[發明專利]一種電池組的均衡電路

在審

• 申請號: 201310541252.0
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103779889A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 沙樹勇;孫慶;吳戰宇;黃毅;周壽斌;魏迪
• 申請（專利權）人: 江蘇華富儲能新技術股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張學彪

技術領域

本發明屬于電池管理系統的技術領域，具體涉及一種電池組的均衡電路。

背景技術

在電池發展歷史上，電池一致性一直被提及，但從來沒有被今天這樣強調過，對于真正的動力、儲能應用，串聯上百只電池很常見，在上百串電池中任何一串出現問題，會帶來嚴重后果，盡管可以通過各種pack方式減小這種影響，但還是杯水車薪。受制于安全性的要求，目前的高壓電池組基本由磷酸鐵鋰組成。磷酸鐵鋰生產過程用到鐵原料，鐵這種元素三種化合態：單質、+2價、+3價，很容易轉化，即使在被認為廉價的鉛酸電池中，都十分忌諱任何價態的鐵元素，因為+2、+3價的鐵離子很容易相互轉換，即使電池不通過電流情況下，+2鐵在電池正極容易被氧化為+3價，而在電池負極容易被還原為+2價，所以離子態的鐵會在電池之間傳遞能量，鋰離子正負極之間只有不到20微米的隔膜，鐵離子很容易擴散到另外一個電極上去，所以只需要極其微量的鐵離子，就可以產生很可觀的自放電電流。電池在生產過程中會有很多不一致性因素，如容量、內阻、溫度敏感度等，但遠沒有自放電不一致性危害那么大。

電池的一致性問題成為磷酸鐵鋰電池之類的高能電池在高電壓電池組應用上最大的瓶頸。世界上個沒有兩片完全一樣的樹葉，也不可能有完全一樣的電池，電池的不均衡性是絕對的，所一般需要外部電路來輔助電池調節電池狀態這種電路一般稱之為均衡系統。

因此，需要一種鋰離子電池組的均衡電路以解決上述問題。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術中鉛蓄電池正極添加劑的缺陷，提供一種可以用于鉛蓄電池正極添加劑的鉍金屬有機框架材料的制備方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的鉍金屬有機框架材料的制備方法采用如下技術方案：

???????一種電池組的均衡電路，所述電池組包括多個串聯連接的單個電池，其特征在于，包括模擬開關陣列、電壓采集芯片、第一能量總線、第二能量總線、自動正負極性轉換橋、雙向DC/DC直流變換器、供電系統、主被動選擇開關、MCU控制單元和電壓監控單元，所述電壓采集芯片連接所述電池組和MCU控制單元，所述第一能量總線分別連接所述單個電池的一端，所述第二能量總線分別連接所述單個電池的另一端，所述第一能量總線和第二能量總線與所述電池組之間均設置有所述模擬開關陣列，所述第一能量總線和第二能量總線均連接所述自動正負極轉換橋和電壓監控單元，所述電壓監控單元連接所述MCU控制單元，所述自動正負極轉換橋連接所述雙向DC/DC直流變換器，所述雙向DC/DC直流變換器連接所述供電系統，所述雙向DC/DC直流變換器通過所述主被動選擇開關連接所述MCU控制單元。

更進一步的，所述模擬開關陣列為photoMOS光電耦合器。由低速的松下款photoMOS構成，具有開關速度底，開關可靠，隔離可靠度度高的特點，這種開關的輸入端的LED產生光，光通過隔離介質到達對面的光伏電池堆，從而產生電壓，此電壓推動兩個反向串聯的MOS開關管，達到類似隔離繼電器的效果。

?更進一步的，所述自動正負極性轉換橋包括兩個P溝道MOS和兩個N溝道MOS。利用輸入電壓的自舉作用選擇對應的MOS導通，實現類似全橋整流的作用，而且是雙向導通的。

發明原理：在正常工作情況下電壓采集芯片通過對電池組的測量，把電池組內的單節電池電壓輸送的到MCU控制單元，MCU控制單元通過計算對比，從而決定哪一個電池需要被優先均衡，從而發出控制指令命令相應的開啟動作。設需要執行均衡的單個電池的編號為n，那么首先MCU控制單元會打開模擬開關陣列中的第n和n+1兩個開關，經過適當延時之后，通過主被動選擇開關控制雙向DC/DC直流變換器的能量流動方向，以執行均衡的功能。

?當某只電池電壓過高需要放電的時候，這只電池通過模擬開關陣列、自動正負極性轉換橋連接到雙向DC/DC直流變換器上，雙向DC/DC直流變換器把電池的能量輸送到供電系統上，實現了這只電池的對外放電，而不是通過電阻消耗掉。

當某只電池由于自放電高等原因出現電壓過低或SOC落后而需要補充電時候，這只電池通過模擬開關陣列、自動正負極性轉換橋連接到雙向DC/DC直流變換器上，雙向DC/DC直流變換器把供電系統的能量輸送給此電池，給此電池進行充電。