开关阵列快速均衡电池组的均衡电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，该均衡电路包括单体电池开关选择子电路、电阻放电组合子电路、单体电压采集子电路以及开关控制驱动子电路；所述单体电池开关选择子电路用于接通需要放电的单体电池，所述电阻放电组合子电路用于放电电流大小的配置，所述单体电压采集子电路用于采集每节单体电池的实际电压值，并计算需要均衡的单体电池，所述开关控制驱动子电路控制相应的开关，进行对单体电池的均衡；本实用新型通过单体电池开关选择子电路可以实现多节单体电池同时均衡放电，在进行放电时，选择闭合单体电池开关选择子电路的开关，再配合闭合电阻放电组合子电路的开关，形成放电回路，实现对所选择的单体电池的均衡。
【专利说明】
开关阵列快速均衡电池组的均衡电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及新能源汽车的技术领域，更具体地说，是涉及一种开关阵列快速均衡电池组的均衡电路。
【背景技术】
[0002 ]电动汽车动力电池组由上百串锂离子单体电池组成，锂离子单体电池之间一致性对于电动汽车的使用性能和寿命至关重要。现在的被动均衡电路均衡电流小，而且均衡放电回路固定，这样就限制了均衡电流的大小，这样需要快速把最高单体电池的电压值降下来比较困难。电池组一致性评价是电池串联成组应用技术的核心之一，直接影响到电池组使用的安全性和高效性。现有技术中，已有较多的文献对电池组的一致性评价方法进行了论述，并提出了多种均衡电路，但大多是都基于电池之间的外电压差异进行一致性评价并实施均衡控制，此种评价方法由于不能有效指示电池之间的内在差异性而导致均衡效果降级。这使得车载在线均衡器的容量、体积、成本和散热都很难解决;而离线式的均衡会明显增加电池维护的工作量，并最终阻碍电动汽车的大规模推广应用。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，实现电池组单体电压之间的快速达到电压一致性的要求。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下:
[0005]—种开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，包括用于接通需要放电的单体电池开关选择子电路、用于放电电流大小的配置的电阻放电组合子电路、用于采集每节单体电池实际电压值并计算需要均衡的单体电池的单体电压采集子电路以及用于控制相应的开关进行对单体电池的均衡的开关控制驱动子电路;所述单体电压采集子电路与单体电池开关选择子电路连接，所述单体电池开关选择子电路与电阻放电组合子电路连接，所述开关控制驱动子电路分别与单体电池开关选择子电路及电阻放电组合子电路连接。
[0006]作为优选的技术方案，所述单体电池开关选择子电路包括多个单体电池及多个单体电池选通开关，所述单体电池和单体电池选通开关直接串联，当单体电池需要均衡时，将与单体电池两端连接的单体电池选通开关闭合，将此节单体电池接入后面的放电回路。3、根据权利要求2所述的开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，其特征在于，所述电阻放电组合子电路包括多个电阻及多个电阻选通开关，所述电阻与电阻选通开关串联，当与电阻对应的电阻选通开关闭合时，把该电阻接入放电回路。
[0007]作为优选的技术方案，所述单体电池选通开关由MOS管或固态继电器组成。
[0008]作为优选的技术方案，所述电阻选通开关由MOS管或固态继电器组成。
[0009]作为优选的技术方案，所述单体电压采集电路包括控制器和锂离子电池专用芯片，所述锂离子电池专用芯片分别与每节单体电池串联，用于采集每一节单体电池的电压；所述控制器对采集到的数据进行处理，分析出需要均衡的单体电池，然后控制开关控制驱动子电路，闭合对应单体电池的单体电池选通开关、电阻选通开关，使单体电池和电阻构成放电回路，给高电压的单体电池放电均衡。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0011]1、本实用新型根据电阻放电组合子电路，可以将相应的电阻进行并联，从而调整放电电流的大小，操作简单、灵活。
[0012]2、本实用新型通过单体电池开关选择子电路可以实现多节单体电池同时均衡放电，在进行放电时，选择闭合单体电池开关选择子电路的单体电池选通开关，再配合闭合电阻放电组合子电路的电阻选通开关，形成放电回路，实现对所选择的单体电池的均衡。
[0013]3、本实用新型的均衡电路中多个电阻并联，电阻分流，减少单个电阻上面的热量，保护电阻不至于温度过高而损坏。
[0014]4、本实用新型单体电池开关选择子电路、电阻放电组合子电路可以自由组合，实现控制方式的多样化，满足不同模式下的放电需求。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。
[0016]图1是本实用新型实施例一提供的开关阵列快速均衡电池组的均衡电路的结构图。
【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]实施例一
[0019]本实用新型的实施例一提供了开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，图1是本实用新型实施例一的结构图，请参考图1，该均衡电路包括单体电池开关选择子电路、电阻放电组合子电路、单体电压采集子电路以及开关控制驱动子电路;所述单体电池开关选择子电路用于接通需要放电的单体电池，所述电阻放电组合子电路用于放电电流大小的配置，所述单体电压采集子电路用于采集每节单体电池的实际电压值，并计算需要均衡的单体电池，所述开关控制驱动子电路控制相应的开关，对电池组进行均衡，所述单体电压采集子电路与单体电池开关选择子电路连接，所述单体电池开关选择子电路与电阻放电组合子电路连接，所述开关控制驱动子电路分别与单体电池开关选择子电路及电阻放电组合子电路连接。
[0020]所述单体电池开关选择子电路包括多个单体电池及多个单体电池选通开关，所述单体电池和单体电池选通开关直接串联，当单体电池需要均衡时，将单体电池两端连接的单体电池选通开关闭合，将此节单体电池接入后面的放电回路。
[0021]所述电阻放电组合子电路包括多个电阻及多个电阻选通开关，所述电阻与电阻选通开关串联，当与电阻对应的电阻选通开关闭合时，把该电阻接入放电回路。
[0022]所述单体电池选通开关由MOS管或固态继电器组成。
[0023]所述电阻选通开关由MOS管或固态继电器组成。所述单体电压采集电路包括控制器和锂离子电池专用芯片，所述锂离子电池专用芯片分别与每节单体电池串联，用于采集每一节单体电池的电压;所述控制器对采集到的数据进行处理，分析出需要均衡的单体电池，然后控制开关控制驱动子电路，闭合对应单体电池的单体电池选通开关、电阻选通开关，使单体电池和电阻构成放电回路，给高电压的单体电池放电均衡。
[0024]本实用新型通过单体电池开关选择子电路可以实现多节单体电池同时均衡放电，在进行放电时，选择闭合单体电池开关选择子电路的单体电池选通开关，再配合闭合电阻放电组合子电路的电阻选通开关，形成放电回路，实现对所选择的单体电池的均衡。
[0025]实施例二
[0026]本实用新型的实施例二提供了开关阵列快速均衡电池组的均衡电路的一种均衡放电方式，如果最低单体电池电压与平均值的差值大于需要均衡的阈值，找出需要均衡的最小单体电池编号，则此单体电池编号以上都需要均衡，放电方式如下:
[0027]首先对最高单体电池进行放电，比如第一节电池为最高单体电压那一节电池(结合电路图1)此时闭合1(1，1(5选择第一节电池，闭合1(14，1(15，1(16、1(10、1(11、1(12、1(13，根据实际需要选通相应的电阻选通开关，从而确定单体电池的放电电流。，即1?1，1?2，1?，1?4，1?5并联接入放电回路，用最大的电流进行放电，可以短时间把最高单体电池的电压降下来。
[0028]然后对次高进行放电，如果次高单体电压与平均值的压差大于开启阈值1，但是小于阈值2，那么可以闭合K2，K6(结合电路图1假设第二节单体电池为次高)，那么可以闭合1(14，1(15、1(10、1(11、1(12、1(13，8卩1?1，1?2，1?，1?5并联接入放电回路，放电电流相应减小，进行放电，所述阈值1、阈值2均是设定均衡开启的差值，也即开启均衡的条件，阈值I的等级小于阈值2的等级。
[0029]最后依次循环直到所有电压达到设置的阈值要求。
[0030]实施例三
[0031]本实用新型的实施例四提供了一种开关阵列快速均衡电池组的均衡电路的第二种均衡放电方式，本实用新型实施例的放电方式与上述实施例二的控制方法的区别在于，结合电路图1，如果有两节单体电池需要均衡，且这两节单体电池之间压差不超过设定阈值3，且均衡压差都大于设定阈值I，小于设定阈值2，那么可以同时进行均衡。比如闭合Κ5，Κ6，Κ14对第一节单体电池进行均衡放电；同时闭合Κ7，Κ8，Κ15，Κ16对第三节单体电池进行均衡放电。
[0032]实施例四
[0033]本实用新型的实施例四提供了一种开关阵列快速均衡电池组的第三种均衡放电方式，本实用新型实施例的放电方式与上述实施例三的放电方式的区别在于，结合电路图1，如果有三节相邻的单体电池需要均衡，且电流需要小，比如第一，二，三节则闭合Κ5，Κ8，Κ16，电路Rl，R4构成放电回路，进行均衡。
[0034]在此需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
[0035]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，其特征在于，包括用于接通需要放电的单体电池开关选择子电路、用于放电电流大小的配置的电阻放电组合子电路、用于采集每节单体电池实际电压值并计算需要均衡的单体电池的单体电压采集子电路以及用于控制相应的开关进行对单体电池的均衡的开关控制驱动子电路;所述单体电压采集子电路与单体电池开关选择子电路连接，所述单体电池开关选择子电路与电阻放电组合子电路连接，所述开关控制驱动子电路分别与单体电池开关选择子电路及电阻放电组合子电路连接。2.根据权利要求1所述的开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，其特征在于，所述单体电池开关选择子电路包括多个单体电池及多个单体电池选通开关，所述单体电池和单体电池选通开关直接串联，当单体电池需要均衡时，将与单体电池两端连接的单体电池选通开关闭合，将此节单体电池接入后面的放电回路。3.根据权利要求2所述的开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，其特征在于，所述电阻放电组合子电路包括多个电阻及多个电阻选通开关，所述电阻与电阻选通开关串联，当与电阻对应的电阻选通开关闭合时，把该电阻接入放电回路。4.根据权利要求3所述的开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，其特征在于，所述单体电池选通开关由MOS管或固态继电器组成。5.根据权利要求3所述的开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，其特征在于，所述电阻选通开关由MOS管或固态继电器组成。6.根据权利要求3所述的开关阵列快速均衡电池组的均衡电路，其特征在于，所述单体电压采集电路包括控制器和锂离子电池专用芯片，所述锂离子电池专用芯片分别与每节单体电池串联，用于采集每一节单体电池的电压;所述控制器对采集到的数据进行处理，分析出需要均衡的单体电池，然后控制开关控制驱动子电路，闭合对应单体电池的单体电池选通开关、电阻选通开关，使单体电池和电阻构成放电回路，给高电压的单体电池放电均衡。
【文档编号】H02J7/00GK205453180SQ201521116616
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月26日
【发明人】徐文赋, 任素云
【申请人】惠州市蓝微新源技术有限公司