[实用新型]一种自动电池组均衡系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池组均衡技术领域，尤其是一种通过超级电容器与电池组中的电池并联的方式进行电池组单体电芯电压的自动均衡的系统。

背景技术

通过将电池进行串联构成电池组，能够提高电压，满足多种应用需要，例如电动工具、电动自行车的电机对使用电压的需要。

电池组在工作过程中，其单体电池既不能被过充，也不能被过放，所以单体电池的一致性尤其关键。单体电池的一致性体现在容量和内阻的一致性，更重要的是在若干次使用后仍然要求保持良好的一致程度，若一致程度变差，则容易使得其中一个或多个电池出现过充或过放现象，从而造成单体电池的失效，最终使得电池组失效。

为了使电池组中的各个单体电池保持较好的一致程度，当前使用较多的方法是通过控制芯片监测各个单体电池的电压，再通过开关等装置对单体电池进行充电或放电。此方法复杂，效率较低，不易实用。

因此鉴于实际需要，有必要提供一种简单易行的系统用于均衡电池组中的各个单体电池。

发明内容

本发明为了解决电池组中单体电池均衡的问题，提供了一种自动电池组均衡系统。

本发明的具体技术方案如下：

本发明是一种自动电池组均衡系统，所述的系统是超级电容器与电池组中的单体电池并联的结构。

本发明所述的与单体电池并联的超级电容器的充电上限截止电压大于等于单体电池的充电上限截止电压。

本发明所述的电池为锂离子电池，所述的超级电容器为有机系超级电容器。

本实用新型的有益效果及优点如下：

1）自动调节，能够保证使用过程中单体电池的良好均衡性。

2）简单、易于实现，有利于实用化。

附图说明

图1为自动电池组均衡系统装置结构示意图；

图2为本发明自动电池组均衡系统装置实施例1的结构示意图；

图3为本发明实施例1的对比例1的结构示意图；

图4为本发明实施例1的对比例2的结构示意图。

具体实施方式

图1为自动电池组均衡系统装置示意图,其中I_Li（i=1,2,3,…）为单体电池的电流，I_Ei（i=1,2,3,…）为与单体电池并联的超级电容器的电流，存在如下等式：

I_L1 + I_E1 = I_L2 + I_E2 = I_L3 + I_E3 = … = I_Li + I_Ei 

由于单体电池之间多多少少存在一些差异及在多次使用后这种差异会逐渐呈现出来，这种不均衡性的其中一个表现是内阻的不均衡，从而造成单体电池电压出现差异，使得个别电池出现过充或过放。

本系统可有效的解决此问题，对于内阻较大的单体电池，其极化较大，放电时电压处于较低的数值，而并联的超级电容器则能够分担较大的电流，使得单体电池承担的电流变小，因而极化变小，从而防止单体电池过放情况的发生。

此系统为自动调节，单体电池不均衡性大时，调节的程度就大，因此本系统能够保证电池组在使用过程中具有良好的均衡性。     

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

图2为本发明自动电池组均衡系统装置实施例1的结构示意图，取锂离子电池6个进行串联构成电池组，单体电池的工作电压范围为3~4.2V，容量为1.4Ah，因此电池组的工作电压范围为18~25.2V。

取2.7V 1F的超级电容器2个进行串联，然后并联到电池组的各个电池单体上（每个单元内的电容器总上限截止电压为5.4V，大于该单元内的电池上限截止电压）。由此构成本系统。

对电池组进行常温下的循环测试，充放电倍率皆为0.5C，循环电压范围为18~25.2V，记录循环前和循环100圈后的处于放电状态时的各个单体电池的电压。结果见表1如下：

表1 实施例1测试结果

对比例1

图3为本发明实施例1的对比例1的结构示意图，取锂离子电池6个进行串联构成电池组，单体电池的工作电压范围为3~4.2V，容量为1.4Ah，因此电池组的工作电压范围为18~25.2V。

对电池组进行常温下的循环测试，充放电倍率皆为0.5C，循环电压范围为18~25.2V，记录循环前和循环100圈后的处于放电状态时的各个单体电池的电压。结果见表2如下：

表2 对比例1测试结果