[發(fā)明專利]一種動(dòng)力電池組充電均衡電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110332852.7
• 申請(qǐng)日: 2011-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN102364812A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 桑泉;王新標(biāo);周芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第二一四研究所蘇州研發(fā)中心
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi);李艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及動(dòng)力電池充電技術(shù)領(lǐng)域，更特別涉及一種動(dòng)力電池組充電均衡電路。

背景技術(shù)

電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池的性能在很大程度上決定了電動(dòng)車的性能，目前電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池一般由多節(jié)單體電池串聯(lián)而成，由于單體電池存在不一致性，其容量會(huì)產(chǎn)生差異，而串聯(lián)電池組的容量是由單體電池的最小容量來決定的，因而這些差異會(huì)縮短電池組的使用壽命，為了降低這種不平衡性對(duì)動(dòng)力電池的影響，在充電過程中優(yōu)先考慮使用均衡充電電路。

均衡充電分為化學(xué)均衡法和物理均衡法兩種。化學(xué)充電均衡法是在電池電解液中添加一定比例的氧化還原電對(duì)，以防止電池過充電，但是該方法難以控制；物理充電均衡法大致包括損耗型、集中式無源均衡和智能充電均衡等，其中損耗型能量損耗較大，集中式無源均衡包括單體到組、組到單體和雙向三種，它們都是采用一個(gè)磁芯，初次級(jí)匝比一致性較差，提升電池組的壽命并不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)力電池組充電均衡電路，其實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力電池串聯(lián)充電時(shí)的電池電量飽和均衡方式。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種動(dòng)力電池組充電均衡電路，它包括：

具有第一輸入端以及第二輸入端和第一輸出端以及第二輸出端的單元電池，多個(gè)單元電池相串聯(lián)組成動(dòng)力電池組，每個(gè)單元電池的第一輸入端與外部充電源相連；

采樣比較器，與所述單元電池的第一輸出端相連，用于將單元電池的電壓值與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)單元電池電源低于或等于基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述采樣比較器不能輸出有效電平信號(hào)；當(dāng)單元電池電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述采樣比較器輸出一有效電平信號(hào)；

具有第一輸入端以及第二輸入端和輸出端的開關(guān)電路和驅(qū)動(dòng)電源，所述開關(guān)電路將從其第一輸入端和第二輸入端輸入的電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制驅(qū)動(dòng)電源的開啟信號(hào)或斷開信號(hào)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電源接收到開啟信號(hào)或斷開信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)電源供電或斷電，所述開關(guān)電路的第一輸入端與所述采樣比較器相連，所述開關(guān)電路接收到所述采樣比較器輸出的所述有效電平信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為一開啟信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電源供電；

振蕩電路，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電源供電后，振蕩電路輸出振蕩信號(hào)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電源斷電后，振蕩電路停止輸出振蕩信號(hào)；

具有第一輸入端以及第二輸入端和輸出端的飽和放電電能反饋電路，所述飽和放電電能反饋電路的第一輸入端與所述單元電池的第二輸出端相連，所述飽和放電電能反饋電路的第二輸入端與振蕩電路相連，所述飽和放電電能反饋電路用于在接收到所述振蕩電路輸出的所述振蕩信號(hào)后，驅(qū)動(dòng)所述單元電池放電，所述飽和放電電能反饋電路的輸出端與所述動(dòng)力電池組中電壓未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電壓的單元電池的第二輸入端相連，所述飽和放電電能反饋電路用于將所述單元電池放出的電能反饋至動(dòng)力電池組中未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電壓的單元電池；

光耦隔離控制電路，用于對(duì)每個(gè)單元電池的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)所述光耦隔離控制電路監(jiān)測(cè)到每個(gè)單元電池處于基準(zhǔn)電壓時(shí)，向所述開關(guān)電路的第二輸入端輸出無效的電平信號(hào)，所述開關(guān)電路的第二輸入端在接收到無效的電平信號(hào)后將其轉(zhuǎn)換為斷開信號(hào)，驅(qū)使驅(qū)動(dòng)電源斷電。

優(yōu)選地，所述開關(guān)電路包括一第一三極管（V2）,當(dāng)單元電池電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)，所述采樣比較器輸出一高電平信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述第一三極管（V2）導(dǎo)通，進(jìn)一步向所述振蕩電路開通電源供電5V。

優(yōu)選地，所述振蕩電路在接收到驅(qū)動(dòng)電源后，驅(qū)動(dòng)一第二三極管(V5)導(dǎo)通，再驅(qū)動(dòng)一功率MOSFET（V6），開啟單元電池放電。

優(yōu)選地，當(dāng)所有單元電池充電飽和或充電結(jié)束時(shí)，所述光耦隔離控制電路驅(qū)動(dòng)一第三三極管（V3)導(dǎo)通，從而關(guān)斷所述第一三極管（V2），進(jìn)一步關(guān)斷所述振蕩電路，停止單元電池放電。

優(yōu)選地，所述飽和放電電能反饋電路中包括一反激式變壓器（T1）。

優(yōu)選地，所述基準(zhǔn)電壓為3.8V。

本發(fā)明對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：本發(fā)明所公開的動(dòng)力電池組充電均衡電路可精確地控制單元模塊的飽和電壓和放電電流，先飽和的電池單元能量反饋給電池組，并且先飽和的單元電池脈沖瞬間放電，改善了單元電池的J.A.MAS可充電曲線，從而改善整個(gè)串聯(lián)電池組的壽命。本發(fā)明的動(dòng)力電池組電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠、成本低廉。

附圖說明