一种均衡充电的锂电池组合装置的制作方法

本实用新型涉及一种均衡充电的锂电池组合装置。

背景技术：

锂离子电池是目前能够大规模生产和应用的能量密度最高、综合性能最好的蓄电池，但是单体锂电池的电压较低，不到4伏，在电动工具、电动汽车等需要较大功率的应用场合，需要通过串联组合起来，形成较高的电压。锂电池组在充放电过程中各锂电池单体的电压会出现差异，这种电压不一致如果得不到控制会造成电池的过充过放，影响锂离子电池的安全性、可靠性和循环寿命。

公开号为CN201120473314.5专利公开了一种串联锂电池均衡充电装置，其设有多线圈变压器、能量转换电路、电压检测电路和控制单元，控制逻辑复杂，构成电路复杂，电流和电压应力大，能耗高，影响了锂电池组均衡充电的安全性和可靠性。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的缺陷与不足，本实用新型旨在提供一种均衡充电的锂电池组合装置，其控制逻辑简单，结构简单，操作便捷，并能保证锂电池组合电池单体的电压均衡。

本实用新型涉及一种均衡充电的锂电池组合装置，其包括由二节以上单体锂电池串联而成锂电池组合，锂电池组合与MCU控制模块的信号检测端相连接，MCU控制模块的电源是由外部电源通过降压芯片提供。锂电池组充电时，主充电路连接整个锂电池组合的正负极两端，MCU控制模块通过PWM脉冲宽度调制信号的调节，控制充电电流，对锂电池组合进行串联充电；锂电池组任意一节单体电池达到设定电压时，MCU控制模块关断主充电路并启动辅充电路中的控制开关，锂电池组合接入辅充电路，辅充电路的电源同样由外部电源供电，辅充充电电源通过变压器输出多路电流，通过专用单节充电芯片给锂电池组合各节单体电池充电，锂电池组合电池单体的辅充电路相互隔离，可同时独立对各锂电池单体进行均衡充电；各锂电池单体与电压检测电路相连接，锂电池组合单体电池电压由各电压检测回路测定，当所述单体锂电池达到设定的充电截止电流时，关断该单体锂电池的辅充电路，当所有锂电池单体辅充结束时，每一节锂电池单体的电压相同，实现整个锂电池组的电压均衡。

按照本实用新型的均衡充电的锂电池组合装置的结构简单，均衡充电时间短、效率高，装置的安全可靠性强。

在上述方案中优选的是，所述主充电路与所述辅充电路分别由两个独立的外部电源供电，由所述MCU控制模块控制主充电路和辅充电路开关的切换。锂电池组充电时，主充电路连接整个锂电池组合的正负极两端，锂电池组合任意一节单体电池达到设定电压，MCU控制模块关断主充电路并启动辅充电路中控制开关，锂电池组合接入辅充电路，辅充电路的电源由另一个外部电源供电，辅充充电电源通过变压器输出多路电流，通过专用单节充电芯片给锂电池组合各节单体电池充电，锂电池组电池单体的辅充电路相互隔离，可同时独立对各锂电池单体进行均衡充电；各锂电池单体与电压检测电路相连接，锂电池组单体电池电压由各电压检测电路测定，当所述单体锂电池达到设定的充电截止电流时，关断该单体锂电池的辅充电路，当所有锂电池单体辅充结束时，每一节锂电池单体的电压相同，实现整个锂电池组的电压均衡。

上述的优选方案是主充电路和辅充电路可以作为两个独立的充电电路工作，减小了电流和电压之间的应力，减少损耗，提高了均衡充电的效率。

在上述任一方案中优选的是，所述辅充电路由多个独立的变压器输出多路电流，变压器次级线圈分别通过专用单节充电芯片连接每节锂电池单体的正负极两端，各锂电池单体的充电电路相互隔离，可同时独立对各节电池单体进行均衡充电。锂电池组充电时，主充电路连接整个锂电池组的正负极两端；锂电池组合任意一节单体电池达到设定电压，MCU控制模块关断主充电路并启动辅充电路中控制开关，锂电池组合接入辅充电路，辅充电路的电源由外部电源供电，辅充充电电源通过多个独立变压器输出多路电流，通过单节充电芯片给锂电池组合各节单体电池充电，锂电池组合电池单体的辅充电路相互隔离，可同时独立对各锂电池单体进行均衡充电；各锂电池单体与电压检测电路相连接，锂电池组合单体电池电压由各电压检测电路测定，当所述单体锂电池达到设定的充电截止电流时，关断该单体锂电池的辅充电路，当所有锂电池单体辅充结束时，每一节锂电池单体的电压相同，实现整个锂电池组的电压均衡。

上述的优选方案是所述辅充电路通过多个独立的变压器输出多路电流，减少变压器次级线圈相互间的电磁作用，减少损耗，提高了均衡充电的效率。

在上述任一方案中优选的是，由所述MCU控制模块控制充电电路对锂电池组进行均衡充电，所述主充电路和辅充电路由同一个外部电源供电，辅充电路通过多线圈变压器输出多路电流，多线圈变压器由铁芯和至少两组线圈构成，单体电池电压由各电压检测电路测定，当锂电池组合任一节单体电池端电压达到电压设定值时,即所述变压器次级线圈输出端与专用单节充电芯片相连接输出多路电流，所述专用单节充电芯片分别连接每节锂电池单体的正负极两端，各锂电池单体的充电电路相互隔离，可同时独立对各节电池单体进行均衡充电，所述锂电池组合的各单体电池与电压检测电路相连接，当所述单体锂电池达到设定的充电截止电流时，关断该单体锂电池的辅充电流路，当所有锂电池单体辅充结束时，每一节锂电池单体的电压相同，实现整个锂电池组的电压均衡。

上述优选方案采用所述主充电路和所述辅充电路由同一个外部电源供电，所述辅充电路采用多线圈变压器输出多路电流，降低锂电池组均衡充电装置的成本，提高均衡充电装置的稳定性，适用性，实用性。

附图说明

图1为按照本实用新型的锂电池组合一优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

此处所描述的具体实施用于解释本发明，但并不用于限定本实用新型。

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例 1

如图1所示，一种锂电池组合结构由6节锂电池B1-6单体串联组合而成，主充电路和辅充电路共用同一个外部电源，由MCU控制模块控制开关进行切换。主充电路连接整个锂电池组的正负极两端，对锂电池组进行串联充电；辅充电路通过多圈变压器T1输出6路电流I1-6，形成6个相互隔离的辅充电路分别连接6节单节电池正负极的两端，可以同时对各电池单体进行独立充电。

实施例 2

如图1所示，一种锂电池组合装置由6节锂电池B1-6单体串联组合而成，主充电路和辅充电路采用两个独立的外部电源，由MCU控制模块控制开关进行切换。主充电路连接整个锂电池组的正负极两端，对锂电池组进行串联充电；辅充电路通过多圈变压器T1输出6路电流I1-6，形成6个相互隔离的辅充电路分别连接6节单节电池正负极的两端，可以同时对各电池单体进行独立充电。

实施例 3

如图1所示，一种锂电池组合装置由6节锂电池B1-6单体串联组合而成，主充电路和辅充电路共用同一个外部电源和充电器，由MCU控制模块控制开关进行切换。主充电路连接整个锂电池组的正负极两端，对锂电池组进行串联充电；辅充电路通过6个独立变压器T1-6输出6路电流I1-6，形成6个相互隔离的辅充电路分别连接6节单节电池正负极的两端，可以同时对各电池单体进行独立充电。

实施例 4

如图1所示，一种锂电池组合装置由6节锂电池B1-6单体串联组合而成，主充电路和辅充电路采用两个独立的外部电源，由MCU控制模块控制开关进行切换。主充电路连接整个锂电池组的正负极两端，对锂电池组进行串联充电；辅充电路通过6个独立变压器T1-6输出6路电流I1-6，形成6个相互隔离的辅充电路分别连接6节锂电池正负极的两端，可以同时对锂电池各电池单体进行独立充电。

以上所述仅是本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是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。例如将本实用新型的结构和方法用于超级电容器或铅酸电池。

阅读了本说明后，本领域技术人员不难看出，本实用新型由现有技术的结合构成，这些构成本实用新型的各部分的现有技术有些在此给予了详细描述，有些则出于说明书简明考虑并未事无巨细地赘述，但本领域技术人员阅读了说明书后便知所云。而且本领域技术人员也不难看出，为构成本实用新型而对这些现有技术的结合是饱含大量创造性劳动，是发明人多年理论分析和大量实验的结晶。本领域技术人员同样可以从说明书中看出，这里所披露的每个技术方案以及各个特征的任意组合都属于本实用新型的一部分。