用于调节两节串联电池电压均衡的电路及电池组保护系统的制作方法

本实用新型特别涉及一种用于调节两节串联电池电压均衡的电路及电池组保护系统。

背景技术：

电池组在充放电过程中，各电池的工作电压一般不相等，因而极易出现单个或多个电池的过充或过放现象，这样会严重影响电池的使用寿命，甚至产生安全问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种用于调节两节串联电池电压均衡的电路及电池组保护系统，可以防止两节串联电池在充放电过程中电压压差值过大，确保两节串联电池的充电电压或放电电压最终一致，保证电池的工作效率，延长电池的使用寿命，提高安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于调节两节串联电池电压均衡的电路，包括串接成电池组的第一电池和第二电池，第一电池的负极与第二电池的正极电连接，第一电池的正极与电池组的外接端口电连接，第二电池的负极接数字地，其结构特征是还包括第一电子开关、第二电子开关、控制器、第一电阻、第一电压检测电路和第二电压检测电路，第一电子开关的第一端接在外接端口与第一电池的正极之间，第一电子开关的第二端与第二电子开关的第一端电连接，第二电子开关的第二端接模拟地，第一电子开关的控制端和第二电子开关的控制端均与控制器电连接，第一电阻的一端接在第一电池的负极与第二电池的正极之间，第一电阻的另一端接在第一电子开关的第二端与第二电子开关的第一端之间；第一电压检测电路的检测端接在外接端口与第一电池的正极之间，第二电压检测电路的检测端接在第一电池的负极与第二电池的正极之间，第一电压检测电路和第二电压检测电路的输出端均与控制器电连接。

借由上述结构，第一电子开关和第二电子开关初始状态均为断开状态。通过第一电压检测电路检测电池组的总电压，通过第二电压检测电路检测第二电池的端电压，总电压和端电压的差值即为第一电池的端电压。

充电时，当第一电池的端电压与第二电池的端电压之间的差值超出了预设范围时，若第一电池的端电压大于第二电池的端电压，则通过控制器控制第一电子开关闭合，总充电电流I将分成两部分（I1和I2），其中分电流I1对第一电池充电，分电流I2将消耗在第一电阻上，同时总电流I对第二电池充电，直到两节电池的电压差值在规定范围内，控制器控制第一电子开关断开，均衡电路停止工作。若第一电池的端电压小于第二电池的端电压，则通过控制器控制第二电子开关闭合，总电流I直接对第一电池充电，随后总充电电流I将分成两部分（I1和I2），其中分电流I1消耗在第一电阻上，分电流I2对第二电池充电，直到两节电池的电压差值在规定范围内，控制器控制第二电子开关断开，均衡电路停止工作。

放电时，两节电池的端电压差值调节过程与充电过程类似。

通过上述电路，在电池组充放电过程中，任何过多的电流都可以通过第一电阻自动消耗，从而对两节串联电池的端电压进行调节，可以防止两节串联电池在充放电过程中电压压差值过大，确保两节串联电池的充电电压或放电电压最终一致，保证电池的工作效率，延长电池的使用寿命，提高安全性。

作为一种优选方式，所述第一电压检测电路包括第二电阻和第一采样电路，第二电阻的一端接在外接端口与第一电池的正极之间，第二电阻的另一端通过第一采样电路与控制器电连接；所述第二电压检测电路包括第三电阻和第二采样电路，第三电阻的一端接在第一电池的负极与第二电池的正极之间，第三电阻的另一端通过第二采样电路与控制器电连接。

作为一种优选方式，所述第一电子开关为第一MOS管，第一MOS管的源极为第一电子开关的第一端，第一MOS管的漏极为第一电子开关的第二端，第一MOS管的栅极为第一电子开关的控制端。

作为一种优选方式，所述第二电子开关为第二MOS管，第二MOS管的源极为第二电子开关的第一端，第二MOS管的漏极为第二电子开关的第二端，第二MOS管的栅极为第二电子开关的控制端。

作为一种优选方式，所述控制器的使能端接地且为低电平有效。

进一步地，所述第一电子开关、第二电子开关、控制器、第一采样电路、第二采样电路集成为集成芯片。

将各元器件集成为一个集成芯片，方便连接和使用。

基于同一个发明构思，本实用新型还提供了一种电池组保护系统，包括所述的用于调节两节串联电池电压均衡的电路，还包括与所述电池组电连接的充放电保护集成电路。

借由上述结构，可以对电池组进行保护，防止出现安全隐患：当外部电源对电池组充电时，充放电保护集成电路将监控电池组电压是否过充，如果电池座电压超过了最大值，充放电保护集成电路控制外部电源不对电池组充电。当电池组对外部放电时，如果出现过流放电或短路现象，充放电保护集成电路能够快速切断放电电路，保护串联电池组。当电池组电压低于最小值时，充放电保护集成电路将阻断电池组放电。

本实用新型可以防止两节串联电池在充放电过程中电压压差值过大，确保两节串联电池的充电电压或放电电压最终一致，防止电池组出现过充、过放、过流或短路现象，保证电池的工作效率，延长电池的使用寿命，提高安全性。

附图说明

图1为用于调节两节串联电池电压均衡的电路结构。

图2为电池组保护系统的结构示意图。

其中，1为电池组，2为控制器，3为第一电压检测电路，31为第一采样电路，4为第二电压检测电路，41为第二采样电路，5为集成芯片，6为用于调节两节串联电池电压均衡的电路，7为充放电保护集成电路，BT1为第一电池，BT2为第二电池，B+为外接端口，Q1为第一电子开关，Q2为第二电子开关，R1为第一电阻，R2为第二电阻，R3为第三电阻。

具体实施方式

如图1所示，用于调节两节串联电池电压均衡的电路包括串接成电池组1的第一电池BT1和第二电池BT2，第一电池BT1的负极与第二电池BT2的正极电连接，第一电池BT1的正极与电池组1的外接端口B+电连接，第二电池BT2的负极接数字地，其结构特征是还包括第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、控制器2、第一电阻R1、第一电压检测电路3和第二电压检测电路4，第一电子开关Q1的第一端接在外接端口B+与第一电池BT1的正极之间，第一电子开关Q1的第二端与第二电子开关Q2的第一端电连接，第二电子开关Q2的第二端接模拟地，第一电子开关Q1的控制端和第二电子开关Q2的控制端均与控制器2电连接，第一电阻R1的一端接在第一电池BT1的负极与第二电池BT2的正极之间，第一电阻R1的另一端接在第一电子开关Q1的第二端与第二电子开关Q2的第一端之间；第一电压检测电路3的检测端接在外接端口B+与第一电池BT1的正极之间，第二电压检测电路4的检测端接在第一电池BT1的负极与第二电池BT2的正极之间，第一电压检测电路3和第二电压检测电路4的输出端均与控制器2电连接。

所述第一电压检测电路3包括第二电阻R2和第一采样电路31，第二电阻R2的一端接在外接端口B+与第一电池BT1的正极之间，第二电阻R2的另一端通过第一采样电路31与控制器2电连接；所述第二电压检测电路4包括第三电阻R3和第二采样电路41，第三电阻R3的一端接在第一电池BT1的负极与第二电池BT2的正极之间，第三电阻R3的另一端通过第二采样电路41与控制器2电连接。

所述第一电子开关Q1为第一MOS管，第一MOS管的源极为第一电子开关Q1的第一端，第一MOS管的漏极为第一电子开关Q1的第二端，第一MOS管的栅极为第一电子开关Q1的控制端。

所述第二电子开关Q2为第二MOS管，第二MOS管的源极为第二电子开关Q2的第一端，第二MOS管的漏极为第二电子开关Q2的第二端，第二MOS管的栅极为第二电子开关Q2的控制端。

所述控制器2的使能端接地且为低电平有效。控制器2的接地端接数字地。

所述第一电子开关Q1、第二电子开关Q2、控制器2、第一采样电路31、第二采样电路41集成为集成芯片5。

第一电子开关Q1的第一端为集成芯片5的第一脚，第一电子开关Q1的第二端引出集成芯片5的第一脚，第二电子开关Q2的第一端引出集成芯片5的第三脚，第二电子开关Q2的第二端引出集成芯片5的第四脚，第二采样电路41的输入端引出集成芯片5的第五脚，控制器2的接地端引出集成芯片5的第六脚，控制器2的使能端引出集成芯片5的第七脚，第一采样电路31的输入端引出集成芯片5的第八脚。

如图2所示，电池组保护系统包括所述的用于调节两节串联电池电压均衡的电路6，还包括与所述电池组1电连接的充放电保护集成电路7。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。