专利名称：压差补偿均衡电源管理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锂电池组的电源管理系统，具体涉及一种对锂电池组的单体电池间的压差进行补偿均衡的电源管理系统。
背景技术：
近年来，随着人们对环境污染问题的重视以及科学技术的进步发展，越来越多的大中型电动产品被研发出来，比如说电动汽车、电动自行车等。这些电动产品由独立的电池组进行供电，目前电池组更多的是采用多个锂离子电池串联组合成锂电池组，但是这一串联组合成的锂电池组的充电问题却限制着大中型电动产品的发展。在对这类电池组进行充电时，是对串联的单体电池集中充电，无法保证每个单体电池维持充电的均衡，当其中某一单体电池在达到充电上限后即会停止整组电池的充电，这样势必会影响理电池组的使用时间，使得锂电池组的工作效率降低。公告日为2010年9月22日、公告号为CN201590651U、名称为一种新型多串锂电池均衡放电保护电路的实用新型公告了这样的解决方案，它包括电源输入端、充电开关电路、 锂电池组，锂电池组还连接有放电开关电路，放电开关电路与电源输出端连接；还包括与电源输入端连接的稳压模块、与稳压模块连接的微控制器；锂电池组包括多个串联在一起的锂电池，每个锂电池并联有旁边电阻，旁边电阻串联有均衡开关电路，每个锂电池还连接有测压开关电路，多个测压开关电路的输出端共接于电压检测电路，电压检测电路的另一端与微控制器连接。这一实用新型采用微处理器智能脉冲控制方式充电比现有方式更智能化，精度高，在某一锂电池达到放电下限电压时即采取放电分流的形式使得对应锂电池中储能降低，进而缩小与其他锂电池的电压差，达到均衡充电的目的，增加了整个系统的安全性，但是这一技术仍存在很多缺点。分流出去的电压最终作用在旁边电阻上以热能的形式发散出去，不但不环保、造成电能浪费，而且会造成锂电池组局部温度过高，那样不仅仅缩短电池的使用寿命，还会带来一定的安全隐患。
实用新型内容本实用新型针对现有锂电池充电保护电路中存在的能源损耗高、锂电池使用寿命缩短以及安全隐患大等问题，提供了一种压差补偿均衡电源管理系统。针对上述问题，本实用新型所提供的技术方案是一种压差补偿均衡电源管理系统，包括锂电池组以及与锂电池组串联连接的电源充电系统，它还包括电压数据采集管理系统与微补偿系统，电压数据采集管理系统与电源充电系统通信相连；锂电池组包括多个串联在一起的单体电池，电压数据采集管理系统串联连接锂电池组中的每一单体电池；微补偿系统与电压数据采集管理系统相连。本实施新型中，电源充电系统根据锂电池组的电压要求，为整个串联锂电池组进行阶梯式的充电，而电压数据采集管理系统对锂电池组中每个单体电池进行电压检测，在单体电池中的电压达到不同层级时采取对应的控制管理，比如说对于每个单体电池均有上限电压值，电压数据采集管理系统检测到单体电池中的电压达到该上限电压值时，电压数据采集管理系统向电源充电系统发出停止指令，停止电源充电系统的工作；电压数据采集管理系统在接收到单体电池返回的电压后，将结果两两比较，当两单体电池间电压差大于设定值时，电压数据采集管理系统向微补偿系统发出开启指令，开启微补偿系统，微补偿系统再通过电压数据采集管理系统与单体电池相连的连接线补偿电压较低的单体电池，进而缩小单体电池间的电压差，从而达到压差补偿的目的，实现均衡充电。对于上述技术方案，我们还有进一步的优化措施作为优化，电压数据采集管理系统用于检测所述电池组中每一单体电池的电压以及对充电电压的控制管理。作为优化，电压数据采集管理系统与电源充电系统间无通信信号时，电源充电系统自动断电。电压数据采集管理系统与电源充电系统间无通信信号，说明此时电压数据采集管理系统无法对充电状态下的锂电池进行有效监控，所以必须停止此时的充电动作以保护锂电池，防止过压或者压差过大导致电池损坏。作为优化，微补偿系统通过所述的电压数据采集管理系统连接电池组中的每一单体电池，微补偿系统在电压数据采集管理系统控制下为某一单体电池进行充电。电压数据采集管理系统既作为检测控制中心，也作为微补偿系统进行电压补偿的中间桥梁，这样不但能节约一定程度的成本，也能保证补偿动作的正确性。作为优化，压差补偿均衡电源管理系统中设有1个或多个微补偿系统。充电时，锂电池组中多个单体电池与其他单体电池的电压差超出设定值，此时所设置的多个微补偿系统可同时进行补偿动作，进而提高补偿效率，缩短充电时间。与现有技术相比较，本实用新型的优点在于通过设置电压数据采集管理系统对锂电池组中的每个单体电池的电压进行检测监控，再对检测结果进行比较得出单体电池间的电压差，针对电压差较大的单体电池采用微补偿系统对其进行补偿从而缩小单体电池间的电压差，达到均衡充电的目的。这一系统无需采用放电装置进行放电，直接通过补偿系统进行补偿，不但实现均衡管理，而且环保效果好、能耗也相当的小，同时也就能大大提高锂电池组的使用寿命。
图1为本实用新型的一种电路原理方框图；其中1、电源充电系统；2、锂电池组；3、电压数据采集管理系统；4、5、微补偿系统；6、7、8、单体电池。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例1:本实施例中，如图1所示，本实用新型包括锂电池组2、电源充电系统1、电压数据采集管理系统3、微补偿系统4、5。锂电池组2由若干锂电池或者说单体电池串联连接而成， 电源充电系统1串联连接锂电池组2作为充电电源，电压数据采集管理系统3通过数据连接线逐一连接锂电池组2中的每个单体电池，另外，电压数据采集管理系统3还与电源充电系统1相连接，微补偿系统4、5连接电压数据采集管理系统。本实施例中的均衡充电采用的是压差补偿的方式。在充电过程中，电压数据采集管理系统3实时检测单体电池中的电压，将检测结果进行汇总处理，得出此时的最高单体电池电压，如此时最高单体电池电压高于4. 2V，电压数据采集管理系统3发出停止指令到电源充电系统1，停止此时的充电动作，起到过压保护的作用；如此时最高单体电池电压低于2. 4V，电压数据采集管理系统3发出停止指令到电源充电系统1，停止此时的充电动作， 起到短路保护的作用；否则，电压数据采集管理系统3将最高单体电池电压与其余单体电池电压进行比较，电压差若大于50mv则进行补偿，如单体电池6的电压值最大，为3. 57V，单体电池7的电压值最小为3. 48V，单体电池8的电压值次低压为3. 49V，其余单体电压值均大于3. 52V且小于3. 57V，此时单体电池7与单体电池6的电压差为90mv，单体电池8与单体电池6的电压差为80mv，单体电池7、单体电池8的电压与最高单体电池电压的电压差均大于50mv，电压数据采集管理系统3发出开启指令到微补偿系统4、5，微补偿系统4、5通过电压数据采集管理系统3上的数据连接线为单体电池7、8进行电压补偿，缩小其与最高单体电池电压间的电压差，当电压差小于50mv后则停止微补偿系统的工作。如此，不但能够实现对锂电池组的过压及短路保护同时也能够很好地缩小锂电池组中各单体电池间的电压差，从而提高电池使用效率及使用寿命。
权利要求1.一种压差补偿均衡电源管理系统，包括锂电池组以及与锂电池组串联连接的电源充电系统，其特征在于，它还包括电压数据采集管理系统与微补偿系统，所述的电压数据采集管理系统与电源充电系统通信相连；所述的锂电池组包括多个串联在一起的单体电池，所述的电压数据采集管理系统串联连接所述的锂电池组中的每一单体电池；所述的微补偿系统与所述的电压数据采集管理系统相连。
2.根据权利要求1所述的压差补偿均衡电源管理系统，其特征在于，所述的电压数据采集管理系统用于检测所述电池组中每一单体电池的电压以及对充电电压的控制管理。
3.根据权利要求1所述的压差补偿均衡电源管理系统，其特征在于，所述的电压数据采集管理系统与电源充电系统间无通信信号时，电源充电系统自动断电。
4.根据权利要求1或2所述的压差补偿均衡电源管理系统，其特征在于，所述的微补偿系统通过所述的电压数据采集管理系统连接所述的电池组中的每一单体电池，所述的微补偿系统在所述的电压数据采集管理系统控制下为某一单体电池进行充电。
5.根据权利要求4所述的压差补偿均衡电源管理系统，其特征在于，所述的压差补偿均衡电源管理系统中设有1个或多个微补偿系统。
专利摘要本实用新型涉及一种压差补偿均衡电源管理系统，它包括锂电池组以及与锂电池组串联连接的电源充电系统，它还包括电压数据采集管理系统与微补偿系统，电压数据采集管理系统与电源充电系统通信相连；锂电池组包括多个串联在一起的单体电池，电压数据采集管理系统串联连接锂电池组中的每一单体电池；微补偿系统与电压数据采集管理系统相连。通过设置电压数据采集管理系统对锂电池组中的每个单体电池的电压进行检测监控，再对检测结果进行比较得出单体电池间的电压差，针对电压差较大的单体电池采用微补偿系统对其进行补偿从而缩小单体电池间的电压差，达到均衡充电的目的。
文档编号H02J7/00GK201947013SQ20112001111
公开日2011年8月24日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者官彬, 汪怡飞, 胡译军 申请人:宁波海锂子新能源有限公司