[实用新型]用于电动汽车电池的均衡装置有效

专利信息
申请号: 201220202791.2 申请日: 2012-05-08
公开(公告)号: CN202678996U 公开(公告)日: 2013-01-16
发明(设计)人: 娄喜超;拱印生;杨朝;王金有;董冰;迟亮 申请(专利权)人: 中国第一汽车股份有限公司;启明信息技术股份有限公司
主分类号: H02J7/00 分类号: H02J7/00
代理公司: 吉林长春新纪元专利代理有限责任公司 22100 代理人: 陈宏伟
地址: 130011 吉林省长春*** 国省代码: 吉林;22
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摘要:
搜索关键词: 用于 电动汽车 电池 均衡 装置
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及一种用于电动汽车电池的均衡装置,使用负电压电荷泵芯片,通过电荷泵方式实现电池的主动均衡技术,属于电动汽车电池技术领域。

背景技术

目前电动汽车的电池均衡有两种方法:被动均衡和主动均衡。被动均衡主要依靠功率电阻以转换为热量的形式对电压过高电池进行放电。现有主动均衡的方法有:①依靠变压器把电压过高电池的能量装换到一个大电容或独立的电池作为能量中转,再通过某种方式传递回去;②通过开关矩阵的形式,把电压过高电池能量转换到电压较低的电池。现有的技术主要问题:被动均衡以消耗电能的方式进行均衡,一是浪费能源,二是产生大量的热量需要释放;依靠变压器的主动均衡成本和空间都很高,集成度低成本高。依靠开关矩阵的主动均衡需要大量的开关,并且软件控制错误时容易发生短路。

发明内容

本实用新型公开了一种用于电动汽车电池的均衡装置,用于电动汽车的电池均衡,解决了目前依靠变压器或开关矩阵等主动均衡方法的缺点。

本实用新型的电动汽车电池主动均衡方法,其技术解决方案如下:

电动汽车电池包由N+1个电池串联构成;通过负电压电荷泵芯片利用电动汽车电池包中的上级电池的正电压为充电电容充电,充电完毕后将两者断开;然后,将充电电容极性反转后通过滤波电容滤波处理,为电动汽车电池包中的下级电池充电,实现电量过高的电池电量转换到电量较低的电池中,完成电动汽车电池包中的电池间电压主动均衡。

本实用新型所述电动汽车电池主动均衡方法的装置,其特征在于:

1)电动汽车电池包由N+1个电池串联构成;

2)每个电池的正极经过开关三极管与负电压电荷泵芯片的电源输入端连接,每个电池的负极与接地;负电压电荷泵芯片的电容输入端与充电电容连接,将上级电池的正电压为充电电容充电;负电压电荷泵芯片的输出端与滤波电容连接,将充电电容极性反转后通过滤波电容滤波处理,为下级电池充电。

3)电动汽车电池包中的最后一级电池经过开关三极管与隔离型DCDC电源模块的电源输入端连接,隔离型DCDC电源模块的输出正极经过二极管和限流电阻接入最上级电池的正极,负极接入最上级电池的负极;控制模块的控制端与开关三极管的开关控制端连接,控制开关三极管的工作状态。

本实用新型涉及的负电压电荷泵芯片的最大输出电流为负200毫安,内部工作频率为1MHz,最大工作电压为5.5V。

本实用新型中,由负电压电荷泵芯片和充电及滤波电容器件组成充电电路,可以将一个电池的正电压转换为相同绝对值的负电压,用这个输出的负电压给这个电池相邻的下一组电池充电,然后把这部分硬件电路在所有电池内串接级联,这样就可以将电压过高的电池的能量转换到电压较低的电池。

本实用新型的有益效果是:利用负电压电荷泵芯片可以将正电压转换成负电压的特性,在电动汽车电池包的各个电池使用此芯片,前一级电压过高的电池为下一级电压过低的电池充电;避免使用开关矩阵,从而防止误操作导致单板短路;也不需要变压器隔离,降低了单板成本与面积;本实用新型为电池主动均衡方式,降低汽车不必要的能源转为热能消耗掉。

附图说明

图1是本实用新型主动均衡电路原理框图。

具体实施方式

实施例1

根据附图1所示,本实用新型装置包括N+1个电池(E0~En)、负电压电荷泵芯片(U1~Un)采用美信公司的MAX889芯片、开关三极管(Q0~Qn)、限流充电电阻(R0~Rn)、充电电容(C1~Cn)、滤波电容(C’1~C’n)、隔离型DCDC模块P、二极管D组成、控制模块CM(LTC6802-2);

首先,将N+1个电池(E0~En)串联构成电动汽车电池包,每个电池的正极经过开关三极管(Q1~Qn)与负电压电荷泵芯片(U1~Un)的电源输入端连接,每个电池的负极与负电压电荷泵芯片(U1~Un)的GND相连;负电压电荷泵芯片(U1~Un)的电容输入端与充电电容(C1~Cn)连接,将上级电池的正电压为充电电容(C1~Cn)充电;负电压电荷泵芯片的输出端与滤波电容(C’1~C’n)连接,将充电电容极性反转后通过滤波电容(C’1~C’n)滤波处理,为下级电池充电。

最后一级的电池E0经过开关三极管Q0与隔离型DCDC电源模块P的电源输入端连接,隔离型DCDC电源模块P的输出正极经过二极管D和限流电阻R0接入最上级电池En的正极,负极接入最上级电池En的负极;

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