[發明專利]一種實現鋰電池電能一致的均衡電路

有效

• 申請號: 201310747148.7
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103730935B
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 李民英;陳志偉;張明峰
• 申請（專利權）人: 廣東志成冠軍集團有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/42
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

技術領域

本發明涉及鋰電池電能均衡領域，尤其涉及一種實現鋰電池電能一致的均 衡電路。

背景技術

近年來，越來越多的產品采用鋰離子電池做為主要電源，主要是由于鋰離 子電池具有體積小，能量密度高，無記憶效應，循環壽命高，自放電率低等優 點。

但是在串聯電池組，雖然通過單體電池的電流相同，但是其容量不同，電 池的放電深度也會不同，容量大的總會淺充淺放，而容量小的總會過充過放， 這就造成容量大的衰減緩慢、壽命延長；容量小的衰減加快，壽命縮短，兩者 之間的差異會越來越大，而且除了容量方面的差異，充放電速度的差異，對溫 度的敏感度，都在使用過程中對各個電池單體的壽命產生不同的影響。而電池 組的使用壽命是由整組的容量取決于最小的那節單體電池。而這種單體電池的 個體差異在生產的過程中可以盡量接近，但是這種差異是無法消除的，故在電 池的使用和充放電過程中需要調節電池均衡。

現有技術有通過增加電阻使較快的單體電池減慢充放電速度，從而達到一 致，這種方法無謂地消耗了電能，造成了浪費。

發明內容

本發明提出了一種為相鄰兩個鋰電池設置電容，通過電容調節相鄰兩個鋰 電池之間的電能，在免除電能浪費的情況下實現鋰電池電能一致的均衡電路。

為實現上述設計，本發明采用以下技術方案：

一種實現鋰電池電能一致的均衡電路，包括多個串聯的鋰電池組成的電池 組，還包括：電源隔離電路、均衡電容、電容開關電路和脈沖電路，所述電源 隔離電路和所述鋰電池相連；每兩個相鄰的鋰電池設置一個均衡電容用作兩個 鋰電池之間的電能轉移使電能平衡，每個電池設置一個電容開關電路，相鄰兩 個鋰電池的電容開關電路配合控制均衡電容的連接方式使兩個鋰電池之間電能 流動直到趨于一致，所述脈沖電路向所述電容開關電路輸出脈沖實現對均衡電 容的控制。

其中，所述電容開關電路包括電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻 R5、電阻R6、光電耦合器U2、光電耦合器U3、三極管Q1、三極管Q2、MOS 管M1和MOS管M2，所述電阻R3的一端接+5V，另一端和光電耦合器U2的 引腳1相連；光電耦合器U2的引腳2接脈沖信號JHA，引腳4和三極管Q1的 基極、電阻R1的一端相連；三極管Q1的集電極和電阻R2的一端、MOS管 M1的柵極相連；電阻R1的另一端、電阻R2的另一端、電阻R4的一端、電阻 R5的一端接到第一輸出端子；MOS管M1的源極和MOS管M2的漏極接到第 二輸出端子，MOS管M1的漏極和對應鋰電池的正極相連；電阻R4的另一端 和三極管Q2的基極、光電耦合器U3的引腳4相連；電阻R5的另一端和三極 管Q2的集電極、MOS管M2的柵極相連；光電耦合器U3的引腳1和電阻R6 的一端相連，電阻R6的另一端接+5V，光電耦合器U3的引腳2接脈沖信號JHB； 光電耦合器U2的引腳3、光電耦合器U3的引腳3、三極管Q1的發射極、三極 管Q2的發射極和MOS管M2的源極均和對應的鋰電池的負極相連；電池組正 極的第一個鋰電池對應的電容開關電路的第一輸出端子和電源隔離電路相連； 其他鋰電池對應的電容開關電路的第一輸出端子，和電池組正極的第一個鋰電 池的正極相連；所述均衡電容的正極和對應的兩個鋰電池中靠近電池組正極的 鋰電池的電容開關電路的第二輸出端子相連，均衡電容的負極和對應的兩個鋰 電池中靠近電池組負極的鋰電池的電容開關電路的第二輸出端子相連。

其中，所述脈沖信號JHA和脈沖信號JHB的驅動波形設置有死區時間。

其中，所述電阻R1、電阻R2、電阻R4、電阻R5的阻值均為5.1KΩ；電阻 R3、電阻R6的阻值均為1KΩ，MOS管M1、MOS管M2的型號均為AO3400。

其中，所述電源隔離電路包括型號為B0505的芯片U1、電容C2、電容C3； 所述電容C3的正極、芯片U1的引腳1均接+5V；電容C3的負極、芯片U1的 引腳2均接地；芯片U1的引腳5和電容C2的負極、電池組中正極的第一個鋰 電池的正極相連；芯片U1的引腳7和電容C2的正極、電池組中正極的第一個 鋰電池的電容開關電路的第一輸出端子相連。

其中，所述電容C2和電容C3的參數均為10V/100μF。

其中，所述脈沖電路的脈沖信號由STM32F107單片機生成。