电池组主动均衡控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电池组主动均衡控制系统。
【背景技术】
[0002]近年来，电子产品主要采用由若干锂离子电池串联而成的电池组作为主要电源，当一组锂离子电池在充放电时，各个单体电池的电压会存在不一致的情况，往往需要采取均衡控制系统来确保安全性和稳定性。
[0003]然而，现有的采用变压器进行均衡调节的电池组均衡电路一般在检测到单个电池过压或欠压时，往往使得过压的单体电池对整个电池组放电，或使得整个电池组对欠压的单体电池充电，而同一电池组有可能会同时存在过压的单体电池和欠压的单体电池，这种情况下，现有的均衡电路将无法实现整体协调，使得均衡效果较差。另外，此种电池组均衡电路需要在变压器的原边和副边均设置开关振荡电路和同步整流电路，使得电路复杂，耗能高，成本高。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明旨在于提供一种可解决上述技术问题的电池组主动均衡控制系统。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种电池组主动均衡控制系统，其包括控制器和与电池组的单体电池数量相同的均衡电路，均衡电路和单体电池--对应；每一均衡电路包括开关放电模块、开关充电模块和变压器；
每一单体电池均通过对应的开关放电模块和开关充电模块电性连接对应的变压器的原边，所有均衡电路的变压器的副边并联连接；开关放电模块和开关充电模块均电性连接控制器；
控制器用于比对电池组中的任意两单体电池的电压，当任意两单体电池中存在其中一单体电池过压，另一单体电池欠压时，控制器通过过压单体电池所对应的开关放电模块控制该过压单体电池放电至对应的变压器的副边，并通过欠压单体电池所对应的开关充电模块将来自对应变压器的副边的电能给欠压单体电池充电。
[0006]优选地，每一均衡电路包括储能电感、第一电子开关、第二电子开关、电流采样电阻和该变压器；变压器的原边同名端通过储能电感连接对应单体电池的正极，变压器的原边异名端连接第一电子开关的输入端，第一电子开关的输出端通过电流采样电阻连接单体电池的负极，第一电子开关和第二电子开关的控制端分别连接控制器，第二电子开关的输入端连接变压器的原边同名端，第二电子开关的输出端连接第一电子开关的输出端；
储能电感、第一电子开关和电流采样电阻构成该开关放电模块；储能电感、第一电子开关、第二电子开关和电流采样电阻构成该开关充电模块。
[0007]优选地，第一电子开关为场效应管，第一电子开关的输入端、输出端和控制端分别为场效应管的漏极、源极和栅极。
[0008]优选地，第二电子开关为场效应管，第二电子开关的输入端、输出端和控制端分别为场效应管的漏极、源极和栅极。
[0009]本发明的有益效果至少包括以下几点:
本发明可在任意两单体电池中存在其中一单体电池过压，另一单体电池欠压时将过压单体电池的过充电能通过变压器的副边直接给欠压单体电池充电，从而实现同一电池组中任意两单体电池之间的均衡一致性。另外，变压器的副边直接并联连接，在两单体电池进行电能转移时可有效降低电能损耗，提尚均衡效率。
【附图说明】
[0010]图1为本发明电池组主动均衡控制系统的较佳实施方式的电路示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面将结合附图以及【具体实施方式】，对本发明做进一步描述:
请参见1，本发明涉及一种电池组主动均衡控制系统，其较佳实施方式包括控制器(图未示)和与电池组的单体电池CELL数量相同的均衡电路10，均衡电路10和单体电池CELL对应；每一均衡电路10包括开关放电模块、开关充电模块和变压器Tl。
[0012]每一单体电池CELL均通过对应的开关放电模块和开关充电模块电性连接对应的变压器Tl的原边，所有均衡电路10的变压器Tl的副边并联连接；开关放电模块和开关充电模块均电性连接控制器。
[0013]控制器用于比对电池组中的任意两单体电池CELL的电压，当任意两单体电池CELL中存在其中一单体电池CELL过压，另一单体电池CELL欠压时，控制器通过过压单体电池CELL所对应的开关放电模块控制该过压单体电池CELL放电至对应的变压器Tl的副边，并通过欠压单体电池CELL所对应的开关充电模块将来自对应变压器Tl的副边的电能给欠压单体电池CELL充电。
[0014]本发明可在任意两单体电池CELL中存在其中一单体电池CELL过压，另一单体电池CELL欠压时将过压单体电池CELL的过充电能通过变压器的副边直接给欠压单体电池CELL充电，从而实现同一电池组中任意两单体电池CELL之间的均衡一致性。另外，变压器Tl的副边直接并联连接，在两单体电池CELL进彳丁电能转移时可有效降低电能损耗，提尚均衡效率。
[0015]本实施例中，每一均衡电路10包括储能电感L1、第一电子开关Ql、第二电子开关Q2、电流采样电阻Rl和该变压器Tl。
[0016]变压器Tl的原边同名端通过储能电感LI连接对应单体电池CELL的正极，变压器Tl的原边异名端连接第一电子开关Ql的输入端，第一电子开关Ql的输出端通过电流米样电阻Rl连接单体电池CELL的负极，第一电子开关Ql和第二电子开关Q2的控制端分别连接控制器，第二电子开关Q2的输入端连接变压器Tl的原边同名端，第二电子开关Q2的输出端连接第一电子开关Ql的输出端。
[0017]当控制器要控制过压单体电池放电时，控制器发送放电信号至对应均衡电路10的第一电子开关Q1，以驱动第一电子开关Ql做高速开关操作，从而驱动变压器Tl反激振荡，向外传输能量以实现放电均衡；该控制器还根据电流采样电阻Rl的电流控制第一电子开关Ql的控制端信号(即该发电信号)的占空比，以实现放电电流调节。
[0018]当控制器要控制欠压电池充电时，控制器同步驱动第一电子开关Ql和第二电子开关Q2作开关操作，以同步整流，进而通过储能电感LI和电流采样电阻接收电能给欠压电池充电。
[0019]由上述原理可知，储能电感L1、第一电子开关Ql和电流采样电阻Rl构成该开关放电模块，储能电感L1、第一电子开关Ql、第二电子开关Q2和电流米样电阻Rl构成该开关充电模块。
[0020]优选地，第一电子开关Ql为场效应管，第一电子开关Ql的输入端、输出端和控制端分别为场效应管的漏极、源极和栅极。
[0021]优选地，第二电子开关Q2为场效应管，第二电子开关Q2的输入端、输出端和控制端分别为场效应管的漏极、源极和栅极。
[0022]对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电池组主动均衡控制系统，其特征在于:其包括控制器和与电池组的单体电池数量相同的均衡电路，均衡电路和单体电池—对应；每一均衡电路包括开关放电模块、开关充电模块和变压器； 每一单体电池均通过对应的开关放电模块和开关充电模块电性连接对应的变压器的原边，所有均衡电路的变压器的副边并联连接；开关放电模块和开关充电模块均电性连接控制器； 控制器用于比对电池组中的任意两单体电池的电压，当任意两单体电池中存在其中一单体电池过压，另一单体电池欠压时，控制器通过过压单体电池所对应的开关放电模块控制该过压单体电池放电至对应的变压器的副边，并通过欠压单体电池所对应的开关充电模块将来自对应变压器的副边的电能给欠压单体电池充电。2.如权利要求1所述的电池组主动均衡控制系统，其特征在于:每一均衡电路包括储能电感、第一电子开关、第二电子开关、电流采样电阻和该变压器；变压器的原边同名端通过储能电感连接对应单体电池的正极，变压器的原边异名端连接第一电子开关的输入端，第一电子开关的输出端通过电流采样电阻连接单体电池的负极，第一电子开关和第二电子开关的控制端分别连接控制器，第二电子开关的输入端连接变压器的原边同名端，第二电子开关的输出端连接第一电子开关的输出端； 储能电感、第一电子开关和电流采样电阻构成该开关放电模块；储能电感、第一电子开关、第二电子开关和电流采样电阻构成该开关充电模块。3.如权利要求2所述的电池组主动均衡控制系统，其特征在于:第一电子开关为场效应管，第一电子开关的输入端、输出端和控制端分别为场效应管的漏极、源极和栅极。4.如权利要求2或3所述的电池组主动均衡控制系统，其特征在于:第二电子开关为场效应管，第二电子开关的输入端、输出端和控制端分别为场效应管的漏极、源极和栅极。
【专利摘要】电池组主动均衡控制系统包括控制器和若干均衡电路；每一均衡电路包括开关放电模块、开关充电模块和变压器；控制器用于比对电池组中的任意两单体电池的电压，当任意两单体电池中存在其中一单体电池过压，另一单体电池欠压时，控制器通过过压单体电池所对应的开关放电模块控制该过压单体电池放电至对应的变压器的副边，并通过欠压单体电池所对应的开关充电模块将来自对应变压器的副边的电能给欠压单体电池充电。本发明可在任意两单体电池中存在其中一单体电池过压，另一单体电池欠压时将过压单体电池的过充电能通过变压器的副边直接给欠压单体电池充电，从而实现同一电池组中任意两单体电池之间的均衡一致性。
【IPC分类】H02J7/00
【公开号】CN104967172
【申请号】CN201510392776
【发明人】施登坚, 王志勇, 洪长文, 洪超睿
【申请人】厦门乾芯能源科技有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年7月7日