一种蓄电池均衡装置的制作方法

本技术涉及蓄电池储能，特别涉及一种蓄电池均衡装置。

背景技术：

1、蓄电池由于单体电压比较低，在应用中往往要将单个蓄电池串联以电池组的形式使用。对于蓄电池组中的单体电池，由于蓄电池内阻、容量衰减速率的不同以及自放电情况、环境温度变化、单体电池充电接受能力，在充电和放电过程中容易造成个别单体蓄电池过压或欠压，从而导致单体电压的不一致性。当多节串联电池中出现某一节电池偏低或偏高，由于木桶效应，整组串联电池都会停止充放电，经过多次充放电后，单节电池的差异进一步扩大，造成电池组的单体电压不是处于过充就是欠充，甚至过放，造成恶性循环。长此以往不停的充放电操作将对蓄电池组的使用造成不利影响，这时候就需要对电压差异大的蓄电池进行单独均衡。

2、目前蓄电池组的均衡方式主要通过能量耗散来达到各节电池的一致性。能量耗散型均衡方式又称为被动均衡，被动均衡是将电压高的单体电池以热能的形式消耗掉，显然这种均衡方式会使能量损失，而且被动均衡其均衡电流比较小，对于大容量电池来讲这种均衡方式短期均衡效果并不明显。

3、主动均衡方式则是能量的搬迁过程，将整串电池组内的高电压单体电池进行放电，释放的能量再对低电压的单体电池进行充电操作。主动均衡方式可以实现蓄电池的大电流快速均衡，比起被动均衡方式，主动均衡所需时间将大大缩短，可以提高均衡效率。因此采用这种均衡方式要比被动均衡方式更能延长蓄电池的放电时长，提高放电效能，延长蓄电池的使用寿命，最终可以达到节能减排的效果。

4、已有的主动均衡方式主要采用变压器均衡方式，安装结构及控制逻辑复杂，实际操作不够便捷。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种蓄电池均衡装置，利用电感元件作为储能元件，实现对蓄电池组的主动均衡，具有安装便捷、控制逻辑简单、成本低等特点，能够有效提升蓄电池的放电效能，延长蓄电池组的使用寿命。

2、为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供如下方案：

3、一种蓄电池均衡装置，所述蓄电池均衡装置包括带隔离模块的控制器和至少一个均衡单元；所述均衡单元用于对串联的两个蓄电池进行均衡；每个所述均衡单元包括两个电压比较器、一个电感元件、两个mos管、以及阻值相同的两个电阻；

4、其中，所述蓄电池均衡装置中的第一个所述均衡单元包括：第一电压比较器、第二电压比较器、第一电感元件、第一mos管、第二mos管、以及阻值相同的第一电阻和第二电阻；

5、串联的两个蓄电池为第一蓄电池和第二蓄电池；所述第一蓄电池与所述第一电感元件、所述第一mos管构成第一回路；所述第二蓄电池与所述第一电感元件、所述第二mos管构成第二回路；

6、所述第一电阻和所述第二电阻串联在所述第二蓄电池的正极和所述第一蓄电池的负极之间，所述第一电阻和所述第二电阻之间引出第一分压输出端，所述第一分压输出端连接所述第一电压比较器和所述第二电压比较器的负输入端，所述第一电压比较器的正输入端连接所述第一蓄电池的正极，所述第二电压比较器的正输入端连接所述第二蓄电池的正极，所述第一电压比较器和所述第二电压比较器的输出端连接所述控制器；

7、所述第一电感元件的一端连接所述第一蓄电池的正极和所述第二蓄电池的负极，所述第一电感元件的另一端连接所述第一mos管的漏极和所述第二mos管的源极，所述第一mos管的源极连接所述第一蓄电池的负极，所述第二mos管的漏极连接所述第二蓄电池的正极，所述第一mos管和所述第二mos管的栅极连接所述控制器。

8、优选地，所述蓄电池均衡装置还包括第二个均衡单元，第二个所述均衡单元用于对串联的第二蓄电池和第三蓄电池进行均衡；

9、第二个所述均衡单元包括第三电压比较器、第四电压比较器、第二电感元件、第三mos管、第四mos管、以及阻值相同的第三电阻和第四电阻；

10、其中，所述第二蓄电池与所述第二电感元件、所述第三mos管构成第三回路；所述第三蓄电池与所述第二电感元件、所述第四mos管构成第四回路；

11、所述第三电阻和所述第四电阻串联在所述第二蓄电池的负极和所述第三蓄电池的正极之间，所述第三电阻和所述第四电阻之间引出第二分压输出端，所述第二分压输出端连接所述第三电压比较器和所述第四电压比较器的负输入端，所述第三电压比较器的正输入端连接所述第二蓄电池的正极，所述第四电压比较器的正输入端连接所述第三蓄电池的正极，所述第三电压比较器和所述第四电压比较器的输出端连接所述控制器；

12、所述第二电感元件的一端连接所述第二蓄电池的正极和所述第三蓄电池的负极，所述第二电感元件的另一端连接所述第三mos管的漏极和所述第四mos管的源极，所述第三mos管的源极连接所述第二蓄电池的负极，所述第四mos管的漏极连接所述第三蓄电池的正极，所述第三mos管和所述第四mos管的栅极连接所述控制器。

13、优选地，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻的阻值均相等。

14、优选地，所述隔离模块用于使所述控制器与各个电压比较器的输出端以及各个mos管的栅极隔离，以提高所述蓄电池均衡装置的emc性能和抗干扰能力。

15、本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

16、本实用新型实施例中，蓄电池均衡装置采用开关电感式均衡原理，对比变压器均衡方式，开关电感均衡方式具有控制逻辑简单、成本低、安装便捷等特点。通过对蓄电池电压进行主动均衡后，蓄电池组中任意一节蓄电池都不会出现过充、过放、欠充现象，从而延缓了电池极板的损坏，并且阻止蓄电池内部的硫化，进而延长整个蓄电池组的寿命。蓄电池均衡装置可以减少蓄电池维护工作量，从而节约不必要的开支。与被动均衡相比，主动均衡方式还会使蓄电池组中能量保存下来，而且在短时间内实现均衡效果，达到整组蓄电池的均衡，进而提升了蓄电池的放电效能。

技术特征：

1.一种蓄电池均衡装置，其特征在于，所述蓄电池均衡装置包括带隔离模块的控制器和至少一个均衡单元；所述均衡单元用于对串联的两个蓄电池进行均衡；每个所述均衡单元包括两个电压比较器、一个电感元件、两个mos管、以及阻值相同的两个电阻；

2.根据权利要求1所述的蓄电池均衡装置，其特征在于，所述蓄电池均衡装置还包括第二个均衡单元，第二个所述均衡单元用于对串联的第二蓄电池和第三蓄电池进行均衡；

3.根据权利要求2所述的蓄电池均衡装置，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻的阻值均相等。

4.根据权利要求1所述的蓄电池均衡装置，其特征在于，所述隔离模块用于使所述控制器与各个电压比较器的输出端以及各个mos管的栅极隔离，以提高所述蓄电池均衡装置的emc性能和抗干扰能力。

技术总结
本技术公开了一种蓄电池均衡装置，所述蓄电池均衡装置包括带隔离模块的控制器和至少一个均衡单元；所述均衡单元用于对串联的两个蓄电池进行均衡；每个所述均衡单元包括两个电压比较器、一个电感元件、两个MOS管、以及阻值相同的两个电阻。本技术提供的蓄电池均衡装置采用开关电感式均衡原理，具有控制逻辑简单、成本低、安装便捷等特点。通过对蓄电池电压进行主动均衡后，有效避免了蓄电池的过充、过放、欠充现象，从而延长了蓄电池组的寿命。与被动均衡相比，这种主动均衡方式还会使蓄电池组中能量保存下来，而且在短时间内实现均衡效果，进而提升了蓄电池的放电效能。

技术研发人员：豆永江
受保护的技术使用者：云蜂数智物联网有限公司
技术研发日：20230213
技术公布日：2024/1/13