一种电池能量转移均衡电路及其使用方法

一种电池能量转移均衡电路及其使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种电池能量转移均衡电路，涉及电池【技术领域】。包括电源模块、微处理器模块、电池电压采样模块和均衡控制驱动模块；电源模块的输出端连接微处理器模块的输入端，微处理器模块双向接通电池电压采样模块和均衡控制驱动模块。本发明所要解决的技术问题是提供一种控制简单、均衡精度高、均衡速度快的电池能量转移均衡电路。
【专利说明】一种电池能量转移均衡电路及其使用方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电池【技术领域】，具体地说涉及一种电池能量转移均衡电路。
【背景技术】
[0002]由于可充电电池具有较好的性价比而广泛地应用于各个类电子产品之中。然而，不论是锂充电电池、铅酸充电电池还是镍氢充电电池，由于工艺条件的限制，使得每个电池之间存在一定的差异，而且对于串联使用的电池组来说，随着串联电池组充放电次数的增力口，串联电池组中每个电池的老化程度以及温度不同，使得各个电池的状态可能各个不相同，导致各个电池之间的电压差逐渐增加，从而导致各个电池之间出现电量不均衡现象，使得该串联电池组的寿命缩短。而且，当各个电池之间的电量不均衡达到一定程度时，电量最小的电池上产生的极性反向现象会对该串联电池组造成永久性的损坏。
[0003]针对上述问题，现有技术提出了应用于串联电池组的电池均衡器，其工作原理为:采集串联电池组中各个电池的电压，然后将高电压的电池的能量通过储能单元转移到低电压的电池中，进而实现两个或更多电池之间电量的均衡。但是，这种电池均衡器不易控制，还存在均衡精度均不高、均衡速度不快和成本高等问题。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种均衡精度高的电池能量转移均衡电路。
[0005]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为:一种电池能量转移均衡电路，包括电源模块、微处理器模块、电池电压米样模块和均衡控制驱动模块；电源模块的输出端连接微处理器模块的输入端，微处理器模块双向接通电池电压采样模块和均衡控制驱动模块。
[0006]优选的，所述电源模块为微功耗直流电源，所述微功耗直流电源一端连接电池组的高压端，一端连接电池组的接地端。
[0007]优选的，所述微处理器模块为MCS51单片机，所述MCS51单片机的VCC接口与电源模块相连，AD接口与电池电压采样模块相连。
[0008]优选的，所述均衡控制驱动模块包括两个以上的电池组，每个电池组的两端分别连接两倍电池组数量的动态开关，动态开关之间并联连接后与电容串联后并联倒相放大器，倒相放大器的输入端与微处理器模块相连。
[0009]优选的，所述动态开关为三极管。
[0010]优选的，所述电池电压采样模块包括控制模块中的电池组与和电池组间串联的电阻，引导线至MCS51单片机AD接口。
[0011]本发明还公开了一种电池能量转移均衡电路的使用方法，包括以下步骤:
1)微处理器模块的MCS51单片机通过AD接口采样到电源模块的分压信号，得到电源电
压；
2)在MCS51单片机中对电源电压的差值设置一个临界值；
3)电源电压大于设定的临界值，微处理器模块向均衡控制驱动模块上产生脉冲信号；4)脉冲信号驱动动态开关的闭合与导通；
5)电容充放电,均衡电池间电压。
[0012]本发明的有益效果是:微处理器模块通过电池电压采样模块采样电池单节电压可以对电路中的电流进行动态监控。通过在MCS51单片机中对均衡电流的设定，可以产生合理的均衡启停条件。三极管作为开关的应用可以快速接收微处理器模块的输出指令，并进行相应的关闭与断开，可以快速、精确的控制电容充放电。均衡控制驱动模块倒相放大器和电容对各节电池电压进行相应的均衡控制，从而可以准确有效的控制均衡电路的均衡时间和均衡效果，避免了无意义的均衡状态，提高了串联电池组的实际使用能量和效率，延长了电池组的使用寿命。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1为本发明一种电池能量转移均衡电路的结构示意图；
其中:1.电源模块、2.微处理器模块、3.电池电压米样模块、4.均衡控制驱动模块。
【具体实施方式】
[0014]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步描述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成本发明保护范围的限定。
[0015]下面结合附图1详细说明本发明的优选实施方式:一种电池能量转移均衡电路，包括电源模块1、微处理器模块2、电池电压米样模块3和均衡控制驱动模块4 ；电源模块I的输出端连接微处理器模块2的输入端，微处理器模块2双向接通电池电压采样模块3和均衡控制驱动模块4。
[0016]电源模块I为微功耗直流电源，微功耗直流电源一端连接电池组的高压端，一端连接电池组的接地端。
[0017]微处理器模块2为MCS51单片机，MCS51单片机的VCC接口与电源模块I相连，AD接口与电池电压采样模块3相连，通过电池电压采样模块3采样电池单节电压，根据各节电池电压进行相应的均衡控制。微处理器模块通过电池电压采样模块采样电池单节电压可以对电路中的电流进行动态监控。通过在MCS51单片机中对均衡电流的设定，可以产生合理的均衡启停条件。
[0018]均衡控制驱动模块4包括两个以上的电池组，每个电池组的两端分别连接两倍电池组数量的动态开关，所述动态开关为三极管，动态开关之间并联连接后与电容串联后并联倒相放大器，倒相放大器的输入端与微处理器模块相连。三极管作为开关的应用可以快速接收微处理器模块的输出指令，并进行相应的关闭与断开，可以快速、精确的控制电容充放电均衡电池组。均衡控制驱动模块倒相放大器和电容对各节电池电压进行相应的均衡控制，可以准确有效的控制均衡电路的均衡时间和均衡效果，避免了无意义的均衡状态，提高了串联电池组的实际使用能量和使用效率，延长了电池组的使用寿命。
[0019]电池电压采样模块3包括均衡控制驱动模块4中的电池组及与和电池组间串联的电阻，形成闭合回路。在闭合回路上引导线至MCS51单片机AD接口，这样即可分别采集电池组间的电压信号，传送至微处理器模块2，对电池间的电压进行动态控制，使得MUS51单片机接收到的数据更加及时、准确。[0020]本发明还公开了一种电池能量转移均衡电路的使用方法，微处理器模块2通过AD1\AD2采样到电池V2\V1的分压信号，得到电池电压，根据电池电压的差值大于某个设定值，开启均衡控制电流，Vf上产生脉冲信号，不断的驱动动态开关SI，S2, S3, S4,通过不断的给电容Cl充放电，达到电池间电压的均衡。
【权利要求】
1.一种电池能量转移均衡电路，其特征在于:包括电源模块、微处理器模块、电池电压米样模块和均衡控制驱动模块；电源模块的输出端连接微处理器模块的输入端，微处理器模块双向接通电池电压采样模块和均衡控制驱动模块。
2.根据权利要求1所述的一种电池能量转移均衡电路，其特征在于:所述电源模块为微功耗直流电源，微功耗直流电源一端连接所需均衡的电池的高压端，一端连接电池的接地端。
3.根据权利要求1所述的一种电池能量转移均衡电路，其特征在于:所述微处理器模块为MCS51单片机，MCS51单片机的VCC接口与电源模块相连，AD接口与电池电压采样模块相连。
4.根据权利要求1所述的一种电池能量转移均衡电路，其特征在于:所述均衡控制驱动模块包括两个以上的电池组，每个电池组的两端分别连接两倍电池组数量的动态开关，动态开关之间并联连接后与电容串联后并联倒相放大器，倒相放大器的输入端与微处理器模块相连。
5.根据权利要求4所述的一种电池能量转移均衡电路，其特征在于:所述动态开关为三极管。
6.根据权利要求1所述的一种电池能量转移均衡电路，其特征在于:所述电池电压采样模块包括控制模块中的电池组与和电池组间串联的电阻，引导线至MCS51单片机AD接□。
7.一种根据权利要求1-6中任意一条所述的电池能量转移均衡电路的使用方法，包括以下步骤:1)微处理器模块的MCS51单片机通过AD接口采样到电源模块的分压信号，得到电源电压；2)在MCS51单片机中对电源电压的差值设置一个临界值；3)电源电压之间的差值大于设定的临界值，微处理器模块向均衡控制驱动模块上产生脉冲信号；4)脉冲信号控制动态开关的闭合与导通；5)电容充放电,均衡电池间电压。
【文档编号】H02J7/00GK103683423SQ201310693536
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】洪平, 徐嘉 申请人:芜湖天元汽车电子有限公司