一种电池管理电路的制作方法_2

文档序号:8414828阅读:来源:国知局
[0015]图1为本发明的第一种电路连接图。
[0016]图2为本发明的第二种电路连接图。
[0017]图3为本发明第二种电路连接图的工作原理示意图。
[0018]图4为本发明第二种电路连接图的工作原理波形图。
[0019]图5为本发明中电池单元连接组设有两串电池包时连接示意图。
[0020]图6为本发明中电池单元连接组设有两串电池包时的工作原理示意图。
[0021]图7为本发明中电池单元连接组设有四串电池包时的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
[0023]请参阅图1-7,一种电池管理电路,包括电池单元连接组、平衡电路和控制电路,所述控制电路通过平衡电路连接电池单元连接组,所述电池单元连接组包括多个电池,电池单元连接组中的电池串联连接,电池单元连接组中的第一个电池的负极接地,电池单元连接组中最后一个电池的正极连接负载开关,所述平衡电路包括整流桥、变压器和多个MOS管,当电池单元连接组中的一个或多个电池连接负载进行输出,且该电池单元连接组被激活时,平衡电路用一个或多个容量更大的电池来补充电流给容量较小的电池,所述控制电路用来监控正在充电的电池的充电情况,并且控制电路与平衡电路连接来激活平衡电路,从而检测电池单元连接组中是否有低容量的电池过度充电。
[0024]请参阅图1,所述电池管理电路中,所述电池单元连接组包括电池BT1、电池BT2、电池BT3和电池BT4,所述控制电路包括控制芯片U1,所述平衡电路包括五个二极管、五个MOS管和一个变压器Tl,变压器Tl包括线圈LI和线圈L2,电池BTl的负极分别连接MOS管Q2的源极、控制芯片Ul的12脚并接地,电池BTl的正极分别连接电池BT2的负极、MOS管Q2的漏极、MOS管Q3的源极和控制芯片Ul的11脚,电池BT2的正极分别连接电池BT3的负极、MOS管Q3的漏极、MOS管Q4的源极和控制芯片Ul的10脚,电池BT3的正极分别连接电池BT4的负极、MOS管Q4的漏极、MOS管Q5的源极和控制芯片Ul的9脚,电池BT4的正极分别连接负载开关SI的I脚、二极管D5、M0S管Q5的漏极和控制芯片Ul的8脚,负载开关SI的2脚通过电阻Rl接地,负载开关SI的3脚连接控制芯片Ul的3脚,MOS管Q2的栅极连接控制芯片Ul的7脚,MOS管Q3的栅极连接控制芯片Ul的6脚,MOS管Q4的栅极连接控制芯片Ul的5脚,MOS管Q5的栅极连接控制芯片Ul的4脚,二极管D5另一端连接线圈L2的上端,线圈L2的下端接地,线圈LI的上端连接MOS管Ql的漏极,线圈LI的下端分别连接二极管Dl和二极管D2,二极管Dl另一端分别连接二极管D3和220V交流电的正极,二极管D2另一端分别连接二极管D4和220V交流电的负极,二极管D3另一端和二极管D4另一端并联后分别连接MOS管Ql的源极和控制芯片Ul的2脚,MOS管Ql的栅极连接控制芯片Ul的I脚。
[0025]所述控制芯片Ul监测电池单元连接组中的电池电压并且激活MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4和MOS管Q5中的一个或多个,以防止低容量的电池过度充电,平衡电路通过调节MOS管Q2、M0S管Q3、M0S管Q4和MOS管Q5来调节通过每个电池的电流,即所述电池管理电路保持电池单元连接组中的电池在充电或放电过程中电压的平衡,电池管理电路允许电池单元连接组中所有电池的能量容量用尽,且当电池充电保存能量时,提供高性能的电压平衡,保证电池单元连接组的温度最低。
[0026]请参阅图2,所述电池管理电路中,所述电池单元连接组包括电池BT1、电池BT2、电池BT3和电池BT4,所述控制电路包括控制芯片U1,所述平衡电路包括九个二极管、四个MOS管和一个变压器T2,变压器T2包括线圈L3、线圈L4、线圈L5、线圈L6、线圈L7、线圈L8和线圈L9,电池BTl的负极分别连接线圈L6的下端、控制芯片Ul的12脚并接地,电池BTl的正极分别连接电池BT2的负极、二极管D10、线圈L5的下端和控制芯片Ul的11脚,二极管DlO另一端连接线圈L6的上端,电池BT2的正极分别连接电池BT3的负极、二极管D9、线圈L4的下端和控制芯片Ul的10脚,二极管D9另一端连接线圈L5的上端,电池BT3的正极分别连接电池BT4的负极、二极管D8、线圈L3的下端和控制芯片Ul的9脚,二极管D8另一端连接线圈L4的上端,电池BT4的正极分别连接负载开关SI的I脚、二极管D6、二极管D7、控制芯片Ul的8脚和MOS管Q9的漏极,负载开关SI的2脚通过电阻Rl接地,负载开关SI的3脚连接控制芯片Ul的3脚,二极管D7另一端连接线圈L3的上端,二极管D6另一端连接线圈L7的下端,线圈L7的上端连接MOS管Q7的漏极,MOS管Q7的源极接地,MOS管Q7的栅极连接控制芯片Ul的4脚,线圈L8的下端接地,线圈L8的上端连接MOS管Q8的漏极,MOS管Q8的源极分别连接MOS管Q9的源极和控制芯片Ul的5脚,MOS管Q8的栅极和MOS管Q9的栅极并联后连接控制芯片Ul的6脚。
[0027]所述电池管理电路使用线圈L3、线圈L4、线圈L5和线圈L6来独立的给每一块电池进行充电,二极管Dl、二极管D2、二极管D3和二极管D4组成整流桥将220V的交流电压转化成直流电压,MOS管Q7和线圈L7构成开关控制器,开关控制器多元平等的连接在一个或多个电池上控制其电压输出,当放电时,电池电压缓慢下降,此时电池通过负荷开关SI为负荷提供电力,当电池单元连接组中任何一个低容量电池电压下降到预定值以下,开关控制器被激活并且开关控制器为该低容量电池提供分流,使该低容量电池的最小电压增加,开关控制器提供分流给低容量电池的能量来自电池单元连接组中的其他高容量电池,这种能量转换的过程一直持续到电池单元连接组里所有电池的能量全部用完,当电池单元连接组中高容量电池电压达到预定值,负荷会断开连接,开关控制器无效,从而停止放电。
[0028]当电池充电时,MOS管Ql和线圈L7被激活,以便与动力干线绝缘。电路使用MOS管Q8和MOS管Q9来提供同步的整流,以便提供高性能的轻微的电压给高容量的电池充电,在这个操作中,由于线圈L3、线圈L4、线圈L5和线圈L6没有足够的电压来分别开启二极管D7、二极管D8、二极管D9和二极管D10,因此线圈L3、线圈L4、线圈L5和线圈L6是未被激活的。当电池充电时,高容量电池电压上升并且最终一个或多个电池将达到完全充满的电压,例如当电池充到90-95%的容量时,整流桥是不激活的,电流减少,仅仅高容量的电池会被充电,高容量电池的容量远远超过低容量电池的容量,低容量电池仍然会接受到一部分电流,但是该电流的容量与那些还没有达到完整容量的电池有关系,因此全部的充电电流都减少了,充电结束后减少了单个电池温度的上升,帮助延展电池的有效寿命。
[0029]请参阅图3-4,所述电池管理电路中电池BTl接近充满电,电池BT2和电池BT3有点没充满,电池BT4完全没充满,因为通过电池BT4的电压只有3.6V,控制电路检测电池完全没充满,控制电路激活平衡电路并且MOS管Q2开始转换能量到电池BT4来保持电压远离衰竭。在传统的电池管理系统中,电池BT4中的电压允许衰竭,所有电池单元连接组中的电池电压均会下降到足够低来引发电路保护并且将负载断开连接,因此电池单元连接组将会终止服务并充电,尽管电池还有很多能量。
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