[發明專利]一種鋰離子動力電池的主動均衡系統及其均衡方法

有效

• 申請號: 200910251509.2
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101740827A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 蘇志高
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/44
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

技術領域

本發明涉及一種汽車電池均衡技術，尤其是一種鋰離子動力電池的 主動均衡系統及其均衡方法。

背景技術

動力蓄電池多采用串聯方式連接，由于各單塊蓄電池在制造、初始 容量、電壓、內阻以及蓄電池組中各單塊蓄電池的溫度等方面均不完全 相同，在使用過程中，會造成某單塊蓄電池的過充電和過放電現象，嚴 重時會造成個別蓄電池的容量比其它蓄電池都低，在放電過程中，其電 量首先放完，同時，由于該蓄電池的電壓低，又喪失了放電的能力，這 時它就成為了一個用電器，其余尚有容量的蓄電池就串聯起來給它充 電，出現蓄電池的反極現象，使得整個蓄電池組不能夠正常工作，同時 對反極的蓄電池壽命造成極大的影響。

在充電過程中，首先放完電的蓄電池，又會首先被充滿，這樣就會 出現過充電現象，使得整個蓄電池組不能正常被充滿電。實際上一組蓄 電池中的實際放出的容量是由實際容量最小的那塊蓄電池所決定的，即 該蓄電池容量告罄時，其他蓄電池無法繼續工作.充電過程中也是如此。 因此在混合動力電動汽車的儲能蓄電池工作過程中，蓄電池間的不均衡 性是影響蓄電池工作的一個非常有害的因素，對電池組進行均衡控制是 十分有必要。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種能夠對若干電池單體的電量進行 均衡、延長蓄電池壽命的的鋰離子動力電池的主動均衡系統。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種鋰離子動力電 池的主動均衡系統，包括由多個電池單體串聯組成的電池模塊B，變壓 器T的初級線圈L通過總開關S接電池模塊B的正、負極，變壓器T的 各個次級線圈分別通過各個分開關接在各個電池單體的正、負極上，總 開關S跨接在主控芯片MCU的信號輸入端和接地端之間，采樣處理電路 接在主控芯片MCU的信號輸入端和總開關S之間。

本發明的另一目的在于提供一種鋰離子動力電池的主動均衡系統 的均衡方法，該方法包括下列順序的步驟：

(1)斷開總開關S，依次閉合各個分開關，使采樣處理電路對各個 電池單體的電量進行循環采樣，并將采樣結果發送至主控芯片MCU；

(2)主控芯片MCU計算電池模塊B內各個電池單體的平均電壓， 對電壓高的電池單體進行上限均衡，反之，對電壓低的電池單體進行下 限均衡。

由上述技術方案可知，本發明將變壓器T的初級線圈L連接在電池 模塊B上，將變壓器T的次級線圈分別與組成電池模塊B的各個電池單 體連接，利用電感效應，通過電能——磁能——電能的轉換完成相互充 電或放電的過程，實現了對電池單體電量的上限或下限均衡的功能，延 長了蓄電池的壽命，無需采用冷卻系統，結構簡單，高效率、低功耗， 更符合節能環保的概念。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖；

圖2是圖1中采樣處理電路的電路圖；

圖3是本發明的系統擴展圖。

具體實施方式

一種鋰離子動力電池的主動均衡系統，包括由多個電池單體串聯組 成的電池模塊B，變壓器T的初級線圈L通過總開關S接電池模塊B的 正、負極，變壓器T的各個次級線圈分別通過各個分開關接在各個電池 單體的正、負極上，總開關S跨接在主控芯片MCU的信號輸入端和接地 端之間，采樣處理電路1接在主控芯片MCU的信號輸入端和總開關S之 間，如圖1所示。

結合圖1、2，所述的采樣處理電路1包括二極管D1，二極管D1的 正極與初級線圈L的一端相連，二極管D1的負極分兩路輸出，一路與 電阻R2的一端相連，另一路與電容C1的一端連接，電阻R2的另一端 與穩壓二極管D2的正極相連，穩壓二極管D2的負極接穩壓二極管D3 的負極，穩壓二極管D3的正極與初級線圈L的另一端相連，二極管D1、 電阻R2、穩壓二極管D2、穩壓二極管D3和初級線圈L組成串聯回路， 電容C1的另一端接主控芯片MCU的信號輸入端，電容C2與電阻R1并 聯后跨接在主控芯片MCU的信號輸入端和接地端上，主控芯片MCU的接 地端接地，初級線圈L的一端與總開關S相連，通過總開關S接地。所 述的總開關S和各個分開關均采用場效應管，總開關S為場效應管Q， 所述的初級線圈L的一端與場效應管Q的漏極相連，場效應管Q的源極 接地。采樣處理電路1用于對電池模塊B內的電池單體進行循環采樣。