蓄电池组电压均衡管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于蓄电池组技术领域，尤其涉及一种蓄电池组电压均衡管理系统。
【背景技术】
[0002]蓄电池组的出现为电能利用打开了新局面，摆脱了电力设备固定的限制，使用起来极为方便。但是需要较大电能的用电设备往往需要蓄电池组才能满足需求。在使用过程中，蓄电池组中单节电池存在均衡性的问题，主要原因在于单节电池间的不一致性。实现对串联蓄电池组的各单体电池进行均充，目前主要有以下几种方法:
1、在电池组的各单体电池上附加一个并联均衡电路，以达到分流的作用。在这种模式下，当某个电池首先达到满充时，均衡装置能阻止其过充并将多余的能量转化成热能，继续对未充满的电池充电。该方法简单，但会带来能量的损耗，不适合快充系统。
[0003]2、在充电前对每个单体逐一通过同一负载放电至同一水平，然后再进行恒流充电，以此保证各个单体之间较为准确的均衡状态。但对蓄电池组，由于个体间的物理差异，各单体深度放电后难以达到完全一致的理想效果。即使放电后达到同一效果，在充电过程中也会出现新的不均衡现象。
[0004]3、定时、定序、单独对蓄电池组中的单体蓄电池进行检测及均匀充电。在对蓄电池组进行充电时，能保证蓄电池组中的每一个蓄电池不会发生过充电或过放电的情况，因而就保证了蓄电池组中的每个蓄电池均处于正常的工作状态。
[0005]4、运用分时原理，通过开关组件的控制和切换，使额外的电流流入电压相对较低的电池中以达到均衡充电的目的。该方法效率比较高，但控制比较复杂。
5、以各电池的电压参数为均衡对象，使各电池的电压恢复一致。如图2所示，均衡充电时，电容通过控制开关交替地与相邻的两个电池连接，接受高电压电池的充电，再向低电压电池放电，直到两电池的电压趋于一致。该种均衡方法较好的解决了电池组电压不均衡的问题，但该方法主要用在电池数量较少的场合。
[0006]6、配置蓄电池组充电均衡系统。这一方案有很多均衡方法，但是依然存在问题，如涓流均衡在电池组间差异很大时会出现过充，而放电均衡只能在理想状态下使用，由于物理差异很难达到理想均衡，即使达到理想均衡，又会在充电过程中达到新的不均衡。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种蓄电池组电压均衡管理系统，简单高效地实现了蓄电池组的均衡，既不会出现过充、欠充，又避免了充放电过程中产生新的不均衡，延长了蓄电池组的使用寿命。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决:
一种蓄电池组电压均衡管理系统，包括:
充电单元，包括充电模块，用以给蓄电池组充电；
若干单节蓄电池电压均衡单元，包括均衡模块和通讯模块，用以对单节蓄电池的电压电流进行采样监测并实现对单节蓄电池进行充电、放电或暂停工作模式切换；
电压均衡管理控制单元，包括控制模块和通迅模块，用以对若干单节蓄电池电压均衡单元监测到的蓄电池组的单节蓄电池的电压电流进行分析并判断蓄电池组的电压均衡状态从而控制单节蓄电池的充电、放电或暂停模式最终实现蓄电池组各节间的电压均衡。
[0009]进一步的，所述电压均衡管理控制单元对单节蓄电池的工作模式控制方法为:电压高的单节蓄电池进行放电模式，电压低的单节蓄电池进行充电模式，待蓄电池组各节间的电压均衡时各单节蓄电池进行暂停工作状态。
[0010]进一步的，所述充电单元还包括通讯模块且充电模式可调，所述电压均衡控制单元根据蓄电池组各节间的电压均衡状态控制充电单元的充电模式。
[0011]更进一步的，所述充电单元的充电模式根据蓄电池组的电压不均衡轻重程度分别采用快速充电、常规速度充电或脉冲修复充电模式。
[0012]再进一步的，所述充电模式的控制方法为:
a蓄电池组内各节蓄电池中最高电压值与最低电压值的离散值〈设定值A时采用快速充电模式；
b蓄电池组内各节蓄电池中最高电压值与最低电压值的离散值〉设定值B时采用脉冲修复充电模式；
c蓄电池组内各节蓄电池中最高电压值与最低电压值的离散值在设定值A和B之间时采用常规充电模式。
[0013]进一步的，还包括温度监测单元用以监测蓄电池组的温度，所述电压均衡管理控制单元根据蓄电池组的温度是否超过设定值控制对蓄电池组继续充电与否。
[0014]充电单元、单节蓄电池电压均衡单元、温度监测单元与电压均衡管理控制单元之间的通讯采用有线或无线的方式。
[0015]本发明的有益效果有以下几点:
1、通过对蓄电池组充电时单节蓄电池的均衡管理控制，采用充\放电均衡方法，使蓄电池组各单节蓄电池在工作状态及充电时均保持均衡，既避免了过充、欠充，又避免在充电过程中产生新的不均衡，延长了使用寿命；
2、通过对蓄电池组充电单元充电模式的控制，根据蓄电池组的电压均衡情况采用不同的充电模式，进一步延长了使用寿命。
[0016]3、通过对蓄电池组充电单元的控制，根据蓄电池组的温度情况控制对蓄电池组继续充电与否，有效保护了蓄电池组，避免过度充电对其造成损害。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的系统原理图；
图2-3是本发明的电路图；
图4是本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步详细描述:
本实施例为由四节蓄电池组成的48V的蓄电池组的电压均衡管理系统。
[0019]如图1所示的蓄电池组电压均衡管理系统，包括:
充电单元，包括充电模块和通讯模块，用以给蓄电池组充电；
4个单节蓄电池电压均衡单元，包括均衡模块和通讯模块，用以对单节蓄电池的电压电流进行采样监测并实现对单节蓄电池进行充电、放电或暂停工作模式切换；
温度监测单元用于监测蓄电池组的温度；
电压均衡管理控制单元，包括控制模块和通迅模块，用以对若干单节蓄电池电压均衡单元监测到的蓄电池组的单节蓄电池的电压电流进行分析并判断蓄电池组的电压均衡状态从而控制单节蓄电池的充电、放电或暂停模式最终实现蓄电池组各节间的电压均衡。
[0020]电压均衡管理控制单元对单节蓄电池的工作模式控制方法为:电压高的单节蓄电池进行放电模式，电压低的单节蓄电池进行充电模式，待蓄电池组各节间的电压均衡时各单节蓄电池进行暂停工作状态。
[0021]电压均衡控制单元根据蓄电池组各节间的电压均衡状态控制充电单元的充电模式，具体方法为:
O如果蓄电池组各节间的电压均衡，则采用慢慢加大电流的充电模式；
2)如果蓄电池组各节间的电压不均衡，则分析蓄电池组的电压不均衡程度，如果蓄电池组内各节蓄电池中最高电压值与最低电压值的离散〈0.16V时采用快速充电模式；如果蓄电池组内各节蓄电池中最高电压值与最低电压值的离散>0.25V时采用脉冲修复充电模式；如果蓄电池组内各节蓄电池中最高电压值与最低电压值的离散在0.16V和0.25V之间时采用常规充电模式。
[0022]电压均衡控制单元根据蓄电池组的温度是否超过设定值控制对蓄电池组继续充电与否。
[0023]充电单元、单节蓄电池电压均衡单元、温度监测单元与电压均衡管理控制单元之间的通讯采用有线或无线的方式。
[0024]图2-3为单个单节蓄电池电压均衡单元的电路图。
[0025]图2中的A区块为该单元充电功能的开关电源驱动部分。驱动芯片为TL3844，7脚、5脚为该芯片的电源输入脚；2脚为其内部运算放大器的输入脚，该电路未使用，将该脚接地；1脚为内部运算放大器输出脚，其电压高低决定着其6脚输出脉冲占空比的大小，将该脚接在光耦的光敏三极管的集电极，通过C区块输入光耦的输入二极管电流的大小来改变光耦光敏三极管的导通电流，从而改变TL3844第6脚输出脉宽的大小，以达到控制该单元充电电压和电流的大小。3脚为Q2的导通电流采样脚，通过R20和R14将电流信号转变为电压信号，经C5滤波后送至3脚，当Q2在任何一个周期内导通电流过大时，3脚上的信号电压就会超过其内部限制电压(通常为IV)，其内部电路就会关断6脚脉冲输出，从而保护了 Q2。4脚为其内部定时器外