[发明专利]无采样电池自动均衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无采样电池自动均衡装置。

背景技术

单体电池的电压较低，为适应不同的工作场合，需要将多节电池串联进行工作，而电池单体间的差异性导致其串联充放电时不均衡。常规的基于电感均衡方法主要是通过电压传感器检测串联电池组中相邻两节单体电池的电压，对电压较高的单体电池进行放电，利用电感将能量转移到电压较低的单体电池中。这种方法需要对电池电压进行采样，将采样结果传输到电池管理系统中进行均衡控制，会增加系统的软硬件复杂程度。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了无采样电池自动均衡装置，具体技术方案如下：

无采样电池自动均衡装置，包括主电路、压差检测单元、负反馈控制系统，所述负反馈控制系统包括正向误差比较单元和负向误差比较单元；所述主电路包括充电电路、第一单体电池、第二单体电池、电感器、第一控制开关、第二控制开关、第一二极管、第二二极管，第一单体电池的正极与充电电路的正极连接，第一单体电池的负极与第二单体电池的正极连接，第二单体电池的负极与充电电路的负极连接，第一单体电池的正极与第一控制开关的输入端连接，第一控制开关的输出端与第二控制开关的输入端连接，第二控制开关的输出端与第二单体电池的负极连接，电感器的一端与第二单体电池的正极连接，电感器的另一端与第二控制开关的输入端连接，第一二极管的负极与第一控制开关的输入端连接，第一二极管的正极与第一控制开关的输出端连接且第一二极管的正极与第二二极管的负极连接，第二二极管的负极与第二控制开关的输入端连接，第二二极管的正极与第二控制开关的输出端连接；所述压差检测单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器、第四电阻器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器，第一运算放大器的反相输入端与第三电阻器上的第一引脚连接，第三电阻器上的第二引脚与第一二极管的负极连接，第一电阻器上的第一引脚与第一二极管的正极连接且第一电阻器上的第一引脚与第二电阻器上的第一引脚连接，第一电阻器上的第二引脚与第一运算放大器的正相输入端连接，第二电阻器上的第二引脚与第一运算放大器的正相输入端连接，第二电阻器上的第一引脚与第二二极管的正极连接且第二电阻器上的第一引脚与第七电阻器上的第一引脚连接，第四电阻器上的第一引脚与第一运算放大器的反相输入端连接，第四电阻器上的第二引脚与第一运算放大器的输出端连接，第五电阻器上的第一引脚与第一运算放大器的输出端连接，第五电阻器上的第二引脚与第二运算放大器的反相输入端连接，第六电阻器上的第一引脚与第二运算放大器的反相输入端连接，第六电阻器上的第二引脚与第二运算放大器的输出端连接，第七电阻器上的第二引脚与第二运算放大器的正相输入端连接，第八电阻器上的第一引脚与第二运算放大器的正相输入端连接，第八电阻器上的第二引脚与第二二极管的正极连接；通过压差检测单元得到第一单体电池和第二单体电池之间的电压差ΔU，电压差ΔU与基准值进行比较后得到误差信号，误差信号与正向误差比较单元或负向误差比较单元中对应的三角波信号交截产生PWM信号，PWM信号通过负反馈控制系统驱动主电路中的第一控制开关或第二控制开关动作。

作为上述技术方案的改进，所述正向误差比较单元中的三角波信号为小于0的倒三角波，负向误差比较单元中的三角波信号为大于0的正三角波；当电压差ΔU为正数时，正向误差比较单元动作，对应的倒三角波信号与误差信号进行比较产生PWM信号，而负向误差比较单元对应的正三角波信号与误差信号不产生交截；当电压差ΔU为负数时，负向误差比较单元动作，对应的正三角波信号与误差信号进行比较产生PWM信号，而正向误差比较单元对应的倒三角波信号与误差信号不产生交截。

本发明提出了一种无采样电池自动均衡装置，无需通过电压传感器对单体电池电压进行采样。通过模拟电路实现相邻两节单体电池的自动均衡，并能够实时调整均衡电流，均衡电流的大小随着均衡过程中相邻两节单体电池不一致性的减小而减小，提高了均衡的可靠性。与现有技术相比，该装置的有益效果在于：1）、省去了单体电池的电压采样环节和电池管理系统控制环节，减小了系统的软硬件复杂程度，可移植性高；2）、能够实现相邻两节单体电池的自动均衡，并能够实时调整均衡电流，提高了均衡的可靠性。

附图说明

图1为本发明所述无采样电池自动均衡装置电路原理图。

具体实施方式