一种电池均衡装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电池均衡技术领域，具体涉及一种电池均衡电路和该电路的电池均衡方法。
【背景技术】
[0002]常规的汽车、摩托车等油动交通工具在使用中会释放出大量污染物，并且燃油价格高昂，于是电动交通工具得到了越来越多的应用，同时各类电动工具也得到广泛应用，然而储能电池的管理成为制约其发展的重要因素。目前主流的电动汽车、电动车蓄电池由大量的低压小容量组成，每只电池的特性不一，在充电和放电过程中形成“水桶效应”，个别容量偏低的电池制约了整体电池组的容量发挥，而且严重影响电池组的寿命，给电动交通工具的使用成本及环境污染带来压力。为了提高电池组的整体性能，电池管理系统(BMS)得到了深入研宄和广泛应用，重点是电池均衡技术，用于控制不同特性的电池同步充电和放电。
[0003]电池均衡技术分为被动的能耗型和主动的能量转移型，前者效率低发热大，属于落后技术。能量转移型根据储能元件分为电容式和电感式，根据能量流动方向分为单向式和双向式，各有特点。
[0004]中国发明专利申请(申请号:201010572115.X)公开了一种电池均衡装置，该方案利用均衡电阻对电压较高的电池进行放电，能源利用率低，发热严重，充电速度低。
[0005]发明专利申请(申请号:201110389048.2)公开了一种电池电量均衡电路及电池系统，该发明公开的方案属于“飞度电容”法主动均衡技术，使用电容器在不同电压的电池之间转移电量，存在均衡电流过低、电子开关需求数量多的问题，造成了电路复杂、成本高昂、平衡效果慢，不适用于大电流充电和放电工作状态。
[0006]中国实用新型专利申请(申请号:200920270201.8)公开了一种电池组平衡系统，阐述了一种通用的实现电池组平衡功能的技术路线，但是对其中的关键技术包括开关阵列的电路原理、驱动方法和不同电源地的处理没有公开技术方案，因此缺乏技术可行性。
[0007]中国发明专利申请(申请号:200910114520.4)公开了一种电池平衡充电及检测修复装置，该发明公开的技术方案与上述专利申请(申请号:200920270201.8)使用同类技术路线，不同点在于该专利公开的电子开关电路只支持单方向的充电电流，因此只能在充电时使用，不能用于电池平衡放电和闲置时的平衡，而且必须配置正负电压电路才能可靠驱动；另外由于在电子开关电路中串联了二极管造成了电路的浮地，不得不使用隔离电路进行电压测量，导致测量精度不高、电路复杂、安全性低，而且发热较大、效率偏低。
[0008]中国发明专利申请(申请号:201310270783.0)公开了一种电池平衡电路和使用其的电池平衡方法，该发明公开的技术方案与上述专利申请(申请号:200920270201.8)使用同类技术路线，不同点在于该专利使用继电器做为电池接入的通道。继电器是一种机械开关，存在体积大、成本高、可靠性差、切换时间长、闭合功耗大的不足之处。
[0009]与上述专利相比，本发明公开的电池组均衡装置旨在解决该技术路线中的关键技术难题，公开功率电子开关矩阵的技术方案，实现高精度电压检测、大电流低功耗充电、快速通断控制等功能；并公开一套结构完整、功能丰富的电池均衡装置工作原理，具备可靠性高、价格低廉、体积小巧的产品要求。
【发明内容】
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[0010]本发明的目的在于提供一种能够解决以上不足的电池均衡装置。该装置适用于充电、放电和闲置状态的电池组，并且控制精度高、均衡电流大、电能利用率高。
[0011]为实现上述目的，本发明电池均衡装置包括包括串联电池组，功率电子开关阵列，电压电流传感器，隔离式开关电源，外部电源切换器，均衡控制器。
[0012]本发明池均衡装置的控制方法是:功率电子开关处于常开状态，电池组的各电池与均衡充电电路断开，均衡控制器控制功率电子开关将电池组中的电池轮流接入均衡充电电路，通过电压传感器获取电池状态，判断当前电池的均衡需求，控制隔离式开关电源对电池实施充电实现电池组的均衡，同时监控均衡充电的电流。
[0013]电池组中每只电池的正极通过一只功率电子开关连接均衡充电电路的V+，电池负极通过一只功率电子开关连接均衡充电电路的电气地GND，N只电池组成的电池组共连接2XN只功率电子开关。
[0014]功率电子开关能够双向导通电流，由两只N-MOS元件构成，两只N-MOS元件的D极相接，或者S极相接，未连接的两个S极或者D极作为电子开关的两个工作端，两个G极短接在一起作为电子开关的控制端，由驱动电路控制功率电子开关的工作状态。功率电子开关的完全闭合需要提供高于工作电压一个阈值的驱动电压。
[0015]外部电源切换器由功率电子开关组成，以被均衡电池组或外部电源作为输入，通过隔离电路由均衡控制器实施切换控制。
[0016]隔离式开关电源通过外部电源切换器输入电能，电压变换后对电压偏低的电池实施补充充电，此开关电源具有限流功能；隔离式开关电源具有输出电压调整和输出限流调整功能，由均衡控制器实施输出电压和限流值的调整。
[0017]电池均衡装置中配置一套均衡充电电路时，能够对电池组中的任意一节电池实施充电；若配置一套以上均衡充电电路，能够同时对一节以上的电池实施充电，不同均衡充电电路之间的控制信号和数据使用隔离电路进行隔离传输。
[0018]电池均衡装置与电池组充电装置能够联合使用，电池组充电装置对整个电池组充电，电池均衡装置对电池组中电压较低的单节电池补充充电；电池均衡装置能够控制电池组充电器的充电操作，并通过附加的电流传感器获取充电数据。
[0019]功率电子开关电路使用分离的N-MOS集成电路和驱动集成电路构建；或者将若干通道的功率电子开关电路N-MOS部分和驱动电路部分集成在同一片集成电路中。
[0020]在上文中未详尽描述的本发明电池均衡装置和方法的个具体电路，采用本领域现有常规技术即可。
[0021]由上可知，本发明电池均衡装置和方