[發明專利]電壓均衡系統

有效

• 申請號: 201911404319.X
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN110994746B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 羅明;劉傳君;莊憲
• 申請（專利權）人: 格力博（江蘇）股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 蘇州攜智匯佳專利代理事務所(普通合伙) 32278
• 代理人: 錢偉

本發明提供了一種電壓均衡系統，用于電池組的電壓均衡控制。所述電池組至少包括相互串聯連接的第一組電芯和第二組電芯，所述電壓均衡系統包括與第一組電芯相連的高側模擬前端、與第二組電芯相連的低側模擬前端、與高側模擬前端和低側模擬前端進行通信的微控制器以及連接于高側模擬前端與微控制器之間的通信隔離模塊，所述電壓均衡系統還包括均衡模塊，所述均衡模塊設于所述低側模擬前端或高側模擬前端的后端，以對低側模擬前端和高側模擬前端輸出的電壓進行均衡。相較于現有技術，本發明的電壓均衡系統利用均衡模塊對第一組電芯和第二組電芯的電壓進行均衡，可以縮短兩組電芯之間的電壓差異。

技術領域

本發明涉及一種電壓均衡系統，屬于電池管理領域。

背景技術

目前電池包行業，為了實現高壓通常會串聯多節電芯，但是模擬前端（AFE）管理的電芯數是有限的，所以會使用2個甚至多個AFE來分別管理。當使用2個獨立的AFE對電芯進行監控時，高端AFE因為與MCU存在電勢差，需要使用隔離芯片與MCU進行通訊。

如圖1所示，目前市場上普通的隔離芯片需要兩路獨立的隔離電源（VCC1，VCC2）分別對隔離芯片供電，這兩路獨立電源分別由2個模擬前端（U1，U2）提供，因為隔離電源VCC1和VCC2的功耗并不一致，這就造成整個電池組在經過一段時間的使用后，BAT1~BAT（n）和BAT（n+1）~BAT（2n）這兩組電芯的電壓會逐漸產生差異，這對于整個電池組的循環使用是十分不利的。

有鑒于此，確有必要提供一種均衡系統來均衡兩組電芯之間的電壓差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電壓均衡系統，來解決兩組電芯之間的電壓不均衡問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種電壓均衡系統，用于電池組的電壓均衡控制，所述電池組至少包括相互串聯連接的第一組電芯和第二組電芯，所述電壓均衡系統包括與第一組電芯相連的高側模擬前端、與第二組電芯相連的低側模擬前端、與高側模擬前端和低側模擬前端進行通信的微控制器以及連接于高側模擬前端與微控制器之間的通信隔離模塊，所述電壓均衡系統還包括均衡模塊，所述均衡模塊設于所述低側模擬前端或高側模擬前端的后端，以對低側模擬前端和高側模擬前端輸出的電壓進行均衡。

作為本發明的進一步改進，定義所述高側模擬前端輸出的電壓為第一電壓、所述低側模擬前端輸出的電壓為第二電壓，當第一電壓與第二電壓之間的電壓差為定值時，所述均衡模塊為與所述高側模擬前端或低側模擬前端相連的定值均衡電阻。

作為本發明的進一步改進，定義所述高側模擬前端的工作電流為第一電流、低側模擬前端的工作電流為第二電流，且第一電流和第二電流在對應模擬前端正常工作電壓范圍內不變，當第二電流大于第一電流時，所述定值均衡電阻與所述低側模擬前端相連；當第一電流大于第二電流時，所述定值均衡電阻與所述高側模擬前端相連。

作為本發明的進一步改進，當所述第二電流大于第一電流時，所述定值均衡電阻的阻值R=第二電壓/(第二電流-第一電流)；當第一電流大于第二電流時，所述定值均衡電阻的阻值R=第一電壓/(第一電流-第二電流)。

作為本發明的進一步改進，定義所述高側模擬前端輸出的電壓為第一電壓、所述低側模擬前端輸出的電壓為第二電壓，當第一電壓與第二電壓之間的電壓差為不定值時，所述均衡模塊與所述微控制器相連，并由均衡開關管和均衡電阻組成。

作為本發明的進一步改進，所述均衡模塊包括與高側模擬前端相連的第一均衡電路和與低側模擬前端相連的第二均衡電路，所述第一均衡電路由第一均衡開關管和與第一均衡開關管相連的第一均衡電阻組成，所述第二均衡電路由第二均衡開關管和與第二均衡開關管相連的第二均衡電阻組成。

作為本發明的進一步改進，所述第一均衡開關管還與微控制器和高側模擬前端的輸出端相連，且所述第一均衡開關管的開啟信號由所述微控制器發出；所述第二均衡開關管還與微控制器和低側模擬前端的輸出端相連，且所述第二均衡開關管的開啟信號由所述微控制器發出。