電池組電壓均衡控制電路及電池管理設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池管理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種電池組電壓均衡控制電路及電池管理設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]由于單節(jié)電池的電壓受電極材料的限制，充放電過(guò)程中，電池電壓只會(huì)在一定范圍內(nèi)變動(dòng)，所以在使用電池時(shí)，通常將多節(jié)電池進(jìn)行串聯(lián)使用，如此可以提高供電電壓;但由于蓄電池在制造過(guò)程中，不可能保持完全相同，會(huì)因?yàn)楣に?、材質(zhì)等因素的差異，造成電池在電壓、內(nèi)阻、電荷量等參數(shù)上存在一定的差別，這些差別即電池組件的不一致性，在不進(jìn)行管理的情況下，在循環(huán)使用過(guò)程中，又會(huì)由于電池電解液、自放電等因素不同，電池的不一致性會(huì)隨著電池的循環(huán)使用而增大。
[0003]電池組的不一致性主要表現(xiàn)在各單節(jié)電池之間的容量不同，當(dāng)電池之間容量差異超過(guò)一定范圍，即需要對(duì)電池組進(jìn)行均衡；電池組的不一致性主要表現(xiàn)如以下三種情況:
(I)一組電池中，其中一節(jié)電池容量，即電池電壓較低，其它電池容量之間相差較小，如圖1中的(a)所示；(2)—組電池中，其中一節(jié)電池容量較高，其它電池容量之間相差較小，如圖1中的(b)所示；(3)各節(jié)電池容量之間有差異，容量最高的電池與容量最低的電池之間差異較大，如圖1中的(C)所示。
[0004]由于電池組的不一致性，因此當(dāng)電池組進(jìn)行充電時(shí)，其中一節(jié)電池達(dá)到最高電壓時(shí)停止充電，其它電池未充滿(mǎn)；當(dāng)電池組進(jìn)行放電時(shí)，其中一節(jié)電池達(dá)到最低電壓時(shí)停止放電，其它電池中還有很多電量。從而由于電池組的不一致性，導(dǎo)致電池組不能滿(mǎn)充滿(mǎn)放，沒(méi)有充分利用電池組。目前常用的均衡策略有能耗型均衡策略和能量轉(zhuǎn)移型均衡策略。
[0005]能耗型均衡策略的原理是將電池與電阻串聯(lián)，將容量高的電池進(jìn)行放電，將高出的能量以熱能形式釋放，以減小電池組的不一致性。該均衡策略簡(jiǎn)單、可靠，但只能對(duì)容量高的電池進(jìn)行放電均衡，容量低的電池?zé)o法進(jìn)行充電均衡。
[0006]能量轉(zhuǎn)移均衡策略的原理是通過(guò)電感、電容等儲(chǔ)能元器件，將容量高的電池的多余容量轉(zhuǎn)移到容量低的電池。該均衡策略能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)容量高和容量低的電池同時(shí)進(jìn)行均衡，但該方案控制復(fù)雜，并在能量轉(zhuǎn)移過(guò)程中，損耗也比較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述能耗型均衡策略只能對(duì)容量高的電池進(jìn)行均衡，不能充分利用電池組，能量轉(zhuǎn)移均衡策略控制復(fù)雜，能量損耗大的缺陷，提供一種電池組電壓均衡控制電路及電池管理設(shè)備。
[0008]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種電池組電壓均衡控制電路，該電池組電壓均衡控制電路包括蓄電池組、主控制器、電池電壓檢測(cè)電路和電池組電壓均衡電路；
[0009]所述電池電壓檢測(cè)電路分別與每節(jié)蓄電池的正負(fù)極和所述主控制器連接，檢測(cè)每節(jié)蓄電池的電壓并將檢測(cè)到的電壓信號(hào)輸出至所述主控制器；
[0010]所述主控制器比較各所述電壓信號(hào)，且當(dāng)有兩個(gè)電壓信號(hào)值之間的差值大于預(yù)設(shè)參考值時(shí)，向所述電池組電壓均衡電路輸出均衡控制信號(hào)；
[0011]所述電池組電壓均衡電路分別與所述蓄電池組和所述主控制器連接，根據(jù)所述均衡控制信號(hào)對(duì)蓄電池組中需要充電均衡或放電均衡的蓄電池進(jìn)行充電均衡或放電均衡。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述電池組電壓均衡電路包括充電均衡模塊、放電均衡模塊和繼電器開(kāi)關(guān)組；
[0013]所述蓄電池組包括η節(jié)蓄電池，所述繼電器開(kāi)關(guān)組包括n+1個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)，其中，2;
[0014]第n-1節(jié)蓄電池的正極通過(guò)第n-1個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與所述充電均衡模塊和所述放電均衡模塊連接;第η節(jié)蓄電池的正極和第η-1節(jié)蓄電池的負(fù)極均通過(guò)第η個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與所述充電均衡模塊和所述放電均衡模塊連接;第η節(jié)蓄電池的負(fù)極通過(guò)第η+1個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與所述充電均衡模塊和所述放電均衡模塊連接；
[0015]所述充電均衡模塊、放電均衡模塊和各單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)根據(jù)所述均衡控制信號(hào)選擇接通或斷開(kāi)，所述充電均衡模塊通過(guò)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與需要充電均衡的蓄電池形成閉合回路，對(duì)該需要充電均衡的蓄電池進(jìn)行充電均衡，或者所述放電均衡模塊通過(guò)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與需要放電均衡的蓄電池形成閉合回路，對(duì)該需要放電均衡的蓄電池進(jìn)行放電均衡。
[0016]在一些實(shí)施例中，所述充電均衡模塊包括供電單元、第一雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)和雙刀雙擲繼電器開(kāi)關(guān)；
[0017]所述雙刀雙擲繼電器開(kāi)關(guān)包括第一刀觸點(diǎn)、第二刀觸點(diǎn)、第一靜觸點(diǎn)、第二靜觸點(diǎn)、第三靜觸點(diǎn)和第四靜觸點(diǎn)；其中，所述第一刀觸點(diǎn)和第二刀觸點(diǎn)同步轉(zhuǎn)換至所述第一刀觸點(diǎn)和第三靜觸點(diǎn)，或者同步轉(zhuǎn)換至所述第二刀觸點(diǎn)和第四靜觸點(diǎn)；
[0018]所述第一刀觸點(diǎn)通過(guò)所述第一雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第一組開(kāi)關(guān)與所述供電單元的正輸出端連接，所述第二刀觸點(diǎn)通過(guò)所述第一雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第二組開(kāi)關(guān)與所述供電單元的負(fù)輸出端連接；
[0019]所述第一靜觸點(diǎn)和所述第四靜觸點(diǎn)均通過(guò)第η-1個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與第n-1節(jié)蓄電池的正極連接，且均通過(guò)第n+1個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與第η節(jié)蓄電池的負(fù)極連接；
[0020]所述第二靜觸點(diǎn)和所述第三靜觸點(diǎn)均通過(guò)第η個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與第η節(jié)蓄電池的正極和第η-1節(jié)蓄電池的負(fù)極連接。
[0021]在一些實(shí)施例中，所述供電單元包括DC/DC電源和直流充電機(jī);所述DC/DC電源的正輸入端和負(fù)輸入端分別與所述直流充電機(jī)的正極和負(fù)極對(duì)應(yīng)連接，所述DC/DC電源的正輸出端通過(guò)所述第一雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第一組開(kāi)關(guān)與所述第一刀觸點(diǎn)連接，所述DC/DC電源的負(fù)輸出端通過(guò)所述第一雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第二組開(kāi)關(guān)與所述第二刀觸點(diǎn)連接。
[0022]在一些實(shí)施例中，所述供電單元包括DC/DC電源;所述DC/DC電源的正輸入端和負(fù)輸入端分別與所述蓄電池組的正極和負(fù)極對(duì)應(yīng)連接，所述DC/DC電源的正輸出端通過(guò)所述第一雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第一組開(kāi)關(guān)與所述第一刀觸點(diǎn)連接，所述DC/DC電源的負(fù)輸出端通過(guò)所述第一雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第二組開(kāi)關(guān)與所述第二刀觸點(diǎn)連接。
[0023]在一些實(shí)施例中，所述放電均衡模塊包括放電電阻和第二雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)；
[0024]所述放電電阻的第一端依次通過(guò)所述第二雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第一組開(kāi)關(guān)、第η-1個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與第η-1節(jié)蓄電池的正極連接，且依次通過(guò)所述第二雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第一組開(kāi)關(guān)、第n+1個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)與第η節(jié)蓄電池的負(fù)極連接；
[0025]所述放電電阻的第二端依次通過(guò)所述第二雙刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)的第二組開(kāi)關(guān)、第η個(gè)單刀單擲繼電器開(kāi)關(guān)分別與第η節(jié)蓄電池的正極和第η-1節(jié)蓄電池的負(fù)極連接。
[0026]本實(shí)用新型還提供一種電池管理設(shè)備，該電池管理設(shè)備包括前述的電池組電壓均衡控制電路。
[0027]在一些實(shí)施例中，所述電池管理設(shè)備為但不限于電池巡檢儀或電池管理系統(tǒng)。
[0028]在一些實(shí)施例中，所述電池管理設(shè)備通過(guò)服務(wù)器與后臺(tái)通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0029]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型所提供的電池組電壓均衡控制電路及電池管理設(shè)備通過(guò)電池組電壓均衡電路采用充電均衡與放電均衡相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池組中需要放電的蓄電池進(jìn)行放電均衡，需要充電的蓄電池進(jìn)行充電均衡，使蓄電池組保持一致性，能夠提高蓄電池組充放電利用效率，同時(shí)能延長(zhǎng)蓄電池組使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0030]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0031]圖1是蓄電池組不一致性的示意圖；
[0032]圖2是本實(shí)用新型一些實(shí)施例中電池組電壓均衡控制電路的模塊示意圖；
[0033]圖3是圖2中電池組電壓均衡電路與