一种串联电池组充放电均衡电路的制作方法_2

文档序号:8756308阅读:来源:国知局
0内阻参数和开关管内阻参数,计算出电流值;
[0030]2.通过在干路增加采样电阻,检测采样电阻两端的电压。
[0031]在本实用新型实施例中,串联电池组100单体串联电池组100存在一定的故障率,当多个单体串联电池组100串并联时,可能会存在个别单体串联电池组100损坏导致整个串联电池组100组不能工作。该实用新型,可以判断出损坏的单体串联电池组100,将其设定为一直处于旁路状态,从而实现屏蔽故障单体串联电池组100的功能。
[0032]在本实用新型实施例中,解决了现有的串联电池组100充放电均衡电路中,串联电池组100各单体电池的充放电曲线差异,导致不能够最大化利用电能且降低了单体电池的使用寿命的问题。消除了串联电池组100中各个单体电池之间电压的差异,从而在串联电池组100正常使用的情况下,既可以最大化利用电能,也可以提高单体电池的使用寿命。
[0033]实施例二
[0034]参考图2,图2是本实用新型实施例提供的串联电池组100充放电均衡电路的电路图,详述如下:
[0035]其中,所述串联电池组100包括单体电池ΒΤ1、ΒΤ2、ΒΤ3、ΒΤ4,所述控制电路200为微控制单元MCU,所述主路开关管包括NPN型三极管Ql、Q3、Q5、Q7,所述旁路开关管包括NPN型三极管Q2、Q4、Q6、Q8 ;
[0036]所述NPN型三极管Ql、Q3、Q5、Q7的输入端分别与所述串联电池组100中单体电池BT1、BT2、BT3、BT4的正极相连接,输出端分别与所述MCU的电压检测端A1、A2、A3、A4相连接,控制端分别与所述MCU中输出脉冲调制信号、控制主路通断的主路控制端B1、B2、B3、B4相连接,构成控制主路通断的回路;
[0037]所述NPN型三极管Q2、Q4、Q6、Q8的输入端分别与所述串联电池组100中单体电池BT1、BT2、BT3、BT4的负极相连接,输出端分别与所述MCU的电压检测端A1、A2、A3、A4相连接,控制端分别与所述MCU中输出脉冲调制信号、控制旁路通断的旁路控制端B1、B2、B3、B4相连接,构成控制旁路通断的回路。
[0038]其工作原理如下:
[0039]假设单体电池BTl电压最高,Ql断开Q2闭合,充电电流从旁路Q2流过,不经过BT1,充入BTl的电压减少。为了避免充电两端电压电流突变,MCU以脉冲调制方式(PulseWidth Modulat1n,PWM),输出脉冲调制信号、控制Q1、Q2的导通和截止,使单体电池BTl以脉冲方式充电,由于控制了 PWM的占空比,等效于单体电池BTl以低于其他电池的电压电流充电。
[0040]为便于说明,下面以放电均衡过程和充电均衡过程为例,详述如下:
[0041]放电均衡过程:
[0042]放电时,MCU检测单体电池BTl各点电压,可以得出每个单体电池的电压,根据每个单体电池的电压,控制Q1、Q2的导通和截止,来实现放电均衡。
[0043]假设BTl电压最低,Ql断开Q2闭合,放电电流从旁流流过,不经过BTl,BTl释放的电能减少。为了避免BTl两端电压突变导致输出电压突变,MCU控制Ql和Q2以PWM方式断开和闭合,使电池BTl以脉冲方式放电,控制PWM的占空比,等效于电池BTl以低于其他电池的电压电流放电。假设电池单体电池为U,总电压为U*X,该例中,同一时间片内的旁路单体为1,电压变化范围为U*(X-1)?U*X。在负载端,通过并联电容,来稳定输出电压,此外,因为PWM频率较高,输出电压脉动很小。
[0044]放电均衡过程:
[0045]采用轮流休息算法,根据单体数目和需要电压,采用灵活的算法,比如单体数目比较多时,可以多个单体同时休息。假设负载需要4个单体电池串联输出,串联电池组100布置5个单体电池,放电时,电压最低的电池,旁路,依靠其他4个单体电池供电,间歇检测电压,当电压最低的单体电池变化时,对应地改变休息的单体。
[0046]以上所述,仅为本实用新型的【具体实施方式】,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种串联电池组充放电均衡电路,外接提供电源或者用户设备,包括由多个单体电池串联组成的串联电池组、控制电路,所述控制电路与所述串联电池组相连接,其特征在于,所述串联电池组充放电均衡电路还包括: 由多个主路开关管构成的主路开关管组,各个所述主路开关管的输入端分别与所述串联电池组中各个单体电池的正极相连接,各个所述主路开关管的输出端分别与所述控制电路的电压检测端相连接,各个所述主路开关管的控制端分别与所述控制电路中输出脉冲调制信号、控制主路通断的主路控制端相连接,构成控制主路通断的回路; 由多个旁路开关管构成的旁路开关管组,各个所述旁路开关管的输入端分别与所述串联电池组中各个单体电池的负极相连接,各个所述旁路开关管的输出端分别与所述控制电路的电压检测端相连接,各个所述旁路开关管的控制端分别与所述控制电路中输出脉冲调制信号、控制旁路通断的旁路控制端相连接,构成控制旁路通断的回路。
2.如权利要求1所述的串联电池组充放电均衡电路,其特征在于,所述主路开关管的输出端和所述旁路开关管的输出端共接于所述控制电路的电压检测端。
3.如权利要求1所述的串联电池组充放电均衡电路,其特征在于,所述主路开关管和旁路开关管为具有开关作用的电子元器件。
4.如权利要求1或3所述的串联电池组充放电均衡电路,其特征在于,所述主路开关管和旁路开关管为NPN型三极管,所述NPN型三极管的集电极、发射极和基极分别为所述开关管的输入端、输出端和控制端。
5.如权利要求1或3所述的串联电池组充放电均衡电路,其特征在于,所述主路开关管和旁路开关管为NMOS管,所述NMOS管漏极、源极和栅极分别为所述开关管的输入端、输出端和控制端。
6.如权利要求1所述的串联电池组充放电均衡电路,其特征在于,所述串联电池组包括单体电池BT1、BT2、BT3、BT4,所述控制电路为微控制单元MCU,所述主路开关管包括NPN型三极管Ql、Q3、Q5、Q7,所述旁路开关管包括NPN型三极管Q2、Q4、Q6、Q8 ; 所述NPN型三极管Ql、Q3、Q5、Q7的输入端分别与所述串联电池组中单体电池BTl、BT2、BT3、BT4的正极相连接,输出端分别与所述MCU的电压检测端A1、A2、A3、A4相连接,控制端分别与所述MCU中输出脉冲调制信号、控制主路通断的主路控制端B1、B2、B3、B4相连接,构成控制主路通断的回路; 所述NPN型三极管Q2、Q4、Q6、Q8的输入端分别与所述串联电池组中单体电池BT1、BT2、BT3、BT4的负极相连接,输出端分别与所述MCU的电压检测端A1、A2、A3、A4相连接,控制端分别与所述MCU中输出脉冲调制信号、控制旁路通断的旁路控制端B1、B2、B3、B4相连接,构成控制旁路通断的回路。
【专利摘要】本实用新型适用于电气技术领域,提供了一种串联电池组充放电均衡电路,包括串联电池组、控制电路,还包括:由多个主路开关管构成的主路开关管组,各个主路开关管的输入端分别与串联电池组中各个单体电池的正极相连接,输出端分别与控制电路的电压检测端相连接,控制端分别与控制电路中输出脉冲调制信号、控制主路通断的主路控制端相连接,构成控制主路通断的回路;由多个旁路开关管构成的旁路开关管组,各个旁路开关管的输入端分别与串联电池组中各个单体电池的负极相连接,输出端分别与控制电路的电压检测端相连接,控制端分别与控制电路中输出脉冲调制信号、控制旁路通断的旁路控制端相连接,构成控制旁路通断的回路。
【IPC分类】H02J7-00
【公开号】CN204465038
【申请号】CN201520032398
【发明人】荆延杰
【申请人】荆延杰
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月16日
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