[实用新型]一种电池单元间的电量转移电路

说明书

技术领域：

本实用新型公开一种用于多个电池串联电池电量均衡电路；进一步说，就是通过扫描比较电压后，控制电容吸收高电量电池电量再将电量转移到低电量电池的电路。

背景技术：

蓄电池已广泛应用于各个领域，如不间断电源(UPS)、电力变电站、通讯电源。近年来出现的电动自行车、电动轿车及太阳能、风能等新能源设备，都是以蓄电池作为能源的存储及供应，蓄电池处于频繁地充、放电状态，对循环次数提出了更高的要求。

蓄电池一般是由多个单元串联或子蓄电池组串联成组使用，即使出厂前严格筛选分组的电池，经过多次充放循环后也会出现差异，容量小的电池将因过充、过放或反极充电而失水、硫化，导致电池加速老化。则串联电池总的有效容量将被减少到具有低容量状态的电池的容量。因此串联电池组不均衡也许是影响电池组性能最严重的问题。

目前较常采用的单片机控制、电阻放电法，由单片机控制AD采样电路，分别获得每节电池的电压，对其进行比较，再根据情况驱动相应电池上的驱动电路，使电压较高的电池放电，从而达到节电池间的均衡。再放电均衡方面，也有采用DC-DC电路，对容量小的电池进行充电，这些方法需要对电池电压进行精确的测量，而串联电池组总的电压比较高，虽然可采用开关切换，再配置上相应的单片机控制电路，但使整个电路实现成本较高。

如图1，美国凹凸公司的中国发明专利公开号为CN101060253A采用ADC对电池组内的电池电压进行测量，并采用微处理器控制相应的放电电路进行均衡控制，电路复杂。

现有的均衡电路主要由如中国专利公开号为CN1275829A中公开的一种电池均衡电路，是对相邻串联电池构成的电池组进行均衡，其均衡是通过谐振电路实现的，一方面需要设置谐振线圈及铁芯，造成均衡电路的重量和体积的增大。并且随着电池数量N的增加，将需要2N-1个电路进行多层均衡才能实现整组电池的均衡。

另外如图2，杨杰的中国发明专利公开号为CN1667909A所公开的电池均衡方法，利用分压电路获取串联电池中间端点在均衡状态下应具备的电压值，进而与实际的电压进行比较，通过电阻对电压高的电池进行放电，实现均衡，然而电阻将会产生温度，为了避免过度发热，通常须限制放电电流，导致放电时间的延长。该方法只能解决过充问题，并不能解决过放问题。虽然也不需量电池的电压值，但其只能对相邻电池进行均衡，当两个以上电池串联使用时，须采用多层均衡电路单元构型，随着电池的增加，电路结构将复杂化。

总结目前各种均衡电路，大多数是在充电时均流，少数电路理由复杂的控制测量电路进行放电时均流，而暂时未发现具备解决工作均流存在的功耗大、电路复杂等问题的电路，故成本高，推广较难。

发明内容：

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种电池单元间的电量转移电路，包括开关阵列、电压比较模块、精密分压模块、电量存储模块、扫描控制模块。其中，

精密分压模块，电连接各电池组两极，对被测电池组精密分压，为电压比较模块提供基准比较电压信号；

电压比较模块，电连接于各电池单元，并与精密分压模块电连接，输出电池单元与基准比较电压信号的比较结果信号；

开关阵列，电连接于各电池单元，并电连接于电量存储模块，用于切换电量存储模块与各电池单元的导通和断开状态；

扫描控制模块，电连接于电压比较模块和开关阵列，主要接受电压比较模块输入的比较结果信号并在控制运算后输出开关阵列的控制信号。

进一步的，所述的电量存储模块为一电容或者为若干并联电容组或若干串联电容组。

进一步的，所述的扫描控制模块为一微机控制系统，并可以外接温度传感器和通讯模块等扩展的功能模块。也可以为一非微机的定制功能的扫描控制芯片或扫描控制电路。

进一步的，所述的扫描控制模块可以控制将一个电池单元或任意多串联电池单元组的电量转移至所述的电量存储模块，再转移至一个电池单元或任意多串联电池单元组。

进一步的，所述的开关阵列可以由若干个单路驱动电路构成。

本实用新型的简要工作原理为：电压电测模块将每个电池的电压与平均电压进行比较，当发现某点低于平均电压时，启动扫描控制电路。该扫描控制电路控制开关阵列，将一大容量电容按顺序接与各个电池并联，电容将吸收电压高的电池电量，对低电压的电池进行电量补充，若干循环后，实现电池组的均衡。扫描电路停止工作，进入休眠。