一种通用蓄电池容量均衡系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及蓄电池均衡控制技术领域，具体而言，涉及一种通用蓄电池容量均衡系统。
【背景技术】
[0002]蓄电池组可以由一个蓄电池单体组成，也可以由多个单体并联以增加蓄电池的容量，也可以由多个单体串联而成，以提高蓄电池的电压，或者多个蓄电池单体串联和并联混合增加蓄电池的容量且提高蓄电池的电压。一组蓄电池整组性能取决于状态最坏的那块电池。蓄电池组中的每个蓄电池单体并非完全相同，即使是严格筛选的蓄电池，蓄电池组中各个蓄电池单体的温度、内部阻抗和放电状态均不相同。随着充放电次数的增加和使用时间的延长，这些差异会越来越明显，形成所谓的“落后单节”，若不加以均衡管理，某个蓄电池单元会首先发生故障导致整个串联蓄电池组不能提供电能。对蓄电池组进行充电和放电时，如何保证充放电过程中蓄电池单元的均衡，是保证蓄电池的安全性和可靠性的一项关键技术。
[0003]现有蓄电池按其使用的电化学材料可分为铅酸蓄电池、镍氢蓄电池、锂离子电池、镍镉电池，然而现有蓄电池均衡系统只针对特定电池组，没有通用的蓄电池组均衡系统。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种通用蓄电池容量均衡系统，以解决以上问题。
[0005]本实用新型是这样实现的:
[0006]本实用新型提出一种通用蓄电池容量均衡系统，包括显示控制单元、通过总线分别与所述显示控制单元相连的1?N个均衡节点，N>1，各所述均衡节点与蓄电池组中的各单体电池一一对应连接，每个所述均衡节点均包括数据采集单元、均衡控制单元、功率变换单元和辅助电源单元；
[0007]所述数据采集单元用于采集电量参数，并将所述电量参数送到所述显示控制单元，所述电量参数包括与所述均衡节点对应连接的单体电池的电压、所述均衡节点的输出电压、输出电流、总线电压和总线电流；
[0008]所述显示控制单元用于接收所述数据采集单元发送的电量参数，根据接收的所述电量参数计算得到蓄电池组中各单体电池的平均容量，将所述平均容量发送至所述均衡控制单元；
[0009]所述均衡控制单元用于接收所述显示控制单元发送的所述平均容量，根据接收的所述平均容量，控制所述功率变换单元的输出电压、增大与容量低于所述平均容量的单体电池所对应的均衡节点的输出电流、减小与容量高于所述平均容量的单体电池所对应的均衡节点的输出电流；
[0010]所述功率变换单元用于根据均衡控制单元发送的控制要求，执行控制命令。
[0011]进一步地，每个所述均衡节点均包括报警与保护单元，当存在均衡节点输出电流高于预设电流最大值或均衡节点输出电压高于预设电压最大值或低于输出电压最小值时，所述报警与保护单元将指示报警状态。
[0012]进一步地，所述均衡控制单元还用于判断各所述均衡节点的输出电流是否高于预设电流最大值，或各所述均衡节点的输出电压是否高于预设电压最大值或低于预设电压最小值，并根据判断结果控制所述报警与保护单元指示报警状态。
[0013]进一步地，所述均衡控制单元还用于，所述报警与保护单元指示报警状态时，控制所述功率变换单元使功率变换单元输出电压为0。
[0014]进一步地，本通用蓄电池容量均衡系统中，所述功率变换单元包括与总线相连的输入保险，输出端的一个触点与所述输入保险相连的防浪涌继电器，所述辅助电源单元的输出端与所述功率变换单元中的防浪涌继电器的输入端相连。
[0015]进一步地，本通用蓄电池容量均衡系统中，所述功率变换单元还包括漏极与所述防浪涌继电器输出端另一个触点相连的第一 M0S管，与所述第一 M0S管漏极相连的第一输入滤波电容，与所述第一输入滤波电容相连的第二输入滤波电容，源极与所述第二输入滤波电容相连、漏极与所述第一M0S管源极相连的第二M0S管，初级线圈一端连接于所述第一输入滤波电容和第二输入滤波电容之间、另一端与所述第一 M0S管的源极相连、次级线圈包括第一输出端、第二输出端和第三输出端的高频变压器，与所述高频变压器第一输出端相连的第一控制芯片，漏极与所述第一控制芯片相连的第三M0S管，与所述高频变压器第二输出端相连的输出滤波电感，分别与所述输出滤波电感相连的输出控制二极管和输出滤波电容，与所述输出控制二极管相连的输出保险，所述单体电池的正极与所述输出保险相连；
[0016]所述功率变换单元还包括与所述输出滤波电容并联的假负载，与所述假负载相连的霍尔传感器，所述单体电池的负极与所述霍尔传感器相连。
[0017]进一步地，本通用蓄电池容量均衡系统中，所述功率变换单元还包括连接于所述防浪涌继电器两个触点之间的第一电阻，与所述第一输入滤波电容并联的第一泄流电阻，与所述第二输入滤波电容并联的第二泄流电阻，并联于第一 M0S管漏极与源极的第一 RC吸收电阻电路，并联于第二 M0S管漏极与源极的第二 RC吸收电阻电路，与所述高频变压器第三输出端相连的第二控制芯片，漏极与所述第二控制芯片相连、源极与所述第三M0S管源极相连的第四M0S管。
[0018]进一步地，本通用蓄电池容量均衡系统中，所述均衡控制单元包括放大器，通过DA芯片和第二电阻与所述放大器的反相输入端相连的单片机，所述功率变换单元中的霍尔传感器通过第十一电阻连接至所述放大器的同相输入端。
[0019]进一步地，本通用蓄电池容量均衡系统中，所述均衡控制单元还包括与所述放大器输出端相连的第三电阻，与所述第三电阻相连的电源控制芯片，基极通过第四电阻与所述电源控制芯片相连的第一 NPN三极管，基极与所述第一 NPN三极管基极相连、发射极与所述第一 npn三极管发射极相连的第一 PNP三极管，基极通过第五电阻与所述电源控制芯片相连的第二 NPN三极管，基极与所述第二 NPN三极管基极相连、发射极与所述第二 NPN三极管发射极相连的第二 PNP三极管，初级线圈一端通过第三输出电容与所述第一 NPN三极管发射极相连、另一端通过第六电阻与所述第二 NPN三极管发射极相连的包括第一次级线圈和第二次级线圈的驱动变压器。
[0020]进一步地，本通用蓄电池容量均衡系统中，所述均衡控制单元还包括与所述驱动变压器第一次级线圈一端相连的第七电阻，所述功率变换单元中的第一 M0S管的栅极与所述均衡控制单元中第七电阻相连；
[0021]所述均衡控制单元还包括连接于第七电阻与驱动变压器第一次级线圈另一端之间的第八电阻，所述功率变换单元中的第一 M0S管的源极与所述均衡控制单元中驱动变压器第一次级线圈的另一端相连；
[0022]所述均衡控制单元还包括与所述驱动变压器第二次级线圈一端相连的第九电阻，所述功率变换单元中的第二 M0S管的栅极与所述均衡控制单元中的第九电阻相连；
[0023]所述均衡控制单元还包括连接于第九电阻与驱动变压器第二次级线圈另一端之间的第十电阻。
[0024]本实用新型提供的通用蓄电池容量均衡系统，针对现有均衡技术只针对特定电池组的问题，提出了一种通用的蓄电池组均衡系统。
【附图说明】
[0025]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]图1为本实用新型实施例1中通用蓄电池容量均衡系统的组成结构示意图；
[0027]图2为本实用新型实施例1中通用蓄电池容量均衡系统的均衡节点组成结构示意图；
[0028]图3为本实用新型中实施例1通用蓄电池容量均衡系统均衡节点的功率变换单元的电路组成示意图；
[0029]图4为本实用新型中实施例1通用蓄电池容量均衡系统均衡节点的均衡控制单元的电路组成示意图；
[0030]图5为本实用新型实施例1通用蓄电池容量均衡系统与四节电池串联组成的蓄电池组的在线连接示意图。
[0031]图中各附图标志名称为:
[0032]通用蓄电池容量均衡系统100 ;
[0033]显示控制单元101 ;总线102 ;第1均衡节点103 ;第2均衡节点104 ;第3均衡节点105 ;第η均衡节点106 ;
[0034]数据采集单元200 ;
[0035]功率变换单元300 ;输入保险301 ;防浪涌继电器302 ;第一电阻303 ;第一输入滤波电容304 ;第一泄流电阻305 ;