專利名稱：大型充電電源系統(tǒng)的電池均衡維護(hù)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及大型可充電池維護(hù)技術(shù)，特別涉及一種大型充電電源系統(tǒng)的電池 均衡維護(hù)儀。
背景技術(shù)：
鋰電池電源系統(tǒng)是用途極為廣泛的高效環(huán)保的電源，它一般會根據(jù)負(fù)載及容量的 要求差異采取一定的串并聯(lián)組合成電池組使用，通過串聯(lián)提高電壓，通過并聯(lián)提高容量。因 為是很多電池在一起的串并聯(lián)，而不同的電池單體之間或多或少的在一致性方面有所差 異，因?yàn)殡姵乇旧碜苑烹姴町惣巴獠凯h(huán)境不同所導(dǎo)致的不同的電池之間的荷電量在使用過 程中會產(chǎn)生一定的的差異，這種變化所導(dǎo)致的一致性差異會導(dǎo)致整個(gè)電源系統(tǒng)在使用過程 中可用容量的下降，針對這種情況，需要定期對電池之間的這種容量差異進(jìn)行均衡，目前針 對這種差異的維護(hù)通常是將電池模塊打開，對每一組電池進(jìn)行維護(hù)，這種方法時(shí)間長，目前 市場上對大型電源系統(tǒng)的維護(hù)一次的時(shí)間通常在3天至一個(gè)星期的時(shí)間，效率低，耗費(fèi)人 力資源多。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述大功率鋰電池的維護(hù)問題，本實(shí)用新型提供一種大型充電電源系統(tǒng)的 電池均衡維護(hù)儀。本實(shí)用新型電池均衡維護(hù)儀，使用在帶電池模塊管理板的鋰電池模塊上，其中在 每根電芯與電池模塊管理板的回路上，分支出一路連接到以連接插座上，按每個(gè)電芯正負(fù) 極的順序排列，該連接插座的插頭連接到外部的電池均衡維護(hù)儀主機(jī)上。所述電池均衡維護(hù)儀內(nèi)設(shè)有電池均衡儀主芯片，該芯片分別連接各電芯的正負(fù) 極，同時(shí)為每個(gè)電芯設(shè)有一套并聯(lián)的自動(dòng)放電回路。所述自動(dòng)放電回路由一個(gè)自動(dòng)控制部分和一電阻串聯(lián)而成，自動(dòng)控制部分連接到 電池均衡維護(hù)儀主芯片。所述自動(dòng)控制部分為一微型繼電器。本實(shí)用新型電池均衡維護(hù)儀與電池均衡維護(hù)方法，有效的解決了大功率鋰電池的 維護(hù)問題，維護(hù)時(shí)間短，只需10小時(shí)；操作簡單、安全可靠，維護(hù)效果好，整個(gè)電池中的各電 芯在充電末端的荷電量差別控制在1 %以內(nèi)，整個(gè)電池的荷電量達(dá)到99 % ；降低了電池維護(hù) 的費(fèi)用。

圖1是本實(shí)用新型大型充電電源系統(tǒng)的電池均衡維護(hù)儀的示意框圖；圖2是自動(dòng)放電部分示意框圖；圖3是電池均衡維護(hù)儀的使用示意框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本實(shí)用新型電池均衡維護(hù)儀與電池均衡維護(hù)方法作詳盡的說 明。圖1是本實(shí)用新型大型充電電源系統(tǒng)的電池衡維護(hù)儀的示意框圖；圖2是自動(dòng)放 電部分示意框圖；圖3是電池均衡儀的使用示意框圖。本實(shí)用新型電池均衡維護(hù)儀的核心是從每組電池正負(fù)極間引出的內(nèi)部每組電芯 的正負(fù)極通過一個(gè)三通方式的接插件(主要功能是將一路信號分成兩路，類似水流管路中 的三通)分成兩路，一路直接接到電池模塊的管理板(又稱BMU，電池管理系統(tǒng)中的模塊管 理部分)，另一路接到電池模塊外殼所安裝的航空插座上(見圖3)，這樣，維護(hù)系統(tǒng)與電池 管理系統(tǒng)本身不會產(chǎn)生不良影響。在電源系統(tǒng)正常使用過程中，此航空插座密封起來(防 塵放水)，電源系統(tǒng)維護(hù)時(shí)，在電源系統(tǒng)整體涓流充電的同時(shí)，打開該航空插座并接上外部 的電池均衡維護(hù)儀，該電池均衡維護(hù)儀會對電壓值較高(電池均衡維護(hù)儀本身有檢測電壓 的功能，并對檢測到的電壓進(jìn)行比較，以獲取最大電壓)的電池進(jìn)行旁路(見圖1、圖2)，這 樣會減小甚至逐步消除不同電池組之間的不均衡性，最終使得所有電芯之間的荷電量差別 控制在1 %以內(nèi)，使得單組電池的荷電量都接近于99 %，從而使電源系統(tǒng)中的各單組電池 的均一性更好。本實(shí)用新型電池均衡儀的工作過程如下1)通過連接插頭插座連接電池模塊和電池均衡維護(hù)儀；2)使電池模塊處于充電狀態(tài)；3)在到達(dá)涓流充電狀態(tài)時(shí)，電池均衡維護(hù)儀檢測每一個(gè)電芯的電壓；4)發(fā)現(xiàn)某一電芯的電壓達(dá)到標(biāo)定之后，電池均衡儀主芯片向并聯(lián)在該電芯上的自 動(dòng)放電回路發(fā)出信號，自動(dòng)放電回路開始工作，該電信進(jìn)入緩放電過程；5)當(dāng)該電芯電壓低于標(biāo)定值后，關(guān)閉自動(dòng)放電回路，該電芯重新進(jìn)入充電狀態(tài)；6)通過反復(fù)檢測各電芯電壓值，不斷地調(diào)整每個(gè)電芯的充電放電狀態(tài)，使整個(gè)電 池中的各電芯在充電末端的荷電量差別控制在1 %以內(nèi)，整個(gè)電池的荷電量達(dá)到99 %。這種電池均衡維護(hù)儀，在不打開電池模塊，不拆卸電池的情況下，使用外部的電池 均衡維護(hù)儀對電動(dòng)車上的電池進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)過程需在充電過程中進(jìn)行(因?yàn)槌潆姞顟B(tài)下 電池的荷電量差異更容易在電壓上體現(xiàn)出來)，外接的電池均衡維護(hù)儀是可以承載較大均 衡旁路電流，同時(shí)對單體電池進(jìn)行檢測，首先將每個(gè)電池模塊的維護(hù)航空插座(用其它防 水防塵插座也可以)打開，在電池模塊的航空插座接口都接上電池電池均衡維護(hù)儀(因?yàn)?只是電池維護(hù)時(shí)使用，所以設(shè)計(jì)上不受空間尺寸限制，對防水及散熱級別要求也不高，所以 其均衡放電電流可以做到很大，主要是對電池電壓進(jìn)行檢測，并對電壓比較高的電池進(jìn)行 放電，以達(dá)到電池一致性更好的目的)，最開始對整個(gè)電源系統(tǒng)進(jìn)行恒流充電，充電的同時(shí)， 當(dāng)有單體電池A電壓達(dá)到3. 6V以后，整個(gè)系統(tǒng)改成0. 02C涓流充電，此時(shí)該組電池所對應(yīng) 的旁路電阻開啟(見圖2)，將對此電池充電的電流旁路掉(通過繼電器吸合來接通旁路 電阻)，旁路電流為0. 02C，當(dāng)旁路均衡功能開啟以后，A電池的電壓會有所下降，當(dāng)電壓低 于3. 55V時(shí)，旁路均衡電路斷開，A電流重新進(jìn)入涓流充電階段，這樣保證該組電池的電壓 始終在3. 55V 3. 60V左右。當(dāng)有電池B電壓也達(dá)到3. 60V時(shí)，B電池對應(yīng)旁路均衡電路 開啟，B電池執(zhí)行與A電池一樣的動(dòng)作步驟。以此類推，等到每一節(jié)單體電池的電壓都達(dá)到3. 55V 3. 60V之間時(shí)，該電池模塊的均衡維護(hù)完成。通常情況下，按照電池組之間的荷電 量差異不超過整容量的20%的情況，這種維護(hù)所需時(shí)間從第一個(gè)電池電壓達(dá)到3. 6V到維 護(hù)結(jié)束不超過10個(gè)小時(shí)(20%容量差異，0.02C電流均衡，20%除以0.02 = 10)。每個(gè)自動(dòng)控制部分采用一個(gè)小型繼電器，依靠小型繼電器的吸合與斷開來控制旁 路電阻的接通與斷開；當(dāng)然也可以采用其它的反應(yīng)速度快、電流較大的固態(tài)繼電器之類。本專利重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是這種大型充電電源系統(tǒng)的電池均衡維護(hù)技術(shù)的方式及方法， 對于以上電壓及電流數(shù)值稍作修改的方法，仍在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。1.本實(shí)用新型操作方便，安全可靠，節(jié)省人力物力。2.本實(shí)用新型使得維護(hù)費(fèi)用大幅降低，維護(hù)時(shí)間大大縮短，目前市場上對大型電 源系統(tǒng)的維護(hù)一次的時(shí)間通常在3天至一個(gè)星期的時(shí)間，本實(shí)用新型對電源系統(tǒng)維護(hù)一次 的時(shí)間只需要一個(gè)晚上的時(shí)間，不影響電動(dòng)汽車及大型充電電動(dòng)工具的第二天的使用。
權(quán)利要求一種電池均衡維護(hù)儀，使用在帶電池模塊管理板的鋰電池模塊上，其特征在于在每根電芯與電池模塊管理板的回路上，分支出一路連接到一連接插座上，按每個(gè)電芯正負(fù)極的順序排列，該連接插座的插頭連接到外部的電池均衡維護(hù)儀主機(jī)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池均衡維護(hù)儀，其特征在于所述電池均衡維護(hù)儀內(nèi)設(shè)有 電池均衡儀主芯片，該芯片分別連接各電芯的正負(fù)極，同時(shí)為每個(gè)電芯設(shè)有一套并聯(lián)的自 動(dòng)放電回路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池均衡維護(hù)儀，其特征在于所述自動(dòng)放電回路由一個(gè)自 動(dòng)控制部分和一電阻串聯(lián)而成，自動(dòng)控制部分連接到電池均衡維護(hù)儀主芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池均衡維護(hù)儀，其特征在于所述自動(dòng)控制部分為一微型繼電器。
專利摘要一種電池均衡維護(hù)儀，使用在帶電池模塊管理板的電池組上，其中在每根電芯與電池模塊管理板的回路上，分支出一路連接到一連接插座上，該連接插座的插頭連接到電池均衡維護(hù)儀主機(jī)上；主機(jī)內(nèi)設(shè)有電池均衡儀主芯片，該芯片分別連接各電芯的正負(fù)極，同時(shí)為每個(gè)電芯設(shè)有一套并聯(lián)的自動(dòng)放電回路；自動(dòng)放電回路由一個(gè)自動(dòng)控制部分和一電阻串聯(lián)而成，自動(dòng)控制部分連接到電池均衡維護(hù)儀主芯片。本實(shí)用新型電池均衡維護(hù)儀與電池均衡維護(hù)方法，有效的解決了大功率鋰電池的維護(hù)問題，維護(hù)時(shí)間短，只需10小時(shí)；操作簡單、安全可靠，維護(hù)效果好，整個(gè)電池中的各電芯在充電末端的荷電量差別控制在1％以內(nèi)，整個(gè)電池的荷電量達(dá)到99％；降低了電池維護(hù)的費(fèi)用。
文檔編號H02J7/00GK201774293SQ20102052975
公開日2011年3月23日 申請日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者程迪, 郭玉凱 申請人:河南科隆集團(tuán)有限公司