[发明专利]一种锂离子动力电池组充放电主动均衡电路

说明书

技术领域

本发明属于电池充放电技术领域，具体涉及一种锂离子动力电池组充放电主动均衡电路。

背景技术

现代电动汽车多采用串联式动力电池组，锂离子动力电池将会在未来一段时间内大量使用。动力电池的安全、高效使用对于电动汽车的正常运行具有重要的意义。

电池组在使用过程中，由于各单体电池之间存在不一致性，连续的充放电循环导致的差异，将使某些单体电池的容量加速衰减。由于在制作过程中的工艺等原因，即使是同批次、同型号的电池，也存在容量、内阻等方面的差异，并且在长期的使用过程中，这种差异会越来越大，进而导致动力电池组充放电时的不均衡。不均衡性对串联电池组的性能影响很大，将会降低电池组的整体容量，缩短使用寿命。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种锂离子动力电池充放电主动均衡电路，作为车载动力电池组电池管理系统的一部分，是对现有充放电均衡方法的一种改进，该均衡电路简单可靠，易于控制，对动力电池组进行均衡时，基本不消耗动力电池组电能，主动均衡过程快速、高效，能够有效管理电池充放电状态，进而延长电池寿命。

本发明提供一种锂离子动力电池充放电主动均衡电路，包括电压采集模块、电池单体选择电路、电压均衡电路、蓄电池和动力电池组。

电压采集模块用于实时采集动力电池组中各电池单体的电压，与动力电池组中的各个电池单体相连接，将采集得到的电压数据发送给电池管理系统的控制单元，电池单体选择电路用于选择将要进行电压均衡的动力电池组中电池单体，电压均衡电路和蓄电池用于对电池单体选择电路选择的动力电池组中电池单体进行电压均衡管理。

电池单体选择电路由多个继电器和换向开关组成，动力电池组由多个电池单体串联组成，每个电池单体均连接一个继电器，每个继电器与换向开关相连接，继电器和换向开关均通过电池管理系统的控制单元控制，电池管理系统的控制单元通过控制相应继电器的通断分别将换向开关接入端接通不同的电池单体，从而选择出将要进行电压均衡的电池单体。

所述的电压均衡电路由两个互相对称的电路E和电路F组成，电路E包括电容EA、MOS管E、续流二极管E、电阻E、电容EB和二极管E。电路F包括电容FA、MOS管F、续流二极管F、电阻F、电容FB和二极管F。所述连接电池单体选择电路的输出端的两端作为电路E的输入端，该电路E输入端之间顺次串联有MOS管E和二极管E的并联电路、续流二极管E、电阻E和电容EB的并联电路，且该电路E输入端之间还并联连接有电容EA，所述续流二极管E与二极管E之间具有支点A，该支点A与换向开关输出端相连接端之间连接有变压器的初级回路，作为电路E的输出端。所述的蓄电池的正负极作为电路F的输入端，蓄电池的正负极即电路F的输入端之间顺次串联有MOS管F和二极管F的并联电路、续流二极管F、电阻F和电容FB的并联电路，且蓄电池的正负极即电路F的输入端两端之间还并联连接有电容FA。续流二极管F和二极管F相连接的电路中具有支点B，该支点B与蓄电池的正极之间还并联连接有变压器的次级回路，作为电路F的输出端。

本发明的优点在于：

1.本发明提供的锂离子动力电池充放电主动均衡电路均衡过程简单可靠，易于控制；

2.本发明提供的锂离子动力电池充放电主动均衡电路利用车用蓄电池对动力电池组进行均衡，基本不消耗动力电池组电能；

3.本发明提供的锂离子动力电池充放电主动均衡电路的主动均衡过程快速、高效，能够有效管理电池充放电状态，进而延长电池寿命。

附图说明

图1：本发明提供的锂离子动力电池组充放电主动均衡电路的结构示意图；

图2：本发明均衡电路对电池单体充电时的等效电路图；

图3：本发明均衡电路控制电池单体放电时的等效电路图。

图中：

1-电压采集模块；    2-电池单体选择电路；    3-电压均衡电路    4-蓄电池；

5-稳压电路E；       6-稳压电路F；           7-变压器；        8-单体电池；

9-换向开关；        10-电容EA；             11-MOS管E；       12-续流二极管E；

13-电阻E；          14-电容EB；             15-二极管E；      16-电容FA；

17-MOS管F；         18-续流二极管F          19-电阻F；        20-电容FB；