[實用新型]一種蓄電池或電容充放電管理均衡系統

有效

• 申請號: 201220738957.2
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN203104011U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 楊雄文;任志慧
• 申請（專利權）人: 石家莊通合電子科技股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 石家莊匯科專利商標事務所 13115
• 代理人: 周大偉

本實用新型涉及電路技術領域，特別是涉及一種蓄電池或電容充放電管理均衡系統。

近年來，蓄電池組在電動汽車、大型后備電源等場景的應用越來越廣泛。受單節電池容量及電壓限制，蓄電池的應用經常以多節電池串聯或并聯成組以達到所需要求。

由于電池組包含多個單體電池，因此就要保證單體電池之間的一致性。如果單體電池之間出現差異又不能夠及時做均衡處理，則這種差異會在電池組的日常使用中進一步加大，最終導致整個電池組的容量嚴重衰減，最終可能由于某個單體的性能下降而使整個電池組都面臨著報廢的危險。

現有技術中常見的電池均衡電路包括無源電阻均衡電路和包含電容、電感或變壓器的有源均衡電路。

無源電阻均衡電路通過電阻消耗多余的電池能量，效率低、發熱嚴重。而常用的有源均衡電路由于控制復雜、穩定性差、體積大、均衡電流小等問題，很難應用到產品中。

現有的一種通過電容器傳遞能量的主動均衡電路是通過控制開關的導通使電容在相鄰電池間傳遞能量，最終以使各電池能量達到平衡。本方案雖然相對無源均衡電阻方案效率較高，但能量只能在相鄰電池間傳遞，且控制較為復雜。

還有一種通過變壓器傳遞能量的主動均衡電路，可實現任意一節單體電池與整組電池之間能量的雙向傳遞。該方案均衡速度較快，但由于多繞組變壓器的存在，限制了其成本及體積。

本實用新型要解決的技術問題是提供一種可自動控制的、均衡能力大、高效率、小體積的蓄電池充放電管理均衡系統。

為解決上述技術問題，本實用新型的實施例提供一種蓄電池或電容充放電管理均衡系統，包括集中控制模塊和至少兩個均衡模塊，所述每一均衡模塊都連接所述集中控制模塊，且每一均衡模塊連接一節單體電池或電容；其中所述每一均衡模塊包括脈沖寬度調制發生器PWM、開關管Tn、二極管Dn和儲能電感Ln；其中蓄電池或電容Cn的正極與開關管Tn，儲能電感Ln，蓄電池或電容Cn的負極順次串聯；二極管Dn的陰極連接開關管Tn與儲能電感Ln的連接點，二極管Dn的陽極連接整個電池組的充/放電輸出端的負極；所述脈沖寬度調制發生器PWM包括三個管腳，其中一個管腳連接開關管Tn的一端，另一管腳通過儲能電感Ln連接開關管Tn的另一端，還有一管腳連接開關管Tn的控制端以控制所述開關管Tn開啟/關閉。

作為上述技術方案的優選，所述開關管Tn為接觸器、場效應管、晶閘管、可關斷晶閘管、電力晶體管、IGCT、IGBT中的一種。

作為上述技術方案的優選，所述開關管Tn為接觸器、場效應管、晶閘管、可關斷晶閘管、電力晶體管、IGCT、IGBT中的一種。

作為上述技術方案的優選，所述二極管Dn為肖特基二極管或快恢復二極管。

本實用新型的上述技術方案的有益效果如下：

本實用新型采用通用的均衡模塊，可以提高電池的充電次數、優化電池的充電性能等特點的同時，具有接線簡單、模塊化結構、實用性強、過充能量回饋、過放能量補償等優點。

圖1為本實用新型實施例的蓄電池或電容充放電管理均衡系統的結構示意圖。

為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本實用新型實施例提出了一種蓄電池或電容充放電管理均衡系統，能夠用來對蓄電池或超級電容等設備進行充放電時進行均衡管理。該系統包括集中控制模塊和至少兩個均衡模塊，所述每一均衡模塊都連接所述集中控制模塊，且每一均衡模塊連接一節單體電池或電容；其中所述每一均衡模塊包括脈沖寬度調制發生器PWM、開關管Tn、二極管Dn和儲能電感Ln，蓄電池或電容Cn的正極與開關管Tn，儲能電感Ln；其中蓄電池或電容Cn的負極順次串聯；二極管Dn的陰極連接開關管Tn與儲能電感Ln的連接點，二極管Dn的陽極連接整個電池組的充/放電輸出端的負極；所述脈沖寬度調制發生器PWM包括三個管腳，其中一個管腳連接開關管Tn的一端，另一管腳通過儲能電感Ln連接開關管Tn的另一端，還有一管腳連接開關管Tn的控制端以控制所述開關管Tn開啟/關閉。

其中，所述開關管Tn為接觸器、場效應管、晶閘管、可關斷晶閘管、電力晶體管、IGCT、IGBT中的一種。所述開關管Tn為接觸器、場效應管、晶閘管、可關斷晶閘管、電力晶體管、IGCT、IGBT中的一種。所述二極管Dn為肖特基二極管或快恢復二極管。