[實用新型]一種應用于汽車動力電池的均衡充電系統

有效

• 申請號: 201420150625.1
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN203813475U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 譚曉軍;林萬芳;程海峰;宗志堅;許鈾
• 申請（專利權）人: 東莞中山大學研究院;東莞三新電動汽車技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 李玉平

技術領域

本實用新型涉及充電技術領域，具體地說，涉及一種應用于汽車動力電池的均衡充電系統。

背景技術

動力電池的類型包括鋰離子電池、鉛酸電池和鎳氫電池。其中鋰離子電池由于其比能量高，廣泛運用于電動汽車，電動輪船，電動機器人等領域，起到節約能源，保護環境的作用。鋰離子動力電池的單體電池放電電壓不足5V，在實際運用過程中，往往要串聯成電池組使用。由于制造工藝有限、材質不均勻和使用環境不一樣，電池組在使用一段時間以后會產生一定的差異性。隨著時間的推移，這種差異性會發生雪崩效應進一步加大。電池組的壽命以及實際可用容量取決于電池組中性能最差的電池，電池的不一致性導致電池組的整體性能嚴重下降。因此對電池組的均衡控制成為一種必須，是動力電池組管理系統中的關鍵技術。

動力電池組的均衡控制分為耗散型均衡和非耗散型均衡，目前非耗散型均衡控制由于其能源利用率高得到高度重視。現有的非耗散均衡控制的手段采用的是能量轉移，即將電池組中電量最高的電池向其他若干個電池或者整個電池組充電，這種均衡方式在能量轉移的過程中需要耗散能量，均衡效果并不好；現有的充電均衡設備獨立于用電設備，在固定場所對電池組進行充電均衡，對于移動的用電設備，均衡不方便；現有的車載充電設備是對電池組整體充電，沒有完全獨立隔離的充電單元，起不到充電均衡的作用。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決現有技術的不足，提供一種應用于汽車動力電池的均衡充電系統，該均衡充電系統根據每個電池的狀態進行充電，使得整個電池組充電平衡，提高電池電能的使用率。

本實用新型的另一目的，在于提供一種微充電機，該微充電機可以對電池進行恒流或恒壓充電，充電方便。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案為：

一種應用于汽車動力電池的均衡充電系統，包括若干個用于充電的子模塊和中央控制單元，其中，每個子模塊分別通過通信總線與中央控制單元信號連接，所述子模塊包括微控制器、電壓檢測單元以及微充電機；所述均衡充電系統還包括多個電池充電座，電壓監測單元分別與每個電池充電座連接；微充電電機分別與相應的電池充電座連接；

電壓檢測單元分別監測每個電池充電座的電池電壓，并將電池電壓信號傳送給微控制器，微控制器通過總線將電池電壓信號傳送給中央控制單元；中央控制單元將控制信號通過總線傳送給微控制器，微控制器再通過控制總線對微充電機進行充電控制。

進一步地，所述子模塊還包括與微控制器連接的熱控系統，所述熱控系統包括設置于電池充電座的溫度傳感器和風扇，溫度傳感器用于監測電池充電座的溫度，并將該溫度轉化為電信號傳送給微控制器，微控制器根據溫度信號向風扇的控制端發送控制信號，進而控制風扇的工作狀態。

進一步地，微充電機包括依次連接的AC/DC模塊、反激式開關電源電路以及同步整流BUCK電路；

AC/DC模塊的輸入端與市電連接，AC/DC模塊的輸出端對外輸出低壓的直流電流；

所述反激式開關電源電路包括變壓器，變壓器包括原邊線圈和副邊線圈；原邊線圈的電流輸入端與AC/DC模塊的輸出端連接，還包括反激式開關電源控制器，反激式開關電源控制器接收微控制器發出的控制信號，控制反激式開關電源電路的通斷（通過控制原邊線圈的通斷來實現）。

同步整流BUCK電路的輸入端與副邊線圈的電流輸出端連接，同步整流BUCK電路的輸出端與電池充電座連接。

微充電機的AC/DC模塊對市電進行整流，輸出直流電；再通過變壓器進行降壓，降壓后的電流，經同步整流BUCK電路輸出到電池充電座的電池。

進一步地，反激式開關電源電路還包括第一光電耦合器和邏輯控制器；反激式開關電源控制器依次通過邏輯控制器、第一光電耦合器接收來自微控制器的控制信號。

進一步地，所述變壓器的原邊線圈與反激式開關電源控制器之間設有開關管、第一電流采樣電路，所述變壓器的副邊線圈的電流輸出端依次通過整流電路、第一電壓采樣電路、第二光電耦合器與反激式開關電源控制器連接；原邊線圈的電流輸出端與開關管的D極連接，開關管的G極與反激式開關電源控制器連接，第一電流采樣電路的輸入端與開關管的S極連接，第一電流采樣電路的輸出端與反激式開關電源控制器的電流反饋端連接；

第一電流采樣電路采集變壓器原邊線圈的電流，并將該電流信號反饋給反激式開關電源控制器；

第一電壓采樣電路采集變壓器副邊線圈整流以后的電壓，便將該電壓信號經過第二光電耦合器電氣隔離并生成電壓感應信號，電壓感應信號傳遞給反激式開關電源控制器；