电池组均衡电路的制作方法

本实用新型涉及电力电子领域，特别涉及一种电池组均衡电路。

背景技术：

现有电池组大多由多串单体电池串联形成，由于实际生产工艺的问题，每个单体电池之间都有差异，电池组充放电过程也会造成每节电池上电压和容量的不同。

现有技术电池组均衡电路如图1所示，每节电池对应一个放电模块，每个放电模块包括一个开关管和电阻；当满足均衡开启均衡条件后，相应电池所对应的开关管导通，放电电流为定值该电池电压与电阻的比值。目前的均衡方法是检测到满足均衡开启条件后，不同电压的单体通过相同电流进行放电，导致高压的单体放电时间较长，而均衡的开启的时间一般是在恒压充电阶段，放电时间有限。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种快速进行电池电压均衡的电池组均衡电路，用以解决现有技术存在的电池均衡时间长的缺点。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池组均衡电路，包括控制电路和多个放电模块，每节电池对应一个放电模块，所述控制电路检测每节电池电压，并从中选出最小电池电压；当某节电池电压大于第一阈值，且该节电池电压和最小电池电压的差值达到第二阈值时，所述控制电路控制该节电池通过对应的放电模块放电；该节电池的放电电流随该节电池电压和最小电池电压之差的变化而变化，且随该节电池的充电速度的变化而变化。

可选的，放电电池的放电电流与该电池电压和最小电池电压之差成正比例关系，或者成指数关系，或者成对数关系。

可选的，放电电池的放电电流与对应电池的充电速度成正比例关系，或者成指数关系，或者成对数关系。

可选的，每个放电模块包括第一调整管、第一运放和运算电路，所述运算电路根据表征电池充电速度的第一电压信号和对应电池电压与最小电池电压之差产生参考电压；所述第一调整管第一端连接对应电池的正极，所述第一调整管第二端通过采样电阻连接对应电池的负极；所述第一运放第一输入端接收所述参考电压，所述第一运放第二输入端连接所述调整管的第二端，所述第一运放的输出端连接所述第一调整管的控制端；当某节电池电压大于第一阈值，且该节电池电压和最小电池电压的差值达到第二阈值时，该节电池所对应的运放使能。

所述控制电路包括模数转换器和数模转换器，所述模数转换器每隔第一时间接收每节电池的电池电压，并将每节电池电压转换为相应的数字信号，分别计算得到表征各节电池电压随时间变换率的数字信号；所述数模转换器分别将表征各节电池电压随时间变换率的数字信号转化为相应的模拟信号，即所述第一电压信号。

可选的，所述控制电路包括还包括选择电路，所述选择电路将每节电池电压转化为相应的电流，每个电流分别与相应的电池电压负相关；每个电流分别对相应的各个电容充电，最快达到阈值电压的电容电压所对应的电池电压最小。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：当某节电池电压大于第一阈值，且该节电池电压和最小电池电压的差值达到第二阈值时，控制该节电池放电，该节电池的放电电流随该节电池电压和最小电池电压之差的变化而变化，且与随该节电池的充电速度的变化而变化。本实用新型能够实时调节电池的放电电流，使得个电池电压快速达到均衡。

附图说明

图1为现有技术电池组均衡电路原理图；

图2为本实用新型电池组均衡电路原理图；

图3为本实用新型放电模块原理图；

图4为本实用新型电池充电速率产生电路原理图；

图5为本实用新型选择电路原理图；

图6为本实用新型电池充电速率与放电电流的关系曲线图；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细描述，但本实用新型并不仅仅限于这些实施例。本实用新型涵盖任何在本实用新型的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。

为了使公众对本实用新型有彻底的了解，在以下本实用新型优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本实用新型。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如图2所示，示意了本实用新型电池组均衡电路原理图，多节电池串联组成电池组，所述均衡电路包括控制电路和多个均衡模块，每个均衡模块对应一节相应的电池。所述控制电路采样每节电池电压，并从中选出最小电池电压；当某节电池电压大于第一阈值，且该节电池电压和最小电池电压的差值达到第二阈值时，所述控制电路控制该节电池通过对应的放电模块放电，该节电池的放电电流与该节电池电压和最小电池电压之差成正相关，且与电池充电速度成正相关，例如成正比例关系，指数关系，对数关系等。

如图3所示，示意了本实用新型放电模块原理图，每个放电模块包括一个调整管mn，采样电阻rn、第一运放u01和运算电路，所述调整管un第一端连接对应电池的正极，所述调整管un第二端通过采样电阻rn连接对应电池的负极，所述运放un第一输入端接收参考电压，所述运放un第二输入端连接所述调整管un的第二端，所述运放un的输出端连接所述调整管un的控制端，当某节电池电压大于第一阈值，且该节电池电压和最小电池电压的差值达到第二阈值时，该节电池所对应的运放un使能，对应的电池un放电。每节电池的对应的参考电压vrefn表征电池放电电流。运算电路将信号将表征电池充电速率的第一电压信号vcn和vn-vmin做运算得到参考电压vrefn，vrefn与vc和vn-vmin均成正比例关系，或者与vc和vn-vmin的k次方(k≥2)成正比例关系，或者与vc和vn-vmin成对数关系等。

如图4所示，示意了本实用新型电池充电速率产生电路原理图，包括模数转换器adc和数模转换器dac，电池组的控制电路包括电池充电速率产生电路，模数转换器每隔第一时间接收每节电池电压v1、v2、v3、v4，并将每节电池电压转化为相应的数字信号，并分别计算的得到表征各电池充电速率的数字信号(图中d1、d2、d3、d4)；所述数模转换器将表征电池充电速率的数字信号转化为相应的模拟信号，即图中vc1、vc2、vc3、vc4。

如图5所示，示意了本实用新型选择电路原理图，所述选择电路为本实用新型控制电路中的部分电路结构，包括多个跨导放大器、多个电容和逻辑控制电路u101，每个跨导放大器对应一个电容和一节电池。每个跨导放大器同相输入端连接对应电池的正极，其反向输入端连接对应电池的负极，其输出端连接对应电容第一端，对应电容第二端接地。所述逻辑控制电路u101输入端连接每个电容正极，最先达到阈值电压的电容电压对应的电池电压最小，所述逻辑控制电路u101根据每个电容电压达到阈值电压的顺序，选出最小电池电压vmin。

图6示意了本实用新型电池充电速率与放电电流的关系，曲线1示意了现有技术中电池放电电流与电池充电速度无关；曲线2示意了本实用新型电池放电电流与电池充电速度成比例的关系。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。