矿用救生舱用锂电池均衡控制电路的制作方法
【专利摘要】矿用救生舱用锂电池均衡控制电路，涉及涉及电池管理【技术领域】，包含：一个储能电感L1，一个能量转移电容C1，四个续流二极管D1、D2、D3、D4，四个电力P型MOSFET管Q1、Q2、Q3、Q4。本实用新型对救生舱中的锂电池进行有效的管理，减少电池的充放电深度，延长锂电池的使用寿命，提高锂电池组安全性、老化程度(SOH)的一致性和循环使用寿命。
【专利说明】矿用救生舱用锂电池均衡控制电路
【技术领域】:
[0001]本实用新型涉及电池管理【技术领域】，尤其涉及一种矿用救生舱用锂电池均衡控制电路。
【背景技术】:
[0002]当今，锂电池组通常由多个单体锂电池串联组成，单体锂电池成组后在安全和寿命方面出现了问题。成组电池在使用一段时间后，各个单体电池之前出现了比较大的差异，有部分电池已经损坏了，如果再持续使用下去，损坏单体的数量还会更多。电池单体的差异性将逐步恶化，锂电池单体的不一致性不仅影响电池的性能和寿命，而且影响电池的安全，锂电池系统总有单体电压高的电池，相对锂电池组内其他电池较早地进入过充电状态，会使锂电池的寿命降低，甚至可能出现电池内部物质燃烧，这对煤矿井下是绝对不允许的。
[0003]如果在电池组中加入均衡控制管理功能，那么可以很大程度地提高电池组的整体性能。首先，均衡控制管理有助于提升电池组的整体容量。如果不对电池组加入均衡控制管理，电池管理系统的保护机制就会在一定程度上限制电池组的整体容量。比如，在电池组中的某个单体电池充满电的时候，电池管理系统就会切断对电池组的充电电路；或者，在电池组中的某个单体电池放完电的时候，电池管理系统就会切断对电池组的放电电路。这就是说，电池组的实际最大容量符合木桶效应，造成电池组中其他电池容量的浪费。再次，均衡控制管理有助于控制电池组的充放电深度。如果把电池的电量从完全放空到完全充满的过程定义为SOC (电池荷电状态)的值是从0%?100%的话，则在实际运用中，电池最好工作在5%?95%的区间内。因为SOC值大于95%时，电池容易造成过充；S0C值小于5%时，电池容易造成过放；过充和过放都会影响电池的循环使用寿命。
[0004]同时市场上的大多数救生舱，没有对锂电池进行有效管理，锂电池存储的能量不能得到有效利用，不能对矿用救生舱提供有效的电源。因此矿用救生舱用锂电池均衡控制电路对于井下矿用救生舱用锂电池是必不可少的。
实用新型内容:
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷，提供一种提高锂电池可靠性和系统安全性、延长锂电池的使用寿命、减少电池的充放电深度的矿用救生舱用锂电池均衡控制电路。
[0006]本实用新型所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0007]矿用救生舱用锂电池均衡控制电路，包括锂电池BI和B2 —个储能电感LI，一个能量转移电容C1，四个续流二极管D1、D2、D3、D4，四个M0SFET管Q1、Q2、Q3、Q4，锂电池B1正极一端连接MOSFET管Ql，BI负极连接有B2正极、MOSFET管Q2和Q3，、锂电池B2负极通过MOSFET管Q4，MOSFET管Ql另一端连接有MOSFET管Q2和能量转移电容Cl，能量转移电容Cl和储能电感LI串联，储能电感LI串联另一端连接MOSFET管Q3和Q4。
[0008]四个MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4分别和续流二极管Dl、D2、D3、D4并联。[0009]四个MOSFET 管 Q1、Q2、Q3、Q4 为 P 型 MOSFET 管。
[0010]本实用新型的有益效果:本实用新型使用矿用救生舱用锂电池均衡控制电路，对救生舱中的锂电池进行有效的管理，减少电池的充放电深度，延长锂电池的使用寿命，提高锂电池组安全性、老化程度(SOH)的一致性和循环使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】:
[0011]图1为本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】:
[0012]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0013]如图1所示，在矿用救生舱用锂电池均衡控制电路中，包含有:一个储能电感LI，一个能量转移电容Cl，四个续流二极管Dl、D2、D3、D4，四个电力P型MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4。相邻两个电池的能量转移主要依靠转移电容不断的充放电形式来实现，而能量的流动方向则由相邻两个电池的电压差和控制信号控制MOSFET管的开关来决定的。为了满足均衡控制的能量双向流动需求，均衡控制子模块电路中的电力P型MOSFET管，我们选用Fairchild公司的FDS4435型号，它的最大栅极驱动阀值电压为_3V，这样就直接以各个开关对应的单体电池电压作为MOSFET的栅极驱动电源。
[0014]当单体电池电压B1>B2，MOS管Ql导通，Q2关断。此时，电池BI的能量通过Q1、L1和D3形成的回路充电到转移电容Cl上，经过一段对电容Cl的充电时间后，Cl电压与BI电压相等，Ql关断，而同时导通Q2。电容Cl的能量通过Q2、D4和LI形成的回路转移到电池B2上，经过一段电容Cl对电池B2的放电时间后，Cl电压与B2电压相等，Q2关断而Ql导
通。`
[0015]如此反复，直到:`
【权利要求】
1.矿用救生舱用锂电池均衡控制电路，包括锂电池BI和B2，其特征在于:还包括一个储能电感LI，一个能量转移电容Cl，四个续流二极管D1、D2、D3、D4，四个MOSFET管Q1、Q2、Q3、Q4，所述的锂电池BI正极一端连接MOSFET管Ql，BI负极连接有B2正极、MOSFET管Q2和Q3，所述的锂电池B2负极通过MOSFET管Q4，所述的MOSFET管Ql另一端连接有MOSFET管Q2和能量转移电容Cl，所述的能量转移电容Cl和储能电感LI串联，所述的储能电感LI串联另一端连接MOSFET管Q3和Q4。
2.根据权利要求1所述的矿用救生舱用锂电池均衡控制电路，其特征在于:所述四个MOSFET管Q1、Q2、Q3、Q4分别和续流二极管Dl、D2、D3、D4并联。
3.根据权利要求1所述的矿用救生舱用锂电池均衡控制电路，其特征在于:所述四个MOSFET 管 Ql、Q2、Q3、Q4 为 P 型 MOSFET 管。
【文档编号】H02J7/00GK203674755SQ201320864659
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】欧阳名三, 闫磊, 梁喆, 柏方艳 申请人:安徽理工大学