[实用新型]动力锂离子电池的充电状态均衡电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动力锂离子电池的充电状态均衡电路。

背景技术

锂离子充电电池自20世纪90年代初正式实用化以来，在不到20年的时间里，容量快速增加，市场迅速增长。现在正从便携产品用途扩展到电动车辆及环保蓄电等领域。

动力锂离子电池还处在初期发展阶段，电池的各个技术环节还有待完善，电池管理系统开发还是薄弱环节。随着电池在电动汽车等领域的使用，人们对电池容量的要求越来越高，电池容量越大，可集中释放的能量越大，因此危险度更高。因此能量密度越大，安全措施就越重要。在安全性这一重要且不可或缺的要素方面也必须达标。提高能源容量时，开发与之相应的安全措施至关重要。

锂离子电池作为动力电池使用时，例如用其作为电动自行车的驱动电池使用时，往往需要将7-13节锂离子电池串联使用，以达到电动机所需要的电压。由于锂离子电池各单体在性能指标上不可能完全一致，在使用过程中由于各单体间的容量、自放电等的差异，日积月累，在使用一段时间后，电池组的荷电保持能力明显降低，影响了锂离子电池在更大范围内的推广应用。因此，多节电池串联使用时，其性能的好坏不仅取决于电池单体质量的好坏，更重要的取决于其整体质量的高低。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种动力锂离子电池的充电状态均衡电路，以解决在多节锂离子电池串联充电时，由于各电池单体间的性能差异而影响电池组的荷电保持能力、降低电池组整体性能的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：动力锂离子电池的充电状态均衡电路，包括：电池保护IC单元，所述电池保护IC单元包括设置在串联电池组的各单节电池正负极两端的电池保护IC芯片；设置于所述串联电池组的各单节电池正负极两端的自放电支路，所述自放电支路包括一个自放电控制开关和一个分流电阻，对应于同一节单节电池，所述电池保护IC芯片的电量均衡控制用输出端子与所述自放电控制开关的控制端连接。

作为一种优选的技术方案，所述自放电控制开关包括一个自放电MOS管。

作为一种优选的技术方案，所述电池保护IC芯片的型号为S-8209。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：在串联电池组充电过程中，连接于各单节电池正负极两端的电池保护IC芯片对各单节电池的充电电压进行检测，当检测到任意一节电池的电压≥电量平衡检测电压(VBU)时，则其对应的电池保护IC芯片的电量均衡控制用输出端子输出控制信号，使与其连接的自放电控制开关导通，通过自放电支路开始放电，这时，如果其它电池的电压低于电量平衡检测电压(VBU)，则与其它电池的充电速度相比，该节电池的充电速度显得相对平稳，这称为充电状态的电量平衡功能。当电池电压下降到电量平衡解除电压(VBL)以下时，自放电控制开关断开，停止自放电，最终调整好电量平衡。

附图说明

附图是本实用新型实施例的电路原理图。

具体实施方式

如附图所示，一种动力锂离子电池的充电状态均衡电路。动力锂离子电池的充电电路由串联电池组和与其连接的EB+和EB-两个正负输入端口构成。串联电池组由若干节锂离子电池串联而成。作为具体实施例，串联电池组由BAT1、BAT2和BAT3三节锂离子电池串联而成。动力锂离子电池的充电状态均衡电路包括电池保护IC单元和自放电支路。

电池保护IC单元包括设置在串联电池组的各单节电池正负极两端的电池保护IC芯片，依次为IC1芯片、IC2芯片和IC3芯片。电池保护IC芯片的正电压接线端子VDD和负电压接线端子VSS用于与单节电池的正负极连接。本实施例中所用电池保护IC芯片的型号为S-8209。

自放电支路设置于串联电池组的各单节电池正负极两端，该自放电支路包括一个自放电控制开关和一个分流电阻R_FET，自放电控制开关选用一个自放电MOS管N3。对应于同一节单节电池，电池保护IC芯片的电量均衡控制用输出端子CB与自放电MOS管N3的栅极连接

本实用新型的工作过程：

若BAT1≥电量平衡检测电压(VBU)时，IC1芯片的CB1端子变为VDD1电位。经此工作，与CB1端子连接的自放电MOS管N3变为“ON”，自放电支路导通，通过支路中的分流电阻R_FET对流入BAT1的充电电流进行分流。这时，如果BAT2、BAT3低于电量平衡检测电压(VBU)，与BAT2、BAT3的充电速度相比，则BAT1的充电速度显得相对平稳。这称为充电状态电量平衡功能。不论哪个电池的电压达到电量平衡检测电压(VBU)，各自相对应的自放电MOS管N3会变为“ON”，从而调整好电量平衡。另外，由于放电，电池电压下降到电量平衡解除电压(VBL)以下时，IC芯片会使自放电MOS管N3变为“OFF”，停止自放电，最终调整好电量平衡。