[发明专利]一种电池管理系统的主动均衡控制系统

权利要求书

1.一种电池管理系统的主动均衡控制系统，其特征在于：包括主控制模块、电池组温度和每节电压监测模块、主动均衡开关阵列、主动均衡电源模块、主动均衡电流及地电位检测模块、主动均衡电流控制模块；

所述主控制模块用于向各模块发送控制信号，控制各模块工作，并接收各模块返回的数据；

所述电池组温度和每节电压监测模块接收主控制模块的控制信号，获得电池组的工作温度和每节电池的电压；

所述主动均衡开关阵列用于接收主控制模块的控制信号，通过控制主动均衡开关阵列中的相应开关把待主动均衡充电的电池接入到主动均衡充电回路中，并用指示灯指示正在被主动均衡充电的电池；

所述主动均衡电源模块用于为待主动均衡充电的电池提供电源；

所述主动均衡电流及地电位检测模块用于检测被主动均衡充电电池的主动均衡充电电流，并将检测结果反馈给主控制模块；

所述主动均衡电流控制模块用于将主控制模块的DAC输出控制信号进行光电隔离、差分放大后，控制主动均衡电源模块输出主动均衡电流大小；

工作前对主动均衡开关阵列中的每个开关进行自检，自检步骤如下：

1)判断主动均衡开关阵列中连接主动均衡电源模块的开关是否短路损坏及位置定位：

1.1)主控制模块关闭主动均衡开关阵列，控制电子开关在主动均衡电源模块和电池组地之间跨接一个10kΩ的电阻；

1.2)检测主动均衡电源模块的地电位相对于电池组地的电压差为ΔV，以及电池组第0～k号电池电压依次分别为V₀，V₁，……，V_k，其中V₀靠近电池组的负极，V_k靠近电池组的正极；当ΔV≈0时，主动均衡开关阵列中，连接主动均衡电源模块的开关没有损坏；如果当0≤n≤k时，则判断主动均衡开关阵列中充电回路连接主动均衡电源模块的第n号开关发生短路损坏；

2)判断主动均衡开关阵列中连接主动均衡电源模块正极的开关是否短路损坏及位置定位：

2.1)主控制模块控制DAC模拟信号输出，使得主动均衡电源模块的电压输出最低；

2.2)主控制模块依次切换主动均衡开关阵列到第n号电池，0≤n≤k；

2.3)主控制模块缓慢控制DAC模拟信号输出，使得主动均衡电源模块的电压逐步增加，当主动均衡电源模块的输出电压低于第n号电池电压，而有主动均衡电流输出时，则判断主动均衡开关阵列中连接主动均衡电源模块正极的第n-1号开关短路损坏。

2.根据权利要求1所述的电池管理系统的主动均衡控制系统，其特征在于：所述主动均衡开关阵列包括多组二极管、MOSFET开关及指示灯，所述主控制模块输出开关控制信号，经过译码器输出8路互斥的主动均衡开关阵列控制信号，经光电隔离输出后，得到唯一一组有效的开关控制信号，再通过一个三极管得到另一个互补控制信号，这一对互补信号控制主动均衡开关阵列中相应的一组MOSFET开关导通，接通电池组中待主动均衡充电的电池到主动均衡充电回路中；

所述主动均衡开关阵列通过二极管对主动均衡充电电流方向进行控制，当被主动均衡充电的电池进入均衡充电状态时，相应的均衡充电状态指示灯亮，其他未被主动均衡充电控制电池对应的指示灯灭。

3.根据权利要求1所述的电池管理系统的主动均衡控制系统，其特征在于：所述主控制模块控制主动均衡开关阵列，将电池组中电压最低的电池接入主动均衡网络，当被主动均衡充电的电池电压达到或等于电池组内电压最高的电池电压时，主控制模块继续搜寻电池组中电压最低的电池，控制主动均衡开关阵列进行切换，将电池组中电压最低的电池接入到主动均衡充电控制电路中，直到把电池组中所有电池之间的电压偏差均衡到±1％偏差以内后，停止主动均衡充电过程。

4.根据权利要求1所述的电池管理系统的主动均衡控制系统，其特征在于：所述主控制模块通过开关切换选择主动均衡电源模块供电或外部充电电源供电。

5.根据权利要求1所述的电池管理系统的主动均衡控制系统，其特征在于：所述主动均衡电流及地电位检测模块包括霍尔传感器和差分放大电路。

6.根据权利要求1所述的电池管理系统的主动均衡控制系统，其特征在于：所述主动均衡电流控制模块包括模拟光电耦合器件和差分放大电路。