[發明專利]用于具有過放電保護功能的電池組包的平衡裝置

有效

• 申請號: 200980119405.4
• 申請日: 2009-05-28
• 公開（公告）號: CN102047526A
• 公開（公告）日: 2011-05-04
• 發明（設計）人: 金珠英;鄭道陽;金鍍淵;康柱鉉
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H02J7/04
• 分類號: H02J7/04;H01M2/34;H01M10/44
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 戚傳江;謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種用于平衡電池組包的裝置，更具體而言，涉及一種用于平衡具有過放電防止功能的電池組包的裝置，其可以防止由于控制處理器的故障而使電池被過放電，同時平衡在電池組包中包括的每個電池組包電池的充電電壓。

背景技術

通常地，二次電池組被劃分為鎳鎘電池組、鎳氫電池組、鋰離子電池組、鋰離子聚合物電池組等。這樣的二次電池組還被劃分為基于鋰的電池組和基于鎳氫的電池組?；阡嚨碾姵亟M通常地應用于諸如數字照相機、P-DVD、MP3P、蜂窩電話、PDA、便攜式游戲設備、動力工具和E-自行車的小產品，并且基于鎳氫的電池組通常地應用于諸如需要大功率的電動車輛和混合動力車輛的大產品。

同時，電動力車輛或者混合動力車輛將操作需要大功率的馬達以便移動。為此目的，在電動力車輛或者混合動力車輛中采用的電池組使用從多個電池組電池串聯連接的電池組包輸出的電力作為電源。

在該電池組包中包括的多個電池組電池將均勻地保持其電壓，以便確保穩定性、長壽命跨度和大功率。電動車輛具有多個電池組包，每個電池組包具有多個電池組電池，并且電池組管理系統(BMS)將每個電池組電池保持為合適的電壓電平，同時對電池組包的每個電池組電池充電或者放電。然而，多個電池組電池會由于諸如內阻抗變化的各種因素而不容易保持在等價狀態中，因此，BMS執行用于將多個電池組電池控制為等價狀態的操作。

為了將在高電壓電池組包中的電池組電池控制為具有均一的電壓，半導體開關通常用于有選擇地將放電電阻器(或者，Buck電阻器)連接到其電壓高于平均電壓的電池組電池，從而耗盡由該電池組電池擁有的能量，并且因此降低在電池組電池之間的電壓差。

為了在平衡多個電池組電池時確保安全，如果被放電的電池組電池的電壓被降低到特定電壓電平，則重要的是，切斷在放電電路和相應的電池組電池之間的連接。但是，在一些情況下，在電池組電池和放電電路之間的連接會由于控制每個電池組電池放電的控制處理器的故障，或者程序算法的錯誤而不能在適當的時間被切斷。在這種情況下，電流從該電池組電池中被略微連續地放電，因此，該電池組可以達到過放電狀態。如果該電池組電池被過放電，則會出現各種危險。尤其是，當即將達到過放電狀態時，鋰離子電池組包可能引起諸如爆炸的嚴重問題。

發明內容

本發明被設計成能解決現有技術的問題，并因此，本發明的目的是提供一種用于平衡具有過放電防止功能的電池組包的裝置，其可以防止電池組包由于控制處理器的故障被連續地放電，同時放電電流流動，以平衡電池組電池的充電電壓。

為了實現上述的目的，本發明提供一種用于平衡具有過放電防止功能的電池組包的裝置，其平衡包括多個電池組電池的電池組包的每個電池組電池的充電電壓，該裝置包括：放電電阻器，所述放電電阻器并聯安裝在與電池組電池的兩端相連接的導電線上；平衡信號中繼單元，所述平衡信號中繼單元用于根據平衡控制信號來中繼相應的電池組電池的充電電壓；以及放電切換單元，所述放電切換單元用于接收作為驅動電壓從平衡信號中繼單元中繼的電池組電池的充電電壓，放電切換單元將電池組電池連接到放電電阻器，以在驅動電壓高于有效電壓電平的情況下對電池組電池放電。

優選地，該平衡控制信號是脈沖信號或DC信號模式的高電平信號，其中高電平信號和低電平信號以預定頻率被重復。

優選地，該平衡信號中繼單元是光耦合器，并且該平衡信號中繼單元包括光發射元件和光接收元件。該光發射元件接收平衡控制信號，以將平衡控制信號的高電平信號轉換為光信號，以及光接收元件被連接在電池組電池與放電切換單元之間，并且當光信號從光發射元件施加到其時，將電池組電池的充電電壓從光發射元件中繼到放電切換單元。

優選，該放電切換單元是場效應晶體管(FET)，以及該場效應晶體管包括：源極端子，所述源極端子被連接到電池組電池之一；漏極端子，所述漏極端子經由放電電阻器被連接到電池組電池的另一端；以及柵極端子，所述柵極端子被連接到平衡信號中繼單元。

優選，發起電流在場效應晶體管的源極端子和漏極端子之間流動的有效電壓電平處于高于電池組電池的過放電閾值電壓的電壓電平。

優選，該裝置進一步包括：控制器，所述控制器用于測量在電池組包中包括的多個電池組電池的充電電壓，以選擇需要平衡的電池組電池，并且將平衡控制信號施加到與選擇的電池組電池相連接的平衡信號中繼單元，以操作平衡信號中繼單元。