一种基于mos管实现锂电池电能主动均衡的电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于MOS管实现锂电池电能主动均衡的电路，包括均衡电源、N个电池单体、2N个MOS管、2N个二极管和N个驱动电路；其中，N个电池单体串联连接，N大于1；MOS管的源极与二极管的阳极连接，MOS管的栅极与驱动电路连接，MOS管的漏极与均衡电源的正极或电池单体的负极连接，二极管的阴极与均衡电源的负极或电池单体的正极连接，每个驱动电路中均设有电压检测模块。本实用新型选用MOS管作为均衡开关，为每个电池单体设置两个MOS管和两个二极管，其抗震动冲击性能更好，更加安全可靠，且成本低、体积小，是一种无损主动均衡电路，满足社会需求，易于推广，非常实用。
【专利说明】
一种基于MOS管实现锂电池电能主动均衡的电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及锂电池电能均衡领域，尤其涉及一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路。【背景技术】
[0002]近年来，越来越多的产品采用锂离子电池做为主要电源，主要是由于锂离子电池具有能量密度高，体积小，循环寿命高，无记忆效应，自放电率低等优点。
[0003]但是在串联电池组中，虽然通过单体电池的电流相同，但是其容量不同，电池的放电深度也会不同，容量大的总会浅充浅放，而容量小的总会过充过放，这就造成容量大的衰减缓慢、寿命延长;对于电池包中众多的单体，尤其对处于串联连接的单体而言，要保持其彼此间良好的一致性是十分关键的。尽管电池组在串联时会进行一些特定筛选，使各电池单体性能趋于一致，但随着充放电次数增加，电池单体的性能会出现不匹配现象，导致电池单体间的容量差逐渐加大，最终会影响整体电池组的电量。
[0004]现有技术大多通过电阻来实现对电压高的电池单体进行放电，这种方法均衡电流不大，通常只有几十个毫安，而且电阻会消耗掉电池单体的电能，造成了能量的浪费。也有用继电器作为切换开关来实现均衡电池单体的，此方法存在振动失效的隐患。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路，该电路安全可靠、抗震动冲击性能好、成本低、体积小，是一种无损主动均衡电路，易于推广使用。
[0006]本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0007]依据本实用新型提出的一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路，包括均衡电源、N个电池单体、2N个M0S管、2N个二极管和N个驱动电路;其中，N个电池单体串联连接，N大于1;所述M0S管的源极与二极管的阳极连接，M0S管的栅极与驱动电路连接，M0S管的漏极与均衡电源的正极或电池单体的负极连接，二极管的阴极与均衡电源的负极或电池单体的正极连接，每个驱动电路中均设有电压检测模块。
[0008]本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0009]前述的一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路，其中，M0S管为N沟道M0S 管或P沟道M0S管。
[0010]前述的一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路，其中，所述二极管用M0S 管代替，所述电池为锂电池。
[0011]前述的一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路，其中，均衡电源的输入电压为串联电池组的总电压。
[0012]前述的一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路，其中，所述电路包括均衡电源、3个电池单体、6个M0S管、6个二极管和3个驱动电路;6个M0S管分别为第一 M0S管Q1、第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四MOS管Q4、第五MOS管Q5、第六MOS管Q6，6个二极管分别为二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6;其中，[〇〇13]第一 M0S管Q1的漏极与均衡电源的正极连接，第一 M0S管Q1的源极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与电池单体1的正极连接;电池单体1的负极与第二M0S管Q2的漏极连接，第二M0S管Q2的源极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与均衡电源的负极连接，第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2的栅极均与驱动电路1连接，第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2同时导通或同时关断；[〇〇14]第四M0S管Q4的漏极与均衡电源的正极连接，第四M0S管Q4的源极与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与电池单体2的正极连接;电池单体2的负极与第三M0S管Q3的漏极连接，第三M0S管Q3的源极与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与均衡电源的负极连接，第三M0S管Q3与第四M0S管Q4的栅极均与驱动电路2连接，第三M0S管Q3与第四M0S管Q4同时导通或同时关断；[〇〇15]第五M0S管Q5的漏极与均衡电源的正极连接，第五M0S管Q5的源极与二极管D5的阳极连接，二极管D5的阴极与电池单体3的正极连接;电池单体3的负极与第六M0S管Q6的漏极连接，第六M0S管Q6的源极与二极管D6的阳极连接，二极管D6的阴极与均衡电源的负极连接，第五M0S管Q5和第六M0S管Q6的栅极均与驱动电路3连接，第五M0S管Q5和第六M0S管Q6同时导通或同时关断。
[0016]本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，借由上述技术方案，本实用新型一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点:
[0017]本实用新型选用M0S管作为均衡开关，其比继电器方案大大降低了成本、提高了均衡装置的抗震性能及可靠性。为每个电池单体设置两个M0S管和两个二极管，其抗震动冲击性能更好，更加安全可靠，且成本低、体积小，是一种无损主动均衡电路，满足社会需求，易于推广。
[0018]综上所述，本实用新型一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0019]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。【附图说明】
[0020]图1是现有的锂电池均衡电路。
[0021]图2是本实用新型基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路。[〇〇22]【主要元件符号说明】
[0023]无【具体实施方式】
[0024]为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路，其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0025]图2是本实用新型基于M0S管实现锂电池电能主动均衡的电路图，其包括均衡电源、6个M0S管、6个二极管、3个电池单体和3个驱动电路;所述驱动电路用于控制M0S管的导通和关断，6个M0S管和6个二极管分别为第一 M0S管Q1、第二M0S管Q2、第三M0S管Q3、第四M0S 管Q4、第五M0S管Q5、第六M0S管Q6，二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6,每个驱动电路中都设有电压检测模块，所述电压检测模块用于检测相应的电池单体的电压；[〇〇26]第一 M0S管Q1的漏极与均衡电源的正极连接，第一 M0S管Q1的源极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与电池单体1的正极连接;电池单体1的负极与第二M0S管Q2的漏极连接，第二M0S管Q2的源极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与均衡电源的负极连接，第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2的栅极均与驱动电路1连接，第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2同时导通或同时关断。[〇〇27]第四M0S管Q4的漏极与均衡电源的正极连接，第四M0S管Q4的源极与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极与电池单体2的正极连接;电池单体2的负极与第三M0S管Q3的漏极连接，第三M0S管Q3的源极与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与均衡电源的负极连接，第三M0S管Q3与第四M0S管Q4的栅极均与驱动电路2连接，第三M0S管Q3与第四M0S管Q4同时导通或同时关断。[〇〇28] 第五M0S管Q5的漏极与均衡电源的正极连接，第五M0S管Q5的源极与二极管D5的阳极连接，二极管D5的阴极与电池单体3的正极连接;电池单体3的负极与第六M0S管Q6的漏极连接，第六M0S管Q6的源极与二极管D6的阳极连接，二极管D6的阴极与均衡电源的负极连接，第五M0S管Q5和第六M0S管Q6的栅极均与驱动电路3连接，第五M0S管Q5和第六M0S管Q6同时导通或同时关断。[〇〇29]本实用新型的电路不限制串联的电池单体的个数，电路中的二极管也可以用M0S 管来代替，均衡电源的输入电压为串联电池组的总电压。
[0030]具体应用时，当电压检测模块检测到某一个电池单体的电压小于标准电压时，相应的驱动电路会将其对应的M0S管导通，均衡电源会给对应的电池单体进行充电；当电压检测模块检测到某一个电池单体的电压大于标准电压时，相应的驱动电路会将其对应的M0S 管关断，从而实现各单体电池电压之间的均衡。这种主动均衡方法接近无损均衡，另外均衡开关选用M0S管，其比继电器方案大大降低了成本、提高了均衡装置的抗震性能及可靠性。
[0031]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种基于MOS管实现锂电池电能主动均衡的电路，其特征在于包括均衡电源、N个电 池单体、2N个M0S管、2N个二极管和N个驱动电路;其中，N个电池单体串联连接，N大于1;所述 M0S管的源极与二极管的阳极连接，M0S管的栅极与驱动电路连接，M0S管的漏极与均衡电源 的正极或电池单体的负极连接，二极管的阴极与均衡电源的负极或电池单体的正极连接， 每个驱动电路中均设有电压检测模块。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于M0S管为N沟道M0S管或P沟道M0S管。3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述二极管用M0S管代替。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于均衡电源的输入电压为串联电池组的总电压。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于所述电路包括均衡电源、3个电池单体、6个 M0S管、6个二极管和3个驱动电路;6个M0S管分别为第一 M0S管Q1、第二M0S管Q2、第三M0S管 Q3、第四M0S管Q4、第五M0S管Q5、第六M0S管Q6，6个二极管分别为二极管D1、二极管D2、二极 管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于第一 M0S管Q1的漏极与均衡电源的正极连 接，第一 M0S管Q1的源极与二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极与电池单体1的正极连接； 电池单体1的负极与第二M0S管Q2的漏极连接，第二M0S管Q2的源极与二极管D2的阳极连接， 二极管D2的阴极与均衡电源的负极连接，第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2的栅极均与驱动电路 1连接，第一 M0S管Q1和第二M0S管Q2同时导通或同时关断；第四M0S管Q4的漏极与均衡电源的正极连接，第四M0S管Q4的源极与二极管D4的阳极连 接，二极管D4的阴极与电池单体2的正极连接；电池单体2的负极与第三M0S管Q3的漏极连 接，第三M0S管Q3的源极与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与均衡电源的负极连接， 第三M0S管Q3与第四M0S管Q4的栅极均与驱动电路2连接，第三M0S管Q3与第四M0S管Q4同时 导通或同时关断；第五M0S管Q5的漏极与均衡电源的正极连接，第五M0S管Q5的源极与二极管D5的阳极连 接，二极管D5的阴极与电池单体3的正极连接；电池单体3的负极与第六M0S管Q6的漏极连 接，第六M0S管Q6的源极与二极管D6的阳极连接，二极管D6的阴极与均衡电源的负极连接， 第五M0S管Q5和第六M0S管Q6的栅极均与驱动电路3连接，第五M0S管Q5和第六M0S管Q6同时 导通或同时关断。
【文档编号】H02J7/00GK205725078SQ201620626687
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】陈广辉, 曹光明
【申请人】洛阳鑫光锂电科技有限公司