[发明专利]电容器充电器系统和数字控制模块

说明书

技术领域

本发明涉及充电电池的保护电路，尤其涉及一种用于电池组的综合控制管理电路。

背景技术

动力充电电池在使用时大多需要将若干节锂离子充电电池串联起来，已达到所需要的足够大电压去驱动电动机的运作；比如电动自行车、电动汽车等；由于锂离子电池各个单体在性能指标上不可能完全一致，在使用过程中由于各个单体间的容量、自放电等的差异，在使用一段时间之后，电池组的荷电保持能力明显降低，影响了其进一步的推广使用；因此，多节充电电池串联使用时，其性能的好坏不仅取决于单体电池的质量好坏，还取决于电池组整体的性能；目前市场上已存在多种电池管理系统，通常称之为BMS或保护板，但这些BMS保护板基本没有均衡能力，甚至都没均衡这个功能，只是起到对电池组内部状况的一个监测，无法对动力电池过充过放进行有效控制和管理。

发明内容

针对上述现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种更好的解决电池组内部单体电芯一致性很差的时候如何安全可靠的管理好电池组，使电池不出现过充膨胀或爆炸。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电容器充电器系统和数字控制模块，单节电池电压采集模块，用于采集所述电池组中每节单体电池的电压值；

电压比较模块，用于将所述电压采集模块输出的每节单体电池的电压值分别与预设的过压阈值相比较，当某节单体电池的电压值超过或低于预设的过压阈值时，则输出一个对应于该节单体电池的驱动信号到均衡充放电模块；

均衡充放电模块，由若干个控制单元组成，分别与电池组中的各节单体电池的正负极相连，当接收到所述电压比较模块块输出的驱动信号时，该驱动信号驱动对应的控制单元控制其对应的单体电池充放电直到该节单体电池的电压值等于预设的过压阈值；所述均衡放电模块的控制单元由场效应管构成，场效应管的源极通过大功率电阻与一个单体电池的一极相接，场效应管的漏极直接与该单体电池的另一极相接；场效应管的栅极通过一个电阻与所述过压运算模块相连，用于接收过压运算模块输出的驱动信号。

该电容器充电器系统和数字控制模块还可以包括：欠压运算模块，用于将所述电压采集模块输出的每节单体电池的电压值分别与预设的欠压阈值相比较，当某节单体电池的电压值低于预设的欠压阈值时，则输出一个对应于该节单体电池的驱动信号；欠压报警模块，用于根据所述欠压运算模块输出的驱动信号进行报警。

具体地，所述欠压报警模块由若干个LED灯组成，每个LED灯对应所述电池组中的一个单体电池，所述欠压运算模块输出的驱动信号驱动对应的LED灯发光以示对应的单体电池已欠压。

由于本发明利用均衡充放电模块帮助充电过压的单体电池放电或欠压的单体电池充电，使得电池不出现过充膨胀或爆炸，可以更加安全可靠的管理好电池组。

附图说明

附图1为本发明一种电容器充电器系统和数字控制模块在一种实施方式中的结构图；

附图2为本发明一种电容器充电器系统和数字控制模块在一种实施方式中的详细电路图。

具体实施方式

参考图1，本发明的一种电容器充电器系统和数字控制模块，其用于对由多节单体电池串联而成的电池组1的综合控制，该电路包括：

电压采集模块2，用于采集所述电池组1中每节单体电池的电压值；其连接电池组中的各个单体电池的正负极以检测各个单体电池当前的电压值、若要连接N个单体电池，则有N+1根导线连接到电压采集模块，

电压运算模块7，用于将所述电压采集模块输出的每节单体电池的电压值分别与预设的过压阈值相比较，当某节单体电池的电压值超过预设的过压阈值时或欠压时，则输出一个对应于该节单体电池的驱动信号到均衡放电模块或充电模块；

均衡充放电模块4，由若干个控制单元组成，分别与电池组中的各节单体电池的正负极相连，当接收到所述电压运算模块输出的驱动信号时，该驱动信号驱动对应的控制单元控制其对应的单体电池放电或充电直到该节单体电池的电压值等于预设的过压阈值。具体地，均衡放电模块的控制单元由场效应管来实现，场效应管的源极通过大功率电阻与一个单体电池的一极相接，漏极直接与该单体电池的另一极相接；场效应管的栅极通过一个电阻与所述过压运算模块相连，用于接收过压运算模块输出的驱动信号。

本发明的特点在于均衡能力大，可以达到旁路电流与充电电流一致。利用MOS管的低导通电阻特性作为均衡开关器件，外加大功率电阻（其决定均衡电流大小）来实现均衡分流。