衡保护板，该保护板解决了解决传统保护板只在充电末期对其进行充电均衡，均衡时间短、均衡发热损坏保护板电子元器件、均衡电流较小、效果不明显且只要充电都开启均衡等问题。本发明所采用的技术方案是:新型高智能均衡保护板，包括检测中心、控制单元和能量均衡模块，所述的检测中心与能量均衡模块双向通信连接，所述的能量均衡模块与控制单元双向通信连接，所述的检测中心采用高精度集成电源管理芯片，所述的控制单元由MOS管组成。作为优选的，所述的高精度集成电源管理芯片采用的型号为AXP171。与现有技术相比，本发明的有益效果是:除具备基本的过充、过放、过流、短路保护之外，最大限度的有限利用电池组中可利用能量。可使电池组每节电芯都完全进行充放电，均衡效果显著，有限的延长电池组使用寿命及适当放置时间；当电芯一致性出现问题且符合上述两个条件时均衡才会开启，减少均衡电路对电芯影响。
图1为本发明的系统结构图。
具体实施例方式为了能更清楚地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进一步说明。本发明所述的新型高智能均衡保护板，包括检测中心、控制单元和能量均衡模块，所述的检测中心与能量均衡模块双向通信连接，所述的能量均衡模块与控制单元双向通信连接，所述的检测中心采用高精度集成电源管理芯片，所述的控制单元由MOS管组成，所述的高精度集成电源管理芯片采用的型号为AXP171。检测中心还包括辅助元器件，高精度集成电源管理芯片(IC)内置高精度电压检出电路，过充电、过放电，放电时电流过大(过电流)，外围电路短路都可精确检测，并驱动相应的电子器件动作；保护IC内部有输入、输出电流和静置时间监控电路，对电池组电流和静置时间进行精准检测。保护IC根据监测数据发布正确指令，命令能量反馈模块和相应器件进行动作；辅助元器件由电阻、电容、可恢复式保险丝等组成，在整个检测过程中，辅助元器件辅助保护IC对电池组各节电芯情况进行监控；当电池组电芯出现异常时，保护IC高速精准的发布对应指令；由辅助元器件迅速进行动作，对电池组作出相应保护。控制单元以MOS管为主导，电子器件配合组成，MOS FET在电子电路中可把它看作是一只特殊的开关。电池组在进行充、放电过程中，保护IC对电池组各节电芯进行监控；电池组正常运行时，保护IC迅速发布指令到MOS管，MOS管栅极G会得到一个高电平，则D.S之间开关通路；电流在D.S之间通过，反之，电流不能通过。 传统保护板均衡方式是在充电末期利用电阻耗能；即电池组每节电芯都并联一功率电阻，对首先达到一定电压的电芯实行降低充电电流甚至无充电电流的均衡方式。这种均衡方式均衡时间短、均衡电流较小，效果不明显。新型高智能均衡保护板中的均衡系统采用智能控制，对电池组放电过程及过放保护后实行三段式动作，分别为抽调多 余能量阶段、补充能量阶段、能量回收预充阶段。最大限度的降低转移过程中能量损失，提高能量转移利用效率。过放保护后使电池组中各节电芯都处于放电接近完全放空状态，便于电池组充电时各节电芯都可完全充满电；能量回收后的预充过程可适当增加电池组放置时间，避免放置时间偏长电池组出现严重亏损现象。新型高智能均衡保护板中的均衡系统采用智能控制，对电池组放电过程及过放保护后实行三段式动作，分别为抽调多余能量阶段、补充能量阶段、能量回收预充阶段。详细内容如下:
抽调多余能量阶段:
新型均衡系统对电池组放电末期进行均衡，当电池组处于放电过程中，某节电芯电压降至一定值时且单节最高电压与最低电压压差不小于50mV时，满足上述两个条件后智能IC向均衡系统发布指令，令其进行工作相应开关Q2…Qn导通，均衡系统中的能量转移模块根据智能IC的指令对电压、容量相对较高的第2至第η节电芯进行部分能量转移，即将第2至第η节电芯的部分能量抽调进能量转移模块中，随后开关Q2…Qn关闭。(以三元电芯为例，均衡开启电压设定为降至3.2V，过放保护电压2.75V ;以第一节电芯电压偏低，剩余电芯电压偏高为例)
补充能量阶段:
智能IC发布指令，令开关Ql导通能量转移模块以不高于2Α的电流对低电压的第I节电芯进行充电，直至电池组放电过放保护。此能量转移模块采用超低功耗、超低电阻器件组成，最大限度的降低转移过程中能量损失，提高能量转移利用效率。能量回收预充阶段:
电池组过放保护后，智能IC对均衡系统下达新的指令，促使其继续工作将电压、容量偏高的电芯进行约IA电流放电回收进能量转移模块，直至放出容量与电池组中最先过放保护电芯放出容量相等；前提是继续IA放电电芯电压必须高于单节过放保护电压，若低于则此工步停止。当上述工步停止后智能IC发布指令，令能量转移模块内能量以同等电流方式对电池组内各节电芯进行预充电。上述将高容量电芯能量回收使电池组中各节电芯都处于放电接近完全放空状态，便于电池组充电时各节电芯都可完全充满电；能量回收后的预充过程可适当增加电池组放置时间，避免放置时间偏长电池组出现严重亏损现象。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
权利要求
1.新型高智能均衡保护板，其特征在于:包括检测中心、控制单元和能量均衡模块，所述的检测中心与能量均衡模块双向通信连接，所述的能量均衡模块与控制单元双向通信连接，所述的检测中心采用高精度集成电源管理芯片，所述的控制单元由MOS管组成。
2.根据权利要求1所述的新型高智能均衡保护板，其特征在于:所述的高精度集成电源管理芯片采用的型号为AXP171。
全文摘要
本发明公开了一种新型高智能均衡保护板，包括检测中心、控制单元和能量均衡模块，所述的检测中心与能量均衡模块双向通信连接，所述的能量均衡模块与控制单元双向通信连接，所述的检测中心采用高精度集成电源管理芯片，所述的控制单元由MOS管组成。本发明的有益效果是除具备基本的过充、过放、过流、短路保护之外，最大限度的有限利用电池组中可利用能量。可使电池组每节电芯都完全进行充放电，均衡效果显著，有限的延长电池组使用寿命及适当放置时间；当电芯一致性出现问题且符合上述两个条件时均衡才会开启，减少均衡电路对电芯影响。
文档编号H02H7/18GK103151761SQ20131010704
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者赵海刚, 汪帅, 方栓柱, 李 浩 申请人:山东润峰集团新能源科技有限公司