[發明專利]鋰電池組充電容量均衡控制方法及其保護裝置

無效

• 申請號: 200910082802.0
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN101599658A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 陳斌斌;符力建;鄧曉祺
• 申請（專利權）人: 北京華大智寶電子系統有限公司
• 主分類號: H02J7/06
• 分類號: H02J7/06;H02J7/00
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉淑芬

技術領域

本發明涉及一種電池保護方法和電池保護裝置，尤其是涉及一種串聯鋰電池充電保護方法及其充電保護裝置。

背景技術

現在筆記本、電動工具等便攜式產品的應用越來越廣泛，使用的電池電壓也越來越高。為滿足其要求，需要把多節鋰電池電芯串聯來滿足要求。在這種情況下，多節電芯的電壓檢測、管理和保護顯得日益重要。目前針對這點開發出多款保護IC，通過IC中的電壓檢測電路測試電池組中每節電芯的電壓，在充電狀態下，當電芯電壓大于預設過充保護電壓值時，由可編程器件發出信號控制開關電路動作，關斷充電回路，完成對電池組過充電的電壓保護；在放電狀態下，當電芯電壓小于預設過放保護電壓值時，由可編程器件發出信號控制開關電路動作，關斷放電回路，完成對電池組過放電的電壓保護。但在要求較高的輸出電壓而串聯使用多節電芯時，由于電芯之間的差異，充電時時會產生不均衡現象，使各節電芯電壓不同，一般在充電過程中設置一個均衡區間，在此區間內，通過在串聯鋰電池保護系統設置的電芯平衡電路，以及該電芯平衡電路在可編程器件的控制下，可平衡串聯鋰電池中電芯之間的電壓差。

可編程器件通過電壓檢測電路測試電池組中每節電芯的電壓值，在充電狀態時，當電芯電壓大于預設平衡啟動電壓，且有兩節以上(包括兩節)電芯的電壓值之差超過預設平衡電壓時，由可編程器件發出信號控制電池平衡電路動作，完成對電芯電壓不平衡的校正?？删幊唐骷梢允菃纹瑱C，也可以是現場可編程門陣列、復雜可編程邏輯器件等其他可編程器件，系統控制部分，例如可在計算機上運行管理軟件，包括發出指令通知可編程器件修改電芯保護參數，將可編程器件傳來的數據輸入數據庫以便對電芯保護進行管理。

圖1是現有平衡啟動電壓設置方法示意圖，在上述現有方案中，涉及到預設平衡啟動電壓值的問題。可編程器件僅預設一個平衡啟動電壓，即，將過充電保護電壓設置為平衡啟動電壓，一般為4.3伏。過充電恢復電壓設置為均衡停止電壓，一般為4.1伏，兩個電壓之間形成一個均衡區間。在該均衡區間內，控制充電電路停止工作，啟動電壓平衡，當各個電芯之間的電壓差小于預設的值，電路恢復充電，如此往復進行。因為在均衡期間，各個電芯均停止充電，這種充電保護方法是造成目前鋰電池組充電時間過長的原因之一。

發明內容

本發明的目的在于提出一種設置均衡啟動電壓的方式和實現該方法的裝置，使鋰電池組充電過程可以均衡更長的時間，不僅均衡能量提高，充電時間也能縮短。

為了實現本發明的目的，提出一種鋰電池組充電容量均衡控制方法，該方法在充電過程中，在過充電保護電壓和均衡恢復電壓之間的充電均衡區間內增加兩個采樣點，分別為均衡啟動電壓和過充恢復電壓，均衡過程在均衡啟動和均衡停止的區間內都動作，在均衡階段使充電器一直為電池組充電。所述的過充電保護電壓為4.3伏，均衡啟動電壓為4.2伏，過充電恢復電壓為4.15，均衡停止電壓為4.1伏。

本發明還提出一種鋰電池組充電容量均衡控制裝置，該控制裝置具有充電均衡電路，該均衡電路包括：

一均衡模塊，檢測電池組中各個單體的電壓，對電池單體電壓進行容量均衡控制；

一保護模塊，檢測電池組中各個單體的電壓，當檢測到單體電壓過高，控制充放電開關斷開，當檢測到單體電壓低于恢復電壓，打開充放電開關繼續充電；

多個MOS管，所述鋰電池組的多個電池單體分別與一個所述MOS管相連，可以對處于均衡狀態的電池單體放電。

附圖說明

圖1是現有技術均衡啟動電壓設置方法的示意圖；

圖2是本發明均衡啟動電壓設置方法的示意圖；

圖3是本發明充電平衡電路示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做詳細說明。

圖2是本發明均衡啟動電壓設置方法的示意圖，如圖所示，本發明改變現有技術中對均衡啟動電壓的設置，在本發明的方案中，充電保護與均衡啟動電壓的設置涉及4個電壓點：4.3伏的過充保護，4.2伏的均衡啟動，4.15伏的過充恢復和4.1伏的均衡停止。

本方案和先有技術相比增加了兩個采樣點，均衡過程在均衡啟動和均衡停止的區間內都動作，因此，獲得了更長的均衡時間和更短的充電時間。均衡更長時間是說傳統保護是切斷充電器才開始均衡，本方案在切斷之前就開始均衡，在均衡階段充電器也是一直為電池組充電，在整個均衡區間電池組的容量始終在增加。