[实用新型]一种串联锂电池组的均衡装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及锂离子电池领域，具体地说涉及一种串联锂电池组的均衡装置。

背景技术

近些年，环境的不断恶化以及石油、煤炭等不可再生能源的过度消耗，全世界都呼吁低碳环保和低碳经济，因此加快可充电锂离子电池的发展是必然趋势， 国内外对于锂离子电池的研究也如雨后春笋般充满生机，这是因为锂离子电池相对镍镉电池具有很大优点，如能量密度高、可靠性强、高循环稳定性、无记忆效应、体积小、重量轻、无环境污染等等，因此被称为21世纪的绿色能源和主导能源。然而单体的锂电池输出功率有限，所以动力电池组由许多单体的锂电池经过串、并联组合而成，但在其制造过程中，由于制造工艺、电池材质、内阻及环境差异等因素会导致电池组内阻单体电池串之间出现电压不平衡现象，成组的锂电池串联充电时，应保证每节电池均衡充电，否则使用过程中会影响整组电池的性能和寿命。常用的均衡充电技术包括恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。而现有的单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功能，多节锂电池保护芯片均衡充电控制功能需要外接CPU，通过和保护芯片的串行通讯（如I2C总线）来实现，加大了保护电路的复杂程度和设计难度，降低了系统的效率和可靠性，增加了功耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提供一种基于锂电池组均衡充电保护板的串联锂电池组的均衡装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

    一种串联锂电池组的均衡装置，包括由单节锂离子电池串联而成的电池组，每个所述单节锂离子电池上都分别对应连接有一个保护芯片U，每个所述保护芯片U的VDD引脚与VSS引脚之间都连接有开关S1和电阻R1，所述开关S1为分流放电支路开关，所述电阻R1为分流放电支路电阻，所述保护芯片U的VM引脚与该保护芯片U相对应的单节锂离子电池的负极端之间连接有电阻R2，所述电阻R2为过流检测保护电阻，此外还包括有充电控制开关和放电控制开关，所述充电控制开关与并联器连接，所述放电控制开关与串联器连接，所述并联器分别连接到每个所述保护芯片U的CO引脚上，所述串联器分别连接到每个所述保护芯片U的DO引脚上。

进一步的，所述充电控制开关包括MOS管Q1和二极管D1，所述二极管D1并联在所述MOS管Q1的源极与漏极之间，所述MOS管Q1的栅极与所述并联器连接。

进一步的，所述放电控制开关包括MOS管Q2和二极管D2，所述二极管D2并联在所述MOS管Q2的源极与漏极之间，所述MOS管Q2的栅极与所述串联器连接。

进一步的，所述MOS管Q1的漏极与MOS管Q2的漏极连接，所述二极管D1与二极管D2的方向相反。

实施本实用新型具有以下有益效果：每个单节锂离子电池都对应连接一个保护芯片、一个分流放电支路电阻以及一个过流保护监测电阻，保护芯片通过输出信号到充电控制开关和放电控制开关来控制其通断以实现均衡充电，并对与其连接的单节锂电池形成过充和过放保护，该方案有别于传统的在充电器端实现均衡充电的做法，降低了锂电池组充电器设计应用的成本，本实用新型既可对任意串联数的成组锂电池进行过充、过放、过流、短路保护，又能在充电过程中实现整组电池均衡充电，具有应用灵活、稳定可靠、均衡充电误差小等优点。

附图说明

图1  为本实用新型锂电池组保护板电路图；

图2为本实用新型锂电池组充电时电流流向图；

图3为本实用新型所有单节锂离子电池过电压保护状态时电流流向图；

图4为本实用新型锂电池组放电时电流流向图。

图中：1、充电控制开关；2、放电控制开关；3、并联器；4、串联器。

    具体实施方式

下面将结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。