[发明专利]一种连续可控隔离式有源主动均衡充电模块及其充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种均衡充电模块，具体涉及一种连续可控隔离式有源均衡充电模块以及其应用系统。

背景技术

电动汽车用动力电池模块由单体锂离子电池串联而成，由于单体锂离子电池性能存在不一致性，在充放电时会出现单体电压不一致，从而影响和制约着整个电池模块的充放电能力。在工作中只要有一个单体电池达到充放电电压极限，整个电池模块就要停止充放电，否则单体电池会发生过充或过放，严重影响其寿命。对单体电池的有效均衡可以更好的发挥电池性能，延长使用寿命。现有的均衡分为两种 ：一种是被动均衡，也称为能耗型均衡；另一种是主动均衡，也即非能耗性均衡。现有在给电动汽车动力电池模组充电时，存在着发热问题严重，能耗高，效率低，整个电路较为复杂，可靠性较差等缺点。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种连续可控隔离式有源主动均衡充电模块，该连续可控隔离式有源主动均衡充电模块在充电过程中具有发热量小，能耗低，效率高，可靠性强，均衡充电效果良好等优点。

本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种连续可控隔离式有源主动均衡充电模块，包括依次连接的输入端电路模块，电气隔离模块以及输出端电路模块， 

所述输入端电路模块包括第一输入端子、第二输入端子、熔断器、谐振滤波耦合电容、半桥谐振电路模块以及全桥整流电路，所述第一输入端子、熔断器、半桥谐振电路模块以及全桥整流电路依次连接，所述第二输入端子与所述滤波耦合电容的一端以及半桥谐振电路模块均连接，所述滤波耦合电容的另一端与所述熔断器连接；

所述电气隔离模块包括光耦模块、电流采样/检测电路以及变压器，所述光耦模块的输出端与全桥整流电路连接，光耦模块的输入端通过所述电流采样/检测电路与半桥谐振电路模块连接，所述变压器的输入端与所述半桥谐振电路模块连接；

所述输出端电路模块包括第一输出端子、第二输出端子、第一滤波电容、稳压控制电路、开关控制电路、全波整流电路以及滤波电路，所述稳压控制电路、开关控制电路以及第一输出端子依次连接，所述全波整流电路的输入端与所述变压器的输出端连接，所述全波整流电路的输出端还与所述稳压控制电路、光耦模块的输入端、第二输出端子以及所述滤波电路的一端均连接，所述滤波电路的另一端连接于稳压控制电路与开关控制电路连接之间的节点J上，所述变压器的输出端还与所述节点J连接，所述开关控制电路还通过所述第一滤波电容与变压器的输出端连接，所述稳压控制电路还与光耦模块的输入端连接。

较佳地，所述半桥谐振电路模块包括启动电阻、谐振电容、半桥驱动电路以及供电电路，所述启动电阻的一端与所述熔断器连接，启动电阻的另一端与所述半桥驱动电路以及供电电路连接，所述谐振电容的一端与所述变压器的输入端连接，谐振电容的另一端与所述半桥驱动电路以及熔断器连接，所述供电电路还与半桥驱动电路以及第二输出端子连接，所述半桥驱动电路还与所述全桥整流电路以及所述电流采样/检测电路连接。

较佳地，所述光耦模块包括第一光耦、第二光耦、限流电阻以及第二滤波电容，所述电流采样/检测电路包括峰值电流检测电路与电流采样电阻；所述第一光耦、第二光耦的输出端均通过第二滤波电容与所述全桥整流电路连接，所述第一光耦的输入端通过限流电阻与所述稳压控制电路连接，所述第二光耦的输入端通过所述峰值电流检测电路与半桥驱动电路连接，所述电流采样电阻一端与所述第二输出端子连接，电流采样电阻的另一端与所述峰值电流检测电路以及与半桥驱动电路均连接。

进一步地，所述连续可控隔离式有源主动均衡充电模块还包括状态指示电路，所述状态指示电路与所述稳压控制电路、所述节点J以及全波整流电路的输出端连接。

基于上述发明构思，本发明还提供一种充电系统，所述充电系统包括多个主动均衡充电模块，充电电机，电池管理系统，以及包含由多个单体充电电池串联组成的电池组，所述充电电机的输出端与所述电池组的正负极连接，所述电池组中的每一单体充电电池均通过并联连接一所述主动均衡充电模块与所述电池管理系统连接，所述电池管理系统通过通信总线与充电电机连接，所述主动均衡充电模块为如上所述的连续可控隔离式有源主动均衡充电模块。

优选地；所述通信总线为CAN总线或RS485总线；所述充电电机具有CAN总线接口或RS485总线接口，所述电池管理系统具有CAN总线接口或RS485总线接口；所述的连续可控隔离式有源主动均衡充电模块为模块化设计。