[發明專利]一種綜合式的鋰電池組均衡電路及均衡方法

有效

• 申請號: 201410384908.7
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104158245A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 趙韓;張坤;江昊
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;合肥工業大學（馬鞍山）高新技術研究院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術領域

本發明涉及一種綜合式的鋰電池均衡方案，尤其是一種用于串聯鋰電池組的綜合式的鋰電池組均衡電路及均衡方法。

背景技術

在新能源汽車領域，動力鋰電池被廣泛串聯使用，用于驅動汽車、回收制動能量等等。然而，電池由于生產制造過程中的差異會導致其存在不一致現象，在成組的過程中通過精心挑選，選用一致性好的電池串聯，以減小鋰電池組的不一致性。不過在其使用過程中，由于安裝和使用條件的差異，依然會導致鋰電池組的不一致性差異加大。如果不加以管理，會導致電池加速老化，儲存能力減少直至報廢，因此，必須對電池進行均衡來改善電池的不一致問題，提高鋰電池組的壽命和效率。

針對均衡管理，目前主要有兩種技術，耗散性均衡和非耗散型均衡。耗散性均衡通過并聯電阻對電池放電的形式，將鋰電池組中能量較高的單體的能量釋放掉，該方式操作簡單，均衡效果明顯，是目前實際應用中最廣泛使用的方法。非耗散型均衡是通過儲能元器件(電感、電容)，將能量較高單體的能量進行轉移，補充給能量較低單體的均衡方法。

發明內容

本發明是為避免上述已有技術中存在的不足之處，提供了一種綜合式的鋰電池組均衡電路及均衡方法，以解決鋰電池組在使用過程中逐漸拉大的不一致性問題。

本發明為解決技術問題，提供了一種綜合式的鋰電池組均衡電路及均衡方法。

一種綜合式的鋰電池組均衡電路，其結構特點是，鋰電池組由多節電池串聯而成，包括電池B1、電池B2和電池B3；所述鋰電池組均衡電路包括A/D采樣模塊，電容C1、電容C2、電容C3、電容C4，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5，二極管D1、二極管D2，電池B1、電池B2、電池B3，電感L1、電感L2，開關管Q1、開關管Q2、開關管Q3，組合開關管Q4、組合開關管Q5、組合開關管Q6，光耦1、光耦2、光耦3；

所述A/D采樣模塊分別接串聯鋰電池組的每一節電池B1、電池B2、電池B3，所述電容C1、電阻R2組成RC低通濾波電路；所述電阻R1的兩端分別接鋰電池組的負極和開關管Q1低電位端；

所述電阻R2的一端與電容C1的一端相連接且連接點與所述A/D采樣模塊相連接，所述電阻R2的另一端與鋰電池組中電池B3的正極相連接，所述電容C1的另一端、電阻R3的一端、電容C2的一端相連接且連接點與所述A/D采樣模塊相連接；電阻R3的另一端與鋰電池組中電池B2的正極相連接，電容C2的另一端、電阻R4的一端、電容C3的一端相連接且連接點與所述A/D采樣模塊相連接；電阻R4的另一端與鋰電池組中電池B1的正極相連接，電容C3的另一端、電阻R5的一端、電容C4的一端相連接且連接點與所述A/D采樣模塊相連接，電阻R5的另一端與鋰電池組中電池B1的負極相連接并接地，電容C4的另一端接地；

所述電感L1第一接線端接串聯鋰電池組中電池B1、電池B2串接點，所述電感L1第二接線端接開關管Q2的低電位端；所述電感L2第一接線端接串聯鋰電池組中電池B2、電池B3串接點，所述電感L2第一接線端接開關管Q3的低電位端；

所述開關管Q1的高電位端接串聯鋰電池組中電池B1、電池B2串接點，所述開關管Q2的高電位端接串聯鋰電池組中電池B2、電池B3串接點，所述開關管Q3的高電位端接串聯鋰電池組中電池B3的正極；

所述開關管Q1的控制端接組合開關管Q6的結合點，所述開關管Q2的控制端接組合開關管Q5的結合點，所述開關管Q3的控制端接組合開關管Q4的結合點，所述組合開關管Q4的高電壓端接電池B3正極；所述組合開關管Q4的低電壓端接電池B2、電池B3串接點，所述組合開關管Q4的控制端接光耦1的輸出端，所述組合開關管Q5的高電壓端接電池B2、電池B3串接點，所述組合開關管Q5的低電壓端接電池B1、電池B2串接點，所述組合開關管Q5的控制端接光耦2的輸出端，所述組合開關管Q6的高電壓端接電池B2、電池B3串接點，所述組合開關管Q6的低電壓端接地，所述組合開關管Q6的控制端接光耦3的輸出端，所述光耦1、光耦2、光耦3分別接I/O開關信號；

所述二極管D1的負極接開關管Q2的低電位端，所述二極管D1的正極接串聯鋰電池組中電池B1的負極；所述二極管D2的負極接開關管Q3的低電位端，所述二極管D2的正極接串聯鋰電池組中電池B2、電池B3的串接點。

本發明的一種綜合式的鋰電池組均衡電路還具有以下技術特點。