[發(fā)明專利]一種鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110108198.1
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN102170157A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季馬貴
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇富朗特新能源有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池組的修復(fù)電路，尤其是鋰離子電池組平衡電壓的修復(fù)電路，具體地說是一種鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，由于單個鋰離子電池的電壓只有3.7V左右，在實(shí)際使用時為了滿足工作電壓等級要求，通常需要將若干個鋰離子電池串聯(lián)成電池組，由于單體電池存在一定的差異性，電池組在使用一段時間后或在組裝時就會出現(xiàn)串聯(lián)在一起的各個電池的端電壓不平衡的現(xiàn)象，雖然部分鋰離子電池組的保護(hù)系統(tǒng)有電壓均衡裝置，但其只有在系統(tǒng)充電末期，當(dāng)個別單體端電壓接近充電保護(hù)電壓時，才有幾十毫安的最大平衡電流通過，且充電結(jié)束后平衡很快就終止，平衡時間短、容量差別小，效果非常不明顯，同時對于處在平衡電壓設(shè)定值以下或非充電狀態(tài)電池組電壓的平衡就無能為力。市場迫切需要不受端電壓限制的平衡電路，只要用戶認(rèn)為有必要時，就能方便、快捷、有效進(jìn)行端電壓的平衡。

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發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對電池組在使用一段時間后或在組裝時出現(xiàn)的串聯(lián)在一起的各個電池的端電壓不平衡的問題，提出一種當(dāng)用戶需要時，就能方便、快捷、有效進(jìn)行端電壓平衡的鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)，它包括多個電壓平衡模塊，在n個鋰離子電池P串聯(lián)構(gòu)成的電池組中，n-1個電壓平衡模塊分別位于相鄰的鋰離子電池P之間，n為正整數(shù)。

本發(fā)明的電壓平衡模塊包括由運(yùn)算放大器Un、比較電阻Rn1、Rn2構(gòu)成的比較電路和由負(fù)載電阻RnL、隔離保護(hù)電阻Rn3、場效應(yīng)管Qn構(gòu)成的平衡驅(qū)動電路，比較電路的一信號輸入端即運(yùn)算放大器Un的反相信號輸入端作為電壓平衡模塊的信號輸入與對應(yīng)的相鄰兩組鋰離子電池Pn、Pn-1的中間抽頭相連，比較電路的另一信號輸入端即運(yùn)算放大器Un的同相信號輸入端作為電壓平衡模塊的另一信號輸入與比較電阻Rn1、Rn2的連接點(diǎn)相連，比較電阻Rn1、Rn2串聯(lián)并接在相鄰的兩組鋰離子電池Pn、Pn-1的兩端，運(yùn)算放大器Un的信號輸出通過隔離保護(hù)電阻Rn3后連接平衡驅(qū)動電路即驅(qū)動場效應(yīng)管Qn的柵極，場效應(yīng)管Qn的漏極與負(fù)載電阻RnL的一端相連，負(fù)載電阻RnL的另一端連接鋰離子電池Pn的正極，場效應(yīng)管Qn的源極連接鋰離子電池Pn-1的負(fù)極。

本發(fā)明的比較電阻Rn1、Rn2串聯(lián)，電阻Rn1與電阻Rn2的阻值相等，作為分壓電阻并接在串聯(lián)的兩組鋰離子電池Pn、Pn-1的兩端。

本發(fā)明的運(yùn)算放大器Un的信號輸出通過隔離保護(hù)電阻Rn3后驅(qū)動平衡驅(qū)動電路即驅(qū)動場效應(yīng)管Qn的柵極，場效應(yīng)管Qn的柵極電壓決定相鄰的鋰離子電池組Pn、Pn-1經(jīng)負(fù)載電阻RnL、場效應(yīng)管Qn后平衡電流In-1的有無：若鋰離子電池Pn高于鋰離子電池Pn-1的電壓，平衡電流In-1導(dǎo)通；若鋰離子電池Pn等于或低于鋰離子電池Pn-1的電壓，平衡電流In-1截止。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)，由若干個相同的電壓平衡模塊組成，每個電壓平衡模塊由比較電路和平衡驅(qū)動電路構(gòu)成。平衡電流I的有無取決于對應(yīng)的兩只鋰離子電池電壓比較的結(jié)果。若電池組中的第n只電池Pn的電壓高于相鄰電池Pn-1的電壓，則In-1導(dǎo)通，Pn和Pn-1的電壓同時下降直至Pn的電壓低于Pn+1的電壓時，In導(dǎo)通，Pn-1的電量上升，Pn下降，當(dāng)滿足Pn和Pn-1的電壓相等時，In-1截止，完成Pn的平衡；同理若電池組中的第n只電池Pn的電壓低于相鄰電池的電壓，側(cè)In導(dǎo)通，Pn和Pn+1的電壓同時下降直至In+1導(dǎo)通，由于In+1導(dǎo)通使得Pn的電位上升直至平衡。

本發(fā)明的鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)，當(dāng)用戶需要時，就能方便、快捷、有效進(jìn)行端電壓平衡，具有結(jié)構(gòu)簡單、平衡精度高和效果好的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)的電路圖。

圖2是本發(fā)明的鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)的工作原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

一種鋰離子電池組的電壓平衡系統(tǒng)，它包括多個電壓平衡模塊，在n個鋰離子電池P串聯(lián)構(gòu)成的電池組中，n-1個電壓平衡模塊分別位于相鄰的鋰離子電池P之間，n為正整數(shù)。