一种锂电池组全面式主动均衡控制模块的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明具体来说涉及一种锂电池组全面式主动均衡控制模块。
【背景技术】
[0002]锂电池组属于多串并锂电池组，广泛应用于笔记本电脑、LED手电筒、数码相机、矿灯、医疗设备、应急灯等生产厂家，对电器起到很好的保护作用。本发明所介绍的锂电池组模块是一种在锂电池管理系统过程中，可以保证每一节电池都处于满电状态而且所有电池电压都趋近一致，相对于能量消耗式均衡，提高了能量的利用效率和锂电池的使用效率。
【发明内容】
[0003]本发明所解决的技术问题在于提供一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0004]一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，包括以下模块:(I) POWER模块，为整个系统提供供电；(2)单个电池电压、温度采样模块，采用BQ87PL536做电压采集器，用3个该芯片级联使用可同时采样16?18个电池的电压，6个电池温度，采样的数据通过SPI总线方式上传给微处理器MCU模块；(3 )FPGA显示驱动IXD模块，用于显电池组系统的各种状态和数据，包括电池组充放电状态、均衡状态、总电压、总电流、单体电压、温度，均衡电流、以及故障信息，完成人机交互；(4)微处理器MCU模块，采用ARM核芯片STM32F103VET6单片机作为处理器，用于读取单个电池电压、温度采样模块的数据、控制显现模块显示内容、对主动均衡开关矩阵控制、处理系统的一些异常事件和对外部进行通讯；(5)主动均衡开关矩阵控制器，用于控制主动均衡开关矩阵控制和提供相应的驱动能力；(6)主动均衡开关矩阵，控制对电池组中的某一个电池充电；(7)均衡电压源模块，为单个电池充电提供能量，输出电流受单片机控制；(8 )系统充放电模块，用于电池组充放电回路通断控制。
[0005]进一步，模块中所述的锂电池组在充电过程中是串充的。
[0006]进一步，模块中所述的均衡电路不工作时，单体电池电压、温度采集模块不断的采集每个电池的电压和温度，并把所有的数据都通过SPI总线上传给微处理器MCU模块，微处理器MCU模块首先判断哪一个电池电压最高，如果最高电池电压到达3.65V后，微处理器MCU模块控制系统充放电模块关断串充回路，同时启动主动均衡回路。
[0007]进一步，模块中所述的系统充电过程为微处理器MCU计算找出电池组中单个电池电压低于3.65V的电池，通过主动均衡开关矩阵控制模块控制与该电池相对应的两个开关导通，均衡电压源模块对相对应的电池进行单独充电，11为充电电流方向，充电电流可以有MCU模块控制，直到电池电压充到3.65V时停止充电，微处理器MCU模块计算出电池组中电压低于3.65V的电池，并通过控制对其——单独充电，直到所有的电池电压都是3.65V，保证所有电池都充满，均衡电路停止工作。
[0008]进一步，模块中所述的主动均衡开关矩阵控制器确保任一时候只有一组电池在均衡。
[0009]有益效果:
本发明在锂电池管理系统过程中，可以保证每一节电池都处于满电状态，而且所有电池电压都趋近一致，相对于能量消耗式均衡，提高了能量的利用效率和锂电池的使用效率。
[0010]
【具体实施方式】
为了使本发明的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0011]一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，包括以下模块:(I) POWER模块，为整个系统提供供电；(2)单个电池电压、温度采样模块，采用BQ87PL536做电压采集器，用3个该芯片级联使用可同时采样16?18个电池的电压，6个电池温度，采样的数据通过SPI总线方式上传给微处理器MCU模块；(3)FPGA显示驱动IXD模块，用于显电池组系统的各种状态和数据，包括电池组充放电状态、均衡状态、总电压、总电流、单体电压、温度，均衡电流、以及故障信息，完成人机交互；(4)微处理器MCU模块，采用ARM核芯片STM32F103VET6单片机作为处理器，用于读取单个电池电压、温度采样模块的数据、控制显现模块显示内容、对主动均衡开关矩阵控制、处理系统的一些异常事件和对外部进行通讯；(5)主动均衡开关矩阵控制器，用于控制主动均衡开关矩阵控制和提供相应的驱动能力；(6)主动均衡开关矩阵，控制对电池组中的某一个电池充电；(7)均衡电压源模块，为单个电池充电提供能量，输出电流受单片机控制；(8)系统充放电模块，用于电池组充放电回路通断控制。
[0012]进一步，模块中所述的锂电池组在充电过程中是串充的。
[0013]进一步，模块中所述的均衡电路不工作时，单体电池电压、温度采集模块不断的采集每个电池的电压和温度，并把所有的数据都通过SPI总线上传给微处理器MCU模块，微处理器MCU模块首先判断哪一个电池电压最高，如果最高电池电压到达3.65V后，微处理器MCU模块控制系统充放电模块关断串充回路，同时启动主动均衡回路。
[0014]进一步，模块中所述的系统充电过程为微处理器MCU计算找出电池组中单个电池电压低于3.65V的电池，通过主动均衡开关矩阵控制模块控制与该电池相对应的两个开关导通，均衡电压源模块对相对应的电池进行单独充电，11为充电电流方向，充电电流可以有MCU模块控制，直到电池电压充到3.65V时停止充电，微处理器MCU模块计算出电池组中电压低于3.65V的电池，并通过控制对其——单独充电，直到所有的电池电压都是3.65V，保证所有电池都充满，均衡电路停止工作。
[0015]进一步，模块中所述的主动均衡开关矩阵控制器确保任一时候只有一组电池在均衡。
[0016]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，其特征在于，包括以下模块:(I) POWER模块，为整个系统提供供电；(2)单个电池电压、温度采样模块，采用BQ87PL536做电压采集器，用3个该芯片级联使用可同时采样16?18个电池的电压，6个电池温度，采样的数据通过SPI总线方式上传给微处理器MCU模块；(3) FPGA显示驱动IXD模块，用于显电池组系统的各种状态和数据，包括电池组充放电状态、均衡状态、总电压、总电流、单体电压、温度，均衡电流、以及故障信息，完成人机交互；(4)微处理器MCU模块，采用ARM核芯片STM32F103VET6单片机作为处理器，用于读取单个电池电压、温度采样模块的数据、控制显现模块显示内容、对主动均衡开关矩阵控制、处理系统的一些异常事件和对外部进行通讯；(5)主动均衡开关矩阵控制器，用于控制主动均衡开关矩阵控制和提供相应的驱动能力；(6)主动均衡开关矩阵，控制对电池组中的某一个电池充电；(7)均衡电压源模块，为单个电池充电提供能量，输出电流受单片机控制；(8)系统充放电模块，用于电池组充放电回路通断控制。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，其特征在于，模块中所述的锂电池组在充电过程中是串充的。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，其特征在于，模块中所述的均衡电路不工作时，单体电池电压、温度采集模块不断的采集每个电池的电压和温度，并把所有的数据都通过SPI总线上传给微处理器MCU模块，微处理器MCU模块首先判断哪一个电池电压最高，如果最高电池电压到达3.65V后，微处理器MCU模块控制系统充放电模块关断串充回路，同时启动主动均衡回路。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，其特征在于，模块中所述的系统充电过程为微处理器MCU计算找出电池组中单个电池电压低于3.65V的电池，通过主动均衡开关矩阵控制模块控制与该电池相对应的两个开关导通，均衡电压源模块对相对应的电池进行单独充电，11为充电电流方向，充电电流可以有MCU模块控制，直到电池电压充到3.65V时停止充电，微处理器MCU模块计算出电池组中电压低于3.65V的电池，并通过控制对其——单独充电，直到所有的电池电压都是3.65V，保证所有电池都充满，均衡电路停止工作。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，其特征在于，模块中所述的主动均衡开关矩阵控制器确保任一时候只有一组电池在均衡。
【专利摘要】本发明公开了一种锂电池组全面式主动均衡控制模块，包括以下模块：（1）POWER模块；（2）单个电池电压、温度采样模块；（3）FPGA显示驱动LCD模块；（4）微处理器MCU模块；（5）主动均衡开关矩阵控制器；（6）主动均衡开关矩阵；（7）均衡电压源模块；（8）系统充放电模块。本发明在锂电池管理系统过程中，可以保证每一节电池都处于满电状态，而且所有电池电压都趋近一致，相对于能量消耗式均衡，提高了能量的利用效率和锂电池的使用效率。
【IPC分类】H02J7-00
【公开号】CN104578205
【申请号】CN201310492909
【发明人】尹传丰, 张建文, 张拥乱
【申请人】合普新能源科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年10月21日