一种电动汽车用锂电池均衡充电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及均衡电路领域，尤其涉及一种电动汽车用锂电池均衡充电电路。
【背景技术】
[0002]锂电池以其优良的性能已逐步代替铅酸电池等在车用电池中占据了一席之地，。无论是在纯电动汽车、混合动力汽车还是充电式混合动力汽车中，锂电池的应用优势都非常的明显，成为电动汽车的理想动力来源。但是，由于在加工过程中工艺等方面的原因，即使是同一型号、同一批次的电池，在电容、内阻等方面也存在差异，而且在长期使用积累过程中，这种差异会变得越来越大。由于单体电池容量差异的因素，在充电过程小容量电池会先于其他电池达到充电饱和状态，而其他电池需要继续充电，此时必然造成小容量电池过充，对其内部造成不可逆的结构性损坏，导致电池容量和寿命缩减的加剧，甚至会损坏整个系统。所以，研宄电池均衡充电技术对锂电池电动车的推广和应用具有重要的现实意义。
[0003]公开号为103248077的发明专利公开的电池均衡电路，公开号为102403764的发明专利公开了一种锂电池均衡电路，公开号为101350435的发明专利公开了一种汽车用电池均衡器，研宄这些已有技术，可以发现，这些设计方案所采用的均衡方法多是通过电池包内部单体电池能量转移实现均衡充放电，均衡效率低，这种方法适合于电池管理系统，不适用锂电池充电系统的均衡充电，并且这些设计方案电路结构过于复杂，不适合在车载充电系统中加装。
【实用新型内容】
[0004]为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种电动汽车用锂电池均衡充电电路，电路结构简单，适合在车载充电系统中加装，还可以可减少单体电池容量差异，提高充电效率，减少充电时间。
[0005]为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]一种电动汽车用锂电池均衡充电电路，所述电路包括交流一直流转换部分、检测控制部分、单体电池选择部分、均衡充放电部分，四部分之间以功能引脚或导线相互连接；所述的交流一直流转换部分包括交流转直流电路、前端直流滤波电路、直流转高频交流电路、变压器电路、高频交流转直流电路、后端直流滤波电路。
[0007]本技术方案交流一直流转换部分除了将220V交流转换得到给整个电池包充电用的330V的直流电压外，还转换得到12V的直流电压，并经U3转换为大电流5V电压为均衡充电用；本技术方案均衡充电电路还设计有简单的单体电池选择部分，均衡充放电部分；上述电路部分可减少各单体电池容量的差异，具有切换灵活可靠、均衡效率高特点，适合在车载充电系统中加装。
[0008]进一步地，所述的交流一直流转换部分包括交流转直流电路、前端直流滤波电路、直流转高频交流电路、变压器电路、高频交流转直流电路、后端直流滤波电路。前端直流滤波电路与交流转直流电路的输出通过导线相接，直流转高频交流电路与前端直流滤波电路的输出通过导线相接，变压器电路与直流转高频交流电路的输出通过导线相接，高频交流转直流电路通过导线与变压器电路的两路输出相接，后端直流滤波电路与高频交流转直流电路的输出通过导线相接。交流转直流电路由D1-D4组成，前端直流滤波电路由滤波电感L1、滤波电容Cl，C2, C3组成，直流转高频交流电路由Q1-Q4及二极管D5-D8和电容C4-C7组成，变压器电路由高频变压器Tl和谐振电感L2组成，高频交流转直流电路由D9-D12组成330V高压的整流电路和D13-D16组成的12V的低压整流电路组成，后端直流滤波电路由L3, C8, C9组成330V的直流高压滤波电路和L4，ClO组成的12V的低压滤波电路组成。
[0009]进一步地，所述的检测控制部分由控制器MS9S08DZ60和单体电池信息采集电路组成，上述单体电池信息采集电路至少包括单体电池电压、电流、温度采集电路；通过上述电路对单体电池的电压、电流、温度数据进行采集。控制器和单体电压、电流、温度采集电路通过功能引脚相互连接，控制器的PTD0-PTD7分别用于单体电池选择和均衡充放电控制。
[0010]进一步地，所述的单体电池选择部分由逻辑控制电路、继电器控制电路和继电器矩阵组成。继电器控制电路和逻辑控制电路的输出通过功能引脚相连接，继电器矩阵和继电器控制电路的输出通过功能引脚相连接。
[0011]进一步地，所述的单体电池选择部分中逻辑控制电路为逻辑控制芯片4099B U2，继电器控制电路由NMOS管Q10、肖特基二极管D17、发光二极管D18、电阻R1、R2组成，继电器矩阵由多个JW继电器组成。
[0012]进一步地，所述的均衡充放电部分由充电控制电路、均衡充电电路、放电控制电路、均衡放电电路组成。均衡充电电路与充电控制电路通过功能弓I脚相互连接，均衡放电电路与放电控制电路通过功能引脚相互连接。
[0013]进一步地，所述的均衡充放电部分中充电控制电路由NMOS管Q7、肖特基二极管D22、发光二极管D21、电阻R10、RlU R8、R9和HllD光电耦合器U4组成；均衡充电电路为大电流DC/DC芯片ZUS251205 U3 ;放电控制电路采用NMOS管Q8、肖特基二极管D19、发光二极管D20、电阻R7、R12和4N35光电耦合器U5组成；均衡放电电路由PNP三极管Q5、Q6、NPN晶体Q9、电阻R3-R5组成。
[0014]综上所述，本实用新型的电池均衡电路通过交流一直流转换部分除了将220V交流转换得到给整个电池包充电用的330V的直流电压外，还转换得到12V的直流电压，并经U3转换为大电流5V电压为均衡充电用，采用简单的单体电池选择电路和均衡充放电电路，可减少各单体电池容量的差异，具有切换灵活可靠、均衡效率高特点，适合在车载充电系统中加装。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的电路结构示意图。
[0016]图2为本实用新型提出的电动汽车用锂电池均衡充电电路。
[0017]附图标记说明:1-交流转直流电路；2_前端直流滤波电路；3_直流转高频交流电路；4_变压器电路；5_高频交流转直流电路；6_后端直流滤波电路；7_继电器矩阵；8_继电器控制电路；9_逻辑控制电路；10-控制器；11-单体电池信息采集电路；12-均衡充电电路；13_充电控制电路；14_均衡放电电路；15_放电控制电路。
【具体实施方式】
[0018]为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面以电池包中一组电池组包含12节单体电池中的一节电池的均衡充电电路12为例，对本实用新型的技术方案做进一步介绍和说明，但不局限于此。
[0019]一种电动汽车用锂电池均衡充电电路12，以包括交流一直流转换部分、检测控制部分、单体电池选择部分、均衡充电部分。
[0020]所述的交流一直流转换部分包括交流转直流电路1、前端直流滤波电路2、直流转高频交流电路3、变压器电路4、高频交流转直流电路5、后端直流滤波电路6。前端直流滤波电路2与交流转直流电路I的输出通过导线相接，直流转高频交流电路3与前端直流滤波电路2的输出通过导线相接，变压器电路4与直流转高频交流电路3的输出通过导线相接，高频交流转直流电路5通过导线与变压器电路4的两路输出相接，后端直流滤波电路6与高频交流转直流电路5的输出通过导线相接。交流转直流电路I由二极管D1-D4组成，前端直流滤波电路2由滤波电感L1、滤波电容Cl，C2, C3组成，直流转高频交流电路3由Q1-Q4及二极管D5-D8和电容C4-C7组成，变压器电路4由高频变压器Tl和谐振电感L2组成，高频交流转直流电路5由二极管D9-D12组成330V高压的整流电路和二极管D13-D16组成的12V的低压整流电路组成，后端直流滤波电路6由L3，C8, C9组成330V的直流高压滤波电路和L4，ClO组成的12V的低压滤波电路组成。Dl的正极分别与D3的负极和220V交流电的一极相接，Dl的负极分别与D2的负极及电感LI的一端相接，D3、D4的正极相接，并且与C1、C2、C3的一极相接，C1、C2、C3的另一极都和电感LI的另一极相接，Q1-Q4