一种电池组主动均衡装置制造方法
【专利摘要】一种电池组主动均衡装置，包括差分比例放大电路、MOS管和变压器T1，电池组由若干单体电池串联而成，变压器T1包括一个主线圈和若干次级线圈，每个次级线圈对应一个单体电池组成一个均衡回路；所述MOS管的源极与差分比例放大电路的输入端连接，所述MOS管的漏极与变压器T1主线圈连接；所述均衡回路中，变压器T1次级线圈的同名端与单体电池的正极连接，异名端与单体电池的负极连接，均衡回路上设有作为开关的继电器。本实用新型利用电池组的电能对其中某几个单体电池进行补充电。一次可以对多个单体电池进行均衡，不仅提高电池组的整体均衡速度，还大幅减小传统均衡电路电能的耗散浪费问题，真正做到电池电能取长补短和高效利用。
【专利说明】—种电池组主动均衡装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电池组均衡技术。
【背景技术】
[0002]目前市面上多数采用被动耗散型的均衡策略来提高锂电池的一致性。但是这种技术发热量大、均衡电流小以及浪费电池能量，不能起到取长补短的作用，使得电池组中高电量的单体电芯不能充分发挥容量，整个电池组的容量取决于最小容量的单体电芯。传统主动均衡技术也不实用，速度和效率较为低下。大多数主动均衡技术采用飞渡式电容模式和能量搬移模式，这两种模式缺点都是每次只能对一个单体电池补充电，速度较低。在单体均衡充电电路中采用三极管、场效应管及二极管来作为开关控制和整流控制，由于这些晶体管本生特性会有PN节导通电压存在，这样在大电流均衡时PN节电压普遍在0.Γ2.0伏之间，以1A电流为例，耗散功率达到Γ20瓦，发热耗散掉很大一部分能量，导致电池电能的浪费，特别是能量搬移模式，每搬移到下一个单体，都会产生耗散，当搬移距离较远时，可以说和被动均衡的效果一样了，能量都在搬移的路上耗散殆尽，根本不能起到取长补短的作用。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电池组主动均衡装置，一次可以对多个单体电池进行补充电均衡，不仅提高电池组的整体均衡速度，还大幅减小传统均衡电路电能的耗散浪费问题，真正做到电池电能取长补短和高效利用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种电池组主动均衡装置，包括差分比例放大电路、MOS管和变压器Tl，所述电池组由若干单体电池串联而成，所述变压器Tl包括一个主线圈和若干次级线圈，所述次级线圈的数量与单体电池的数量相同，每个次级线圈对应一个单体电池组成一个均衡回路；所述MOS管的源极与差分比例放大电路的输入端连接，所述MOS管的漏极通过保险丝与变压器Tl主线圈连接；所述均衡回路中，变压器Tl次级线圈的同名端与单体电池的正极连接，异名端与单体电池的负极连接，均衡回路上设有作为开关的继电器。本实用新型利用电池组的电能对其中某几个单体电池进行补充电。变压器Tl主线圈可以对次级线圈进行能量传导，通过继电器控制单体电池是否需要充电，这种主动均衡的装置通过动态地分析各个单体的特性，电池组放电时，精准高效地将高容量的电芯的能量补充给低容的电芯；电池组充电时，精准高效地将低容先充满的电芯的能量搬移给高容后充满的电芯，使得电池组各节电芯做到同时耗尽以及同时充满，从而实现高效率搬移及损耗极小的取长补短效果，提升电池组整体容量。
[0005]作为改进，所述差分比例放大电路包括精密运算放大器U12，精密运算放大器U12的同相输入端与50K电阻R12和500K电阻R17连接，电阻R12另一端与MOS管源极连接，电阻R17另一端接地；精密运算放大器U12的反相输入端分别与50K电阻R9和500K电阻R5连接，电阻R9另一端与MOS管源极连接，电阻R5另一端与精密运算放大器U12的输出端连接；电阻R12与电阻R9之间设有0.1欧采样电阻R2。
[0006]作为改进，所述变压器Tl主线圈与肖特二极管Dl并联。
[0007]作为改进，所述变压器Tl次级线圈与6V稳压二极管DZ并联。
[0008]作为改进，所述继电器与续流二极管并联。
[0009]作为改进，所述均衡回路上设有保险丝，用于保护均衡回路。
[0010]作为改进，Lz为主线圈圈数，η为单体电池数量，次级线圈圈数Lx=L 3Lz/n。既保证了均衡电流，也能有效控制次级线圈的电压。
[0011]本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是:
[0012]一次可以对多个单体电池进行均衡，最大均衡电流可达到20A，不仅提高电池组的整体均衡速度，还大幅减小传统均衡电路电能的耗散浪费问题，真正做到电池电能取长补短和高效利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型电路原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
[0015]如图1所示，一种电池组主动均衡装置，包括差分比例放大电路、MOS管和变压器Tl，所述电池组由若干单体电池串联而成，所述变压器Tl包括一个主线圈和若干次级线圈，所述次级线圈的数量与单体电池的数量相同，每个次级线圈对应一个单体电池组成一个均衡回路。Lz为主线圈圈数，η为单体电池数量，次级线圈圈数Lx=L 3Lz/n，既保证了均衡电流，也能有效控制次级线圈的电压。所述MOS管的源极与差分比例放大电路的输入端连接，所述差分比例放大电路包括精密运算放大器U12，精密运算放大器U12的同相输入端与50K电阻R12和500K电阻R17连接，电阻R12另一端与MOS管源极连接，电阻R17另一端接地；精密运算放大器U12的反相输入端分别与50K电阻R9和500K电阻R5连接，电阻R9另一端与MOS管源极连接，电阻R5另一端与精密运算放大器U12的输出端连接；电阻R12与电阻R9之间设有0.1欧采样电阻R2。所述MOS管的漏极通过保险丝与变压器Tl主线圈连接，所述MOS管的栅极与PWM控制端连接，通过控制PWM实现对MOS管的开闭控制。所述变压器Tl主线圈与肖特二极管Dl并联。所述均衡回路中，变压器Tl次级线圈的同名端与单体电池的正极连接，异名端与单体电池的负极连接，均衡回路上设有作为开关的继电器和用于保护回路的保险丝；所述变压器Tl次级线圈与稳压二极管DZ并联；所述继电器与续流二极管并联。
[0016]本实用新型利用电池组的电能对其中某几个单体电池进行补充电。变压器Tl主线圈可以对次级线圈进行电能传导，通过继电器控制单体电池是否需要充电，这种主动均衡的装置通过动态地分析各个单体的特性，电池组放电时，精准高效地将高容量的电芯的能量补充给低容的电芯；电池组充电时，精准高效地将低容先充满的电芯的能量搬移给高容后充满的电芯，使得电池组各节电芯做到同时耗尽以及同时充满，从而实现高效率搬移及损耗极小的取长补短效果，提升电池组整体容量。
【权利要求】
1.一种电池组主动均衡装置，其特征在于:包括差分比例放大电路、MOS管和变压器Tl，所述电池组由若干单体电池串联而成，所述变压器Tl包括一个主线圈和若干次级线圈，所述次级线圈的数量与单体电池的数量相同，每个次级线圈对应一个单体电池组成一个均衡回路；所述MOS管的源极与差分比例放大电路的输入端连接，所述MOS管的漏极通过保险丝与变压器Tl主线圈连接；所述均衡回路中，变压器Tl次级线圈的同名端与单体电池的正极连接，异名端与单体电池的负极连接，均衡回路上设有作为开关的继电器。
2.根据权利要求1所述的一种电池组主动均衡装置，其特征在于:所述差分比例放大电路包括精密运算放大器U12，精密运算放大器U12的同相输入端与50K电阻R12和500K电阻R17连接，电阻R12另一端与MOS管源极连接，电阻R17另一端接地；精密运算放大器U12的反相输入端分别与50K电阻R9和500K电阻R5连接，电阻R9另一端与MOS管源极连接，电阻R5另一端与精密运算放大器U12的输出端连接；电阻R12与电阻R9之间设有0.1欧采样电阻R2。
3.根据权利要求1所述的一种电池组主动均衡装置，其特征在于:所述变压器Tl主线圈与肖特二极管Dl并联。
4.根据权利要求1所述的一种电池组主动均衡装置，其特征在于:所述变压器Tl次级线圈与6V稳压二极管DZ并联。
5.根据权利要求1所述的一种电池组主动均衡装置，其特征在于:所述继电器与续流二极管并联。
6.根据权利要求1所述的一种电池组主动均衡装置，其特征在于:所述均衡回路上设有保险丝。
7.根据权利要求1所述的一种电池组主动均衡装置，其特征在于:Lz为主线圈圈数，η为单体电池数量，次级线圈圈数Lx=L 3Lz/n。
【文档编号】H02J7/00GK203933085SQ201420245484
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】夏斌 申请人:广东国光电子有限公司, 国光电器股份有限公司