[发明专利]一种空间锂离子蓄电池组均衡装置

摘要

本发明涉及一种空间锂离子蓄电池组均衡装置，包括，均衡装置包括阈值比较电路、电流反馈电路、压控电流源电路、限流电路和主功率电路；将电池单体电压限制在两个阈值之间。本发明电路实现简单，无需控制芯片，能够应用于卫星锂离子蓄电池组，均衡管理实现锂离子蓄电池组的自主均衡控制，并且利用单体电压实现单体独立控制。

主权项

1.一种空间锂离子蓄电池组均衡装置，所述蓄电池组包括多个串联的蓄电池单体，每个蓄电池单体并联连接一个均衡装置；其特征在于，均衡装置包括阈值比较电路、电流反馈电路、压控电流源电路、限流电路和主功率电路；所述阈值比较电路比较蓄电池单体的电压与第一阈值电压(V1)，当蓄电池单体的电压高于第一阈值电压(V1)时，输出第一驱动电流至主功率电路的第一控制端；所述电流反馈电路对主功率电路输出的均衡电流采样，对采样电流进行放大、滤波处理后，输出反馈电压至压控电流源电路的反馈输入端；所述压控电流源电路包括第一比较电路和PI调节电路，第一比较电路比较蓄电池单体的电压与第一阈值电压(V1)，当蓄电池单体的电压大于第一阈值电压(V1)时，输出第一电压(Ve)至PI调节电路的第一输入端；PI调节电路通过调节降低两个输入端的输入电压差值，PI调节电路的第一输入端输入第一电压(Ve)，PI调节电路的第二输入端作为压控电流源电路的反馈输入端，PI调节电路输出第二电压(Vo)至限流电路；PI调节电路包括电阻R3、电阻R3/、电阻R4、电容C和运算放大器，电阻R3的一端作为压控电流源电路的反馈输入端，另一端连接运算放大器的负输入端，电阻R3/的一端作为PI调节电路的第一输入端，另一端连接运算放大器的正输入端，电阻电阻R4和电容C串联连接在运算放大器的负输入端和输出端之间；所述限流电路输入第二电压(Vo)，输出与第二电压(Vo)对应的第二驱动电流(Ib)，并限制第二驱动电流(Ib)的最大值，第二驱动电流(Ib)输出至主功率电路的第二控制端；所述主功率电路包括第一达林顿管和第二达林顿管，第一达林顿管的控制端为主功率电路的第一控制端，第二达林顿管的控制端为主功率电路的第二控制端；第一达林顿管的集电极端连接蓄电池单体的正输出端(Vcell)，射极连接泄放电阻(Rv)的一端，泄放电阻(Rv)的另一端连接第二达林顿管的集电极，第二达林顿管的输出端输出均衡电流(IL)，第二达林顿管的输出端经反馈电阻(Rfb)连接蓄电池单体的负输出端；所述限流电路包括第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)，稳压管(DZ1)，所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)串联连接在PI调节电路的输出端和蓄电池单体的负输出端；所述第七电阻(R7)的一端连接至所述第五电阻(R5)和第六电阻(R6)的公共端，另一端作为所述限流电路的输出端，输出第二驱动电流(Ib)；所述稳压管(DZ1)的正极连接蓄电池单体的负输出端，稳压管(DZ1)的正极连接PI调节电路的输出端；均衡电流(IL)的最大值为Imax，其中UDZ1为稳压管(DZ1)的稳压电压值，UBE为达林顿管发射结压降，β为第二达林顿管的放大倍数，R5第五电阻(R5)的阻值、R6为第六电阻(R6)的阻值、R7为第七电阻(R7)的阻值。