[实用新型]一种电动汽车用锂电池均衡充电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及均衡电路领域，尤其涉及一种电动汽车用锂电池均衡充电电路。

背景技术

锂电池以其优良的性能已逐步代替铅酸电池等在车用电池中占据了一席之地，。无论是在纯电动汽车、混合动力汽车还是充电式混合动力汽车中,锂电池的应用优势都非常的明显,成为电动汽车的理想动力来源。但是，由于在加工过程中工艺等方面的原因,即使是同一型号、同一批次的电池,在电容、内阻等方面也存在差异,而且在长期使用积累过程中,这种差异会变得越来越大。由于单体电池容量差异的因素,在充电过程小容量电池会先于其他电池达到充电饱和状态,而其他电池需要继续充电,此时必然造成小容量电池过充,对其内部造成不可逆的结构性损坏,导致电池容量和寿命缩减的加剧，甚至会损坏整个系统。所以，研究电池均衡充电技术对锂电池电动车的推广和应用具有重要的现实意义。

公开号为 103248077的发明专利公开的电池均衡电路，公开号为102403764的发明专利公开了一种锂电池均衡电路，公开号为101350435的发明专利公开了一种汽车用电池均衡器，研究这些已有技术，可以发现，这些设计方案所采用的均衡方法多是通过电池包内部单体电池能量转移实现均衡充放电，均衡效率低，这种方法适合于电池管理系统，不适用锂电池充电系统的均衡充电，并且这些设计方案电路结构过于复杂，不适合在车载充电系统中加装。

实用新型内容

为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种电动汽车用锂电池均衡充电电路，电路结构简单，适合在车载充电系统中加装，还可以可减少单体电池容量差异，提高充电效率，减少充电时间。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电动汽车用锂电池均衡充电电路，所述电路包括交流－直流转换部分、检测控制部分、单体电池选择部分、均衡充放电部分，四部分之间以功能引脚或导线相互连接；所述的交流－直流转换部分包括交流转直流电路、前端直流滤波电路、直流转高频交流电路、变压器电路、高频交流转直流电路、后端直流滤波电路。

本技术方案交流－直流转换部分除了将220V交流转换得到给整个电池包充电用的330V的直流电压外，还转换得到12V的直流电压，并经U3转换为大电流5V电压为均衡充电用；本技术方案均衡充电电路还设计有简单的单体电池选择部分，均衡充放电部分；上述电路部分可减少各单体电池容量的差异，具有切换灵活可靠、均衡效率高特点，适合在车载充电系统中加装。

进一步地，所述的交流－直流转换部分包括交流转直流电路、前端直流滤波电路、直流转高频交流电路、变压器电路、高频交流转直流电路、后端直流滤波电路。前端直流滤波电路与交流转直流电路的输出通过导线相接，直流转高频交流电路与前端直流滤波电路的输出通过导线相接，变压器电路与直流转高频交流电路的输出通过导线相接，高频交流转直流电路通过导线与变压器电路的两路输出相接，后端直流滤波电路与高频交流转直流电路的输出通过导线相接。交流转直流电路由D1-D4组成，前端直流滤波电路由滤波电感L1、滤波电容C1,C2,C3组成，直流转高频交流电路由Q1-Q4及二极管D5-D8和电容C4-C7组成，变压器电路由高频变压器T1和谐振电感L2组成，高频交流转直流电路由D9-D12组成330V高压的整流电路和D13-D16组成的12V的低压整流电路组成，后端直流滤波电路由L3,C8,C9组成330V的直流高压滤波电路和L4,C10组成的12V的低压滤波电路组成。

进一步地，所述的检测控制部分由控制器MS9S08DZ60和单体电池信息采集电路组成，上述单体电池信息采集电路至少包括单体电池电压、电流、温度采集电路；通过上述电路对单体电池的电压、电流、温度数据进行采集。控制器和单体电压、电流、温度采集电路通过功能引脚相互连接，控制器的PTD0-PTD7分别用于单体电池选择和均衡充放电控制。

进一步地，所述的单体电池选择部分由逻辑控制电路、继电器控制电路和继电器矩阵组成。继电器控制电路和逻辑控制电路的输出通过功能引脚相连接，继电器矩阵和继电器控制电路的输出通过功能引脚相连接。

进一步地，所述的单体电池选择部分中逻辑控制电路为逻辑控制芯片4099B U2，继电器控制电路由NMOS管Q10、肖特基二极管D17、发光二极管D18、电阻R1、R2组成，继电器矩阵由多个JW继电器组成。