[發明專利]一種用于鋰電池充放電能源管理的均衡電路

有效

• 申請號: 201710192635.X
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106849266B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 韓江洪;歐斯文;張建軍;劉征宇;張本宏;衛星;汪財;孔衛東
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

1.一種用于鋰電池充放電能源管理的均衡電路，其特征在于：包括控制電路、檢測電路、均衡充放電電路和接入均衡充放電電路中的儲能元件，其中：

檢測電路為電池電壓檢測電路，檢測電路的輸入端連接鋰電池，檢測電路的輸出端連接控制電路，由檢測電路檢測鋰電池的電壓及充放電狀態，并將檢測的電壓信號反饋給控制電路；

均衡充放電電路為雙向電能傳遞電路，均衡充放電電路一端連接鋰電池，均衡充放電電路另一端連接儲能元件，由均衡充放電電路實現鋰電池向儲能元件放電以及儲能元件向鋰電池充電，且鋰電池向儲能元件充電過程、儲能元件向鋰電池充電過程分別各自由雙刀單擲繼電器控制，雙刀單擲繼電器接入控制電路由控制電路控制；

控制電路根據檢測電路輸出的電壓信號判斷鋰電池是否需要充電或放電，當鋰電池的電壓高于預設值時，控制電路通過雙刀單擲繼電器控制均衡充放電電路進行鋰電池向儲能元件放電過程，當鋰電池的電壓低于預設值時，控制電路通過雙刀單擲繼電器控制均衡充放電電路進行儲能元件向鋰電池充電過程；

所述均衡充放電電路包括變壓器T，NPN型三極管Q1、Q2，PNP型三極管Q3，電容C1、C2、C3，作為儲能元件的儲能電容C4，二極管D1、D2，電阻R1、R2，變壓器T的初級線圈一端與儲能電容C4一端連接，變壓器T的初級線圈另一端與三極管Q1的集電極連接，三極管Q1的發射極與儲能電容C4的另一端共接接地，電容C1、電阻R1相互串聯后再接入變壓器T的初級線圈兩端之間，二極管D1陰極與三極管Q1的集電極共接，二極管D1的陽極與三極管Q1的發射極共接，變壓器T的次級線圈一端與鋰電池正極連接，變壓器T的次級線圈另一端與三極管Q2的集電極連接，三極管Q2的發射極與三極管Q3的集電極連接，三極管Q3的發射極與鋰電池的負極連接，電容C2、電阻R2相互串聯后再接入變壓器T的次級線圈兩端之間，二極管D2陰極與三極管Q2的集電極連接，二極管D2的陽極與三極管Q2的發射極共接，電容C3一端連接至鋰電池正極與變壓器次級線圈對應端之間，電容C3另一端連接至三極管Q2發射極與三極管Q3集電極之間，所述三極管Q1、三極管Q2分別作為開關元件，三極管Q1、三極管Q2、三極管Q3的基極接入控制電路由控制電路控制；

當用于多個鋰電池依次串聯或并聯構成的電池模組時，在均衡電路中加入均衡切換電路，所述均衡切換電路由多個一一對應于各個鋰電池的雙刀單擲繼電器構成，每個鋰電池通過各自對應的雙刀單擲繼電器接入均衡充放電電路，由多個雙刀單擲繼電器切換接入均衡充放電電路的鋰電池，各個雙刀單擲繼電器分別接入控制電路由控制電路控制；

控制電路根據檢測電路輸出的電壓信號判斷各個鋰電池是否需要充電或放電，當某一個鋰電池的電壓高于預設值時，該鋰電池通過其對應的雙刀單擲繼電器接入均衡充放電電路，控制電路通過雙刀單擲繼電器控制均衡充放電電路進行該鋰電池向儲能元件放電過程，當該鋰電池的電壓低于預設值時，控制電路通過雙刀單擲繼電器控制均衡充放電電路進行儲能元件向該鋰電池充電過程；

所述均衡切換電路采用無載切換，即當控制電路控制均衡切換電路介入時或退出時，均衡充放電電路呈開路狀態。

2.根據權利要求1所述的一種用于鋰電池充放電能源管理的均衡電路，其特征在于：通過增加雙刀單擲繼電器數量，可擴展電池模組中鋰電池數量。

3.根據權利要求1所述的一種用于鋰電池充放電能源管理的均衡電路，其特征在于：所述均衡充放電電路能適應鋰電池和儲能元件之間的電壓差。