[實(shí)用新型]電池平衡管理電路及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420636393.0
• 申請(qǐng)日: 2014-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN204145029U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王釗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 無錫中星微電子有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 無錫互維知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32236
• 代理人: 龐聰雅

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實(shí)用新型涉及電源領(lǐng)域，特別涉及一種多節(jié)電芯的電池平衡管理電路及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

多節(jié)電池保護(hù)芯片對(duì)電池實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)功能：充電過壓保護(hù)、放電過壓保護(hù)、放電過流保護(hù)、短路保護(hù)等。一般這里指的多節(jié)電池保護(hù)系統(tǒng)為多節(jié)電芯串聯(lián)的系統(tǒng)。高性能的電池保護(hù)芯片還集成了對(duì)電芯電壓進(jìn)行平衡的功能。原因在于當(dāng)電池長期使用后，由于每節(jié)電芯存在一定的制造差異，經(jīng)過多次充電和放電后，每節(jié)電芯電壓之間會(huì)產(chǎn)生較大差異，有的電芯電壓較高，而有些電芯電壓較低。當(dāng)其中一節(jié)電芯電壓低于放電過壓閾值，而另一節(jié)電芯電壓高于充電過壓閾值時(shí)。此時(shí)該電池既不能充電也不能放電，處于報(bào)廢狀態(tài)。如果對(duì)這種電池充電，則導(dǎo)致電芯電壓超過充電過壓閾值的電芯爆炸；如果對(duì)該電池放電，則導(dǎo)致電芯電壓低于放電過壓閾值的電芯損壞。帶電芯平衡功能的電池保護(hù)電路有助于減小電芯之間的電壓差異，從而延長多節(jié)電芯的電池使用壽命。

目前比較廣泛應(yīng)用的現(xiàn)有技術(shù)為被動(dòng)平衡策略，即將電芯電壓較高的電芯進(jìn)行限流放電，這種方式效率放電導(dǎo)致這些電芯能量完全浪費(fèi)掉，而轉(zhuǎn)換為不好的熱量，增加電池內(nèi)溫度。而且被動(dòng)平衡的策略，由于放電被限流(防止過熱)，平衡能力有限，導(dǎo)致長期使用后，其壽命仍存在一定不必要的減小。

因此，有必要提供一種改進(jìn)的技術(shù)方案來克服上述問題。

【實(shí)用新型內(nèi)容】

本實(shí)用新型的目的在于提供一種電池平衡管理電路及系統(tǒng)，其可以主動(dòng)對(duì)電芯電壓差超過預(yù)定平衡差異閾值的兩個(gè)電芯進(jìn)行電壓平衡，從而可以有效的延長了電池的壽命。

為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種依次串聯(lián)的多節(jié)電芯的電池平衡管理電路，其包括：一個(gè)或多個(gè)平衡電容；檢測控制電路，其檢測并比較各個(gè)電芯的電芯電壓，在發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)電芯的電芯電壓的差值超過預(yù)定平衡差異閾值時(shí)，則借助所述平衡電容將所述兩個(gè)電芯中電芯電壓較高的一個(gè)的電能轉(zhuǎn)移至所述兩個(gè)電芯中電芯電壓較低的一個(gè)上。

進(jìn)一步的，所述電池平衡管理電路還包括：多對(duì)選通開關(guān)，其中每對(duì)選通開關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)電芯和一個(gè)平衡電容，并將對(duì)應(yīng)的電芯的正負(fù)極連接至對(duì)應(yīng)的平衡電容的兩端，每個(gè)電芯對(duì)應(yīng)一對(duì)或兩對(duì)選通開關(guān)，每個(gè)平衡電容對(duì)應(yīng)多對(duì)選通開關(guān)，每對(duì)選通開關(guān)包括第一選通開關(guān)和第二選通開關(guān)，第一選通開關(guān)的第一連接端與對(duì)應(yīng)的電芯的正極相連，第一選通開關(guān)的第二連接端與對(duì)應(yīng)的平衡電容的第一連接端相連，第二選通開關(guān)的第一連接端與對(duì)應(yīng)的電芯的負(fù)極相連，第二選通開關(guān)的第二連接端與對(duì)應(yīng)的平衡電容的第二連接端相連；選通控制電路，其控制每對(duì)選通開關(guān)中的第一選通開關(guān)和第二選通開關(guān)同時(shí)導(dǎo)通或同時(shí)關(guān)斷，以將該對(duì)選通開關(guān)對(duì)應(yīng)的電芯連接至對(duì)應(yīng)的平衡電容上或斷開該對(duì)選通開關(guān)對(duì)應(yīng)的電芯與所述平衡電容的連接。

進(jìn)一步的，所述平衡電容為一個(gè)，所述檢測控制電路控制所述選通控制電路交替的將電芯電壓的差值超過預(yù)定平衡差異閾值的這兩個(gè)電芯連接至所述平衡電容上，以借助所述平衡電容實(shí)現(xiàn)這兩電芯的電能轉(zhuǎn)移。

進(jìn)一步的，所述檢測控制電路在發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)電芯的電芯電壓的差值超過預(yù)定平衡差異閾值時(shí)，將此情況通知所述選通控制電路，所述選通控制電路通過控制對(duì)應(yīng)的選通開關(guān)先控制這兩個(gè)電芯中的一個(gè)連接至所述平衡電容上，使得所述平衡電容的兩個(gè)連接端之間的電壓等于被選通的電芯的正負(fù)極之間的電壓，隨后控制這兩個(gè)電芯中的另一個(gè)連接至所述平衡電容上，使得所述平衡電容的兩個(gè)連接端之間的電壓等于被選通的電芯的正負(fù)極之間的電壓。

進(jìn)一步的，同一時(shí)刻只有一個(gè)電芯通過其對(duì)應(yīng)的一對(duì)選通開關(guān)連接所述平衡電容，在交替將這兩個(gè)電芯連接至所述平衡電容上時(shí)，中間設(shè)置有兩個(gè)電芯都不連接至所述平衡電容上的預(yù)定死區(qū)時(shí)間。