[發明專利]一種電池電量均衡電路

有效

• 申請號: 201310219003.X
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN103269108A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 鄧飛賀;朱得亞
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體涉及一種電池電量均衡電路。

背景技術

由于可充電電池具有較好的性價比而廣泛地應用于各個類電子產品之中，例如應用于電動車輛中。然而，不論是鋰充電電池、鉛酸充電電池還是鎳氫充電電池，由于工藝條件的限制，使得每個電池之間存在一定的差異，而且對于串聯使用的電池組來說，隨著串聯電池組充放電次數的增加，串聯電池組中每個電池的老化程度以及溫度不同，使得各個電池的狀態可能各個不相同，導致各個電池之間的電壓差逐漸增加，從而導致各個電池之間出現電量不均衡現象，使得該串聯電池組的壽命縮短。而且，當各個電池之間的電量不均衡達到一定程度時，電量最小的電池上產生的極性反向現象會對該串聯電池組造成永久性的損壞。

針對上述問題，現有技術提出了應用于串聯電池組的電池均衡器，其工作原理為：采集串聯電池組中各個電池的電壓，然后將高電壓的電池的能量通過儲能單元轉移到低電壓的電池中，進而實現兩個或更多電池之間電量的均衡。但是，這種電池均衡器不易控制，還存在均衡精度均不高、均衡速度不快和成本高等問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中所存在的上述缺陷，提供一種控制簡單、均衡精度高、均衡速度快的電池電量均衡電路。

解決本發明技術問題所采用的技術方案：

所述電池電量均衡電路包括：電池組、電壓采集模塊、開關電路模塊、能量轉移模塊和主控制電路模塊；

所述電池組包括多個串聯的電池子組，每個電池子組均包括多個串聯的電池；

所述電壓采集模塊采用多個，其數量等于電池組中所有電池的總數，用于實時采集各個電池兩端的電壓信號，并將所述電壓信號發送至主控制電路模塊；

所述開關電路模塊包括多個組內開關和分別用于驅動對應組內開關的多個驅動電路，所述組內開關的數量是電池組中所有電池總數的兩倍至四倍，且每個電池的正極和負極分別與一個或兩個組內開關相連；

所述能量轉移模塊采用并聯的兩組，每組均包括一個或多個串聯的能量轉移模塊，且該并聯的兩組能量轉移模塊的數量相同，所述并聯的兩組能量轉移模塊經與各個電池正負極相連的組內開關與各個電池及電池子組并聯；

所述主控制電路模塊用于根據各個電池兩端的電壓信號判斷各個電池之間的電量是否均衡，如判斷不均衡，則發出控制信號至開關電路模塊中相應的驅動電路，使得所述驅動電路控制其對應的組內開關導通/截止，以先通過所述并聯的兩組能量轉移模塊實現各個電池子組之間的電量均衡，再通過所述并聯的兩組能量轉移模塊分別實現各個電池子組內的各個電池之間的電量均衡，從而實現所有電池之間的電量均衡。

優選地，所述開關電路模塊還包括多個組間開關和分別用于驅動對應組間開關的多個驅動電路，所述組間開關的數量等于電池子組數量減一的二倍，且每兩個相鄰電池子組的正極經與各自正極相連的組內開關連接在一個組間開關的兩端，每兩個相鄰電池子組的負極經與各自負極相連的組內開關連接在另一個組間開關的兩端。

優選地，所述組間/組內開關采用N溝道增強型MOS管或P溝道增強型MOS管；

若所述電池的正極或負極與兩個組內開關相連，則該兩個組內開關中的一個為N溝道增強型MOS管，另一個為P溝道增強型MOS管，且所述P溝道增強型MOS管的漏極與N溝道增強型MOS管的源極相連。

優選地，所述N溝道增強型MOS管的漏極與源極之間設置有濾波電容和二極管，所述二極管的負極與N溝道增強型MOS管的漏極相連，正極經濾波電容與N溝道增強型MOS管的源極相連；

所述P溝道增強型MOS管的漏極與源極之間設置有濾波電容和二極管，所述二極管的正極與P溝道增強型MOS管的漏極相連，負極經濾波電容與P溝道增強型MOS管的源極相連。

優選地，所述開關電路模塊中的驅動電路包括NPN晶體管和PNP晶體管，所述NPN晶體管分別與主控制電路模塊和PNP晶體管相連，所述PNP晶體管與一個組間/組內開關相連，以通過主控制電路模塊發出的控制信號控制該組間/組內開關導通/截止。

優選地，所述組間/組內開關采用N溝道增強型MOS管；

所述驅動電路還包括基極電阻、偏置電阻、上拉電阻、第一集電極電阻和第二集電極電阻；