[發明專利]鋰離子動力電池組均衡充電系統

在審

• 申請號: 201410253927.6
• 申請日: 2014-06-09
• 公開（公告）號: CN105244926A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 黃偉昭;李偉善;李小平;胡佳娜;張遠明;馮岸柏;馮洪亮;陳毅斌;井明召;嚴艷明;楊禹超;馮藝豐
• 申請（專利權）人: 深圳華粵寶電池有限公司;華南師范大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 胡海斌

1.一種鋰離子動力電池組均衡充電系統，用于對鋰離子動力電池組進行均衡充電管理，其特征在于，包括鋰離子動力電池組、監測模塊、控制模塊以及均衡充電模塊；所述監測模塊、所述均衡充電模塊分別與所述控制模塊連接；所述鋰離子動力電池組包括多節串聯設置的鋰離子動力電池；

所述均衡充電模塊包括均衡充電保護單元、充電機以及充電總線；所述均衡充電保護單元與每節所述鋰離子動力電池并聯設置，所述均衡充電保護單元的輸出端與所述充電總線連接；所述充電總線并聯于所述鋰離子動力電池組的兩端之間，所述充電機分別與所述充電總線、所述鋰離子動力電池組連接；

所述監測模塊用于對每節所述鋰離子動力電池的電壓進行監測，并將監測結果輸出到所述控制模塊；

所述控制模塊用于根據所述監測結果計算獲得所述鋰離子動力電池組的平均電壓值，并判斷每節所述鋰離子動力電池的電壓值與所述平均電壓值的差值是否大于上限值或是否低于下限值；當所述控制模塊判斷所述差值大于所述上限值時，所述控制模塊控制所述均衡充電保護單元對所述鋰離子動力電池進行分流，并通過所述輸出端輸出到充電總線；當所述差值低于所述下限值時，所述控制模塊控制所述充電機通過所述均衡充電保護單元為所述鋰離子動力電池充電；當所述鋰離子動力電池的電壓值回復到預設電壓值后，所述均衡充電保護模塊停止工作。

2.根據權利要求1所述的鋰離子動力電池組均衡充電系統，其特征在于，所述均衡充電保護單元包括PWM控制器、返馳式轉換器以及連接于每節鋰離子動力電池兩端的模擬開關和MOS管；

所述返馳式轉換器用于對充電機輸入的電壓進行升壓轉換；所述PWM控制器用于將所述鋰離子動力電池的電壓值與所述返馳式轉換器轉換后的電壓值進行比較，并根據比較結果產生PWM控制信號控制所述MOS管的導通狀況。

3.根據權利要求1所述的鋰離子動力電池組均衡充電系統，其特征在于，所述上限值為+5伏特，所述下限值為-5伏特。

4.根據權利要求1所述的鋰離子動力電池組均衡充電系統，其特征在于，所述預設電壓值為鋰離子動力電池組中所有串聯設置的鋰離子動力電池的平均電壓值。

5.根據權利要求1所述的鋰離子動力電池組均衡充電系統，其特征在于，所述均衡充電模塊還包括多副邊耦合變壓均衡單元；所述多副邊耦合變壓均衡單元包括主邊側電路以及副邊側電路；所述主邊側電路與所述鋰離子動力電池組并聯；每節所述鋰離子動力電池均并聯設置一副邊側電路。

6.根據權利要求5所述的鋰離子動力電池組均衡充電系統，其特征在于，所述主邊側電路包括主邊側線圈、第一NPN三極管、第二NPN三極管、第一電容以及第二電容；所述第一電容與所述第二電容串聯并連接于所述鋰離子動力電池組的正極和負極之間；所述第一NPN三極管的集電極與所述鋰離子動力電池組的正極連接，發射極與所述第二NPN三極管的集電極連接；所述第二NPN三極管的發射極與所述鋰離子動力電池組的負極連接；所述第一NPN三極管的基極、所述第二NPN三極管的基極分別與所述控制模塊連接；所述主邊側線圈的一端連接于所述第一NPN三極管與所述第二NPN三極管之間，另一端則連接于所述第一電容與所述第二電容之間；

所述副邊側電路包括副邊側線圈、第一二極管、第二二極管以及第三電容；所述副邊側線圈一端與所述第一二極管的正極連接，另一端與所述第二二極管的正極連接；所述第一二極管的負極和所述第二二極管的負極連接后與所述鋰離子動力電池的正極連接；所述第三電容與所述鋰離子動力電池并聯；所述鋰離子動力電池的負極連接于所述副邊側線圈的中間節點。

7.根據權利要求1所述的鋰離子動力電池組均衡充電系統，其特征在于，還包括散熱模塊；所述散熱模塊與所述控制模塊連接；所述散熱模塊置于所述鋰離子動力電池組的一側；所述散熱模塊用于對所述鋰離子動力電池組進行散熱降溫。

8.根據權利要求7所述的鋰離子動力電池組均衡充電系統，其特征在于，所述監測模塊還用于對每節所述鋰離子動力電池的溫度進行監測，并將溫度監測結果輸出到所述控制模塊；所述控制模塊根據所述溫度監測結果判斷所述鋰離子動力電池組的溫度是否超過第一預設溫度值，若是，則所述控制模塊控制所述散熱模塊工作，對所述鋰離子動力電池組進行散熱降溫。