CN102231554B - 一种全兼容动力电池均衡装置及方法 - Google Patents
一种全兼容动力电池均衡装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102231554B CN102231554B CN201110187656.5A CN201110187656A CN102231554B CN 102231554 B CN102231554 B CN 102231554B CN 201110187656 A CN201110187656 A CN 201110187656A CN 102231554 B CN102231554 B CN 102231554B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cell
- power
- switch
- battery pack
- switching tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供了一种全兼容动力电池的均衡装置及方法，动力电池组包括n个串联的单体电池B1、B2…Bn，对应每一个单体电池Bn，都有一个开关管Tn和均衡电阻Rn串联的均衡支路与其并联；都有一个均衡开关Un为开关管Tn接入开启电源，所述开启电源为近似m倍单体电池，直接源于动力电池组，均衡开关Un为开关管Tn接入动力电池组中单体电池Bn‑(m‑1)至Bn串联的电池电源，其中开关管T1…Tm‑1通过对应的外接隔离电源V1…Vm‑1提供开启电源。本发明可匹配多种单体电池电压的动力电池，提高了电池管理均衡系统对新型电池的匹配性和对所有动力电池的兼容性，减少特殊定制，有效降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于车辆电池管理系统领域，具体涉及一种可兼容的电池均衡装置和均衡方法。
背景技术
电池作为电动汽车的核心，直接影响着电动汽车的驾驶性能及安全性能，随着电动汽车技术的发展，电池成为了制约电动汽车技术发展的重要因素。作为电动汽车能量主要来源的车载动力电池组一般是由多个低压电池单体进行串、并联而成，由于生产的电池单体总会存在或多或少的差异，在使用的过程中会出现电压偏高或偏低的不一致性，如果出现差异又不能够及时进行均衡处理，则这种差异会在使用过程中进一步加大，如果动力电池长期处于这种整体能量不均的状态，除了会导致整个电池组的容量严重衰竭、影响电池的使用寿命之外，甚至引起电池损坏、发生爆炸，危害社会财产及生命安全。
为消除电池单体的不均匀性，一般采用电池均衡的方法。电池组均衡的过程通常是借助外部电路对电池组内单体电池的一致性差异进行动态调整，达到维护单体电池间均衡性的目的。最常见的均衡方法是在单体电池或电池组两端并联一个旁路电阻，并通过一个开关来控制电阻的通断，借助电阻来消耗电压较高的部分单体电池能量，维持电池组的整体均衡性，开关一般多选用MOST管，目前常用的磷酸铁锂电池管理系统，可直接接入电池单体作为开关管的开启电压，而对于其他单体电压较低的镍氢电池、电容电池或超级电容等则无法兼容，用户则需要根据使用的电池来订制相应的管理电池系统，一旦更换电池，将导致管理系用失效或匹配度下降。若将多个电池单体串联成电池组提高电压以满足开关管开启，使均衡电阻接入该电池组对整个电池组均衡，无法对电池单体进行管理，已失去电池管理系统的意义。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺点，提供一种可匹配多种单体电池电压的动力电池的电池均衡装置及方法，提高电池管理均衡系统对新型电池的匹配性和对所有动力电池的兼容性，减少特殊定制，降低成本。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种全兼容动力电池均衡装置，包括多个单体电池B串联成的动力电池组；多个由均衡电阻R和开关管T串联成的均衡支路，均衡支路与单体电池B并联；多个均衡开关U，受控于控制单元，为所述均衡支路的开关管接入开启电压；控制单元，检测出需要均衡的单体电池，控制所述均衡开关；其特征在于：每个单体电池B独立并联一个所述均衡支路，每个均衡支路的开关管独立由一个所述均衡开关U控制，所述开关管通过所述均衡开关接入所述动力电池组中串联的两个单体电池作为开启电源。
所述通过均衡开关接入开关管的两个串联单体电池，一个为所述均衡开关对应的单体电池，一个为与此单体电池串联的高位单体电池，所述动力电池组输出端正极的单体电池的均衡支路其开关管通过外接的隔离电源提供开启电源。
所述均衡开关为光耦合器，所述开关管为场效应管，其输出端的集电极接所述高位单体电池的正极，发射极接所述场效应管源极。
本技术方案还包括一种全兼容动力电池均衡方法，动力电池组包括n个串联的单体电池B1、B2…Bn，对应每一个单体电池Bn，都有一个开关管Tn和均衡电阻Rn串联的均衡支路与其并联；都有一个均衡开关Un为开关管Tn接入开启电源，所述开启电源为近似m倍单体电池，直接源于动力电池组，均衡开关Un为开关管Tn接入动力电池组中单体电池Bn-(m-1)至Bn串联的电池电源，其中开关管T1…Tm-1通过对应的外接隔离电源V1…Vm-1提供开启电源。
所述开关管为场效应管，所述开启电压优选近似2倍单体电池电压。
所述隔离电源为单端反激式隔离电源。
本发明的优点在于：
对动力电池组多节单体电池取压，实现对单体电池电压在1.5V以下的动力电池的单体均衡，同时兼容目前常用的单体电池电压在3V左右的锂电池、电容电池等其他动力电池，达到动力电池全兼容均衡。
对单体电池电压在1.5V以下的动力电池，不需要对每个单体电池增加外接均衡电源来提供开启电源，只需要根据均衡支路所需的开启电源电压在动力电池单体的倍数，对动力电池组的相应倍数个的高位单体电池外接隔离电源即可，减化了整个电池均衡装置结构。
由于各种单体电池电压的动力电池都可以兼容，因此车辆可以根据需要更换动力电池而无需更换或定制新的电池均衡管理系统，提高了使用的灵活性，降低了成本。
附图说明
图1为本发明全兼容动力电池均衡装置实例结构图；
图2为本发明全兼容动力电池均衡装置中隔离电源实例电路图。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的技术方案。
如附图1所示：采用本发明技术方案全兼容动力电池均衡方法的全兼容动力电池均衡装置，动力电池组包括n个串联的单体电池B1、B2…Bn，对应每一个单体电池Bn，都有一个开关管Tn和均衡电阻Rn串联的均衡支路与其并联；都有一个均衡开关Un为开关管Tn接入开启电源，所述开启电源为近似m倍单体电池，直接源于动力电池组，均衡开关Un为开关管Tn接入动力电池组中单体电池Bn-(m-1)至Bn串联的电池电源，其中通过对应的外接隔离电源V1…Vm-1为开关管T1…Tm-1提供开启电源。
附图1为取近似2倍单体电池作为开启电源的连接结构，即m的值为2。若选用的单体电池电压为1.2V，MOS管的开启电压为1.5V，则取近似2倍单体电池作为开启电源可以满足开关管的开启条件。
多个单体电池B1、B2…Bn串联成的动力电池组，B1正极为动力电池组输出端正极，Bn的负极为动力电池组输出端的负极，B1为B2串联的高位单体电池，开关管选用N型MOS管，均衡开关采用光耦合器，实现光电隔离。对单体电池B2而言，均衡电阻R2串联MOS管T2组成均衡支路，即MOS管T2的源极和漏极与均衡电阻R2串联后再与单体电池B2并联，光耦合器U2的输入端接控制单元，受控于控制单元。光耦合器U2输出端的发射极接MOS管T2的栅极，集电极接单体电池B1的正极，即接入动力电池组中单体电池B1至B2串联的电池单元作为B2均衡支路的MOS管T2开启电压。
相应的，对于单体电池B3，均衡电阻R3串联MOS管T3组成均衡支路，即MOS管T3的源极和漏极与均衡电阻R3串联后再与单体电池B3并联，光耦合器U3的输入端接控制单元，受控于控制单元。光耦合器U3输出端的发射极接MOS管T3的栅极，输出端的集电极接单体电池B2的正极，即接入动力电池组中单体电池B2至B3串联的电池单元作为B3均衡支路的MOS管T3开启电压。
以相同的连接方式，直至单体电池Bn。
对于单体电池B1，无串联的高位单体电池，为满足MOS管T1的开启电压，需要外接隔离电源V1。本实施例中采用3V单端反激式隔离电源，光耦合器U1输出端的发射极接MOS管T1的栅极，输出端的集电极接隔离电源V1正极，隔离电源V1的负极接MOS管T1的源极。
隔离电源采用的单端反激式开关电源如附图2。所谓的单端是指高频变换器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧。如图所示，当开关管Q导通时，高频变压器T初级绕组的感应电压为上正下负，整流二极管VD处于截止状态，在初级绕组中储存能量。当开关管Q截止时，变压器T初级绕组中存储的能量，通过次级绕组及VD整流和电容C滤波后向负载输出。
本实施例的工作过程如下：
若控制单元根据采集的数据确定某一单体电池需要进行放电均衡，如单体电池B2，则向光耦合器U2的输入端输出导通信号，控制其输出端导通，则单体电池B1至B2的电压加在MOS管T2的栅源两端，MOS管T2导通，单体电池B2通过均衡电阻R3分流，实现放电均衡。控制单元向光耦输出的导通信号为PWM信号，通过控制PWM信号的占空比调整MOS管T2的导通时间，从而控制单体电池B2的分流大小，实现均衡控制。
Claims (5)
1.一种全兼容动力电池均衡装置，包括
多个单体电池B串联成的动力电池组；
多个由均衡电阻R和开关管T串联成的均衡支路，均衡支路与单体电池B并联；
多个均衡开关U，受控于控制单元，为所述均衡支路的开关管接入开启电源；
控制单元，检测出需要均衡的单体电池，控制所述均衡开关；
其特征在于：每个单体电池B独立并联一个所述均衡支路，每个均衡支路的开关管独立由一个所述均衡开关U控制，所述开关管通过所述均衡开关接入所述动力电池组，除动力电池组输出端正极单体电池以外的其他单体电池对应的开关管的开启电源为两个串联单体电池，一个为所述均衡开关对应的单体电池，一个为与此单体电池串联的高位单体电池，所述动力电池组输出端正极的单体电池的均衡支路的开关管由外接的隔离电源提供开启电源。
2.根据权利要求1所述的一种全兼容动力电池均衡装置，其特征在于：所述均衡开关为光耦合器，所述开关管为场效应管，所述正极的单体电池对应的光耦合器输出端的集电极接所述外接隔离电源的正极，发射极接所述单体电池对应的场效应管栅极，除所述正极的单体电池对应的光耦合器以外的其它光耦合器输出端的集电极接各自对应的单体电池的高位单体电池的正极，发射极接各自对应的场效应管栅极。
3.根据权利要求1所述的一种全兼容动力电池均衡装置，其特征在于：所述隔离电源为单端反激式隔离电源。
4.一种全兼容动力电池均衡方法，其特征在于：动力电池组包括n个串联的单体电池B1、B2…Bn，对应每一个单体电池Bn，都有一个开关管Tn和均衡电阻Rn串联的均衡支路与其并联；所述单体电池Bm…Bn的开关管Tm…Tn分别由均衡开关Um…Un控制，所述单体电池Bm…Bn分别由各单体电池及该单体电池前m-1个高位单体电池串联提供该单体电池开关管的开启电源，开关管T1…Tm-1的开启电源分别由外接隔离电源V1…Vm-1提供。
5.根据权利要求4所述的一种全兼容动力电池均衡方法，其特征在于：所述开关管为场效应管，所述开启电源的电压为2倍单体电池电压。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110187656.5A CN102231554B (zh) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | 一种全兼容动力电池均衡装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110187656.5A CN102231554B (zh) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | 一种全兼容动力电池均衡装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102231554A CN102231554A (zh) | 2011-11-02 |
| CN102231554B true CN102231554B (zh) | 2016-09-14 |
Family
ID=44844099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110187656.5A Expired - Fee Related CN102231554B (zh) | 2011-07-06 | 2011-07-06 | 一种全兼容动力电池均衡装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102231554B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20130091951A (ko) * | 2012-02-09 | 2013-08-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 시스템, 이의 제어 방법 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 |
| CN103887569B (zh) * | 2014-04-04 | 2016-01-06 | 淄博贝林电子有限公司 | 电动开关式自动均衡电池模块 |
| CN105375539B (zh) * | 2014-08-21 | 2021-02-09 | 上海稳得新能源科技有限公司 | 动力电池自动均衡充电器 |
| CN106100015B (zh) * | 2016-06-13 | 2018-07-31 | 郑州精益达汽车零部件有限公司 | 一种车载电池管理系统的被动均衡控制电路及控制方法 |
| CN106602664B (zh) * | 2017-01-05 | 2024-03-22 | 清华大学深圳研究生院 | 连接拓扑动态可调的电池组及其实现方法 |
| JP6935575B2 (ja) * | 2018-12-21 | 2021-09-15 | オッポ広東移動通信有限公司Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｏｐｐｏ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｒｐ．， Ｌｔｄ． | バッテリ給電回路、充電対象機器、及び充電制御方法 |
| CN109975714A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-07-05 | 广西电网有限责任公司防城港供电局 | 一种兼容多种电压的电压检测装置、检测系统及方法 |
| CN111614134B (zh) * | 2020-04-23 | 2023-01-10 | 北京欧罗科技发展有限公司 | 电池组充电控制方法和系统及电池组充电装置 |
| CN118611225B (zh) * | 2024-08-08 | 2024-10-15 | 福建省芯链能源科技有限公司 | 一种动态均衡电池组及其均衡控制方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101588077A (zh) * | 2008-05-21 | 2009-11-25 | 深圳市比克电池有限公司 | 一种不间断电源的管理系统 |
| CN201584468U (zh) * | 2009-10-15 | 2010-09-15 | 安阳成翔电器有限公司 | 一种蓄电池均衡放电控制器 |
| CN101986508A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-03-16 | 安徽力高新能源技术有限公司 | 电池均衡装置 |
-
2011
- 2011-07-06 CN CN201110187656.5A patent/CN102231554B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101588077A (zh) * | 2008-05-21 | 2009-11-25 | 深圳市比克电池有限公司 | 一种不间断电源的管理系统 |
| CN201584468U (zh) * | 2009-10-15 | 2010-09-15 | 安阳成翔电器有限公司 | 一种蓄电池均衡放电控制器 |
| CN101986508A (zh) * | 2010-12-03 | 2011-03-16 | 安徽力高新能源技术有限公司 | 电池均衡装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102231554A (zh) | 2011-11-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102231554B (zh) | 一种全兼容动力电池均衡装置及方法 | |
| CN104600799B (zh) | 一种串联电池组均衡电路及均衡方法 | |
| CN101467326B (zh) | 多个变压器的初级线圈并联的电荷均衡设备 | |
| CN106410897B (zh) | 电子烟及其电源结构 | |
| US20230027457A1 (en) | A Parallel Charging and Discharging Management System of Multiple Batteries | |
| CN106410895B (zh) | 一种电池均衡装置、汽车电池均衡系统及均衡方法 | |
| CN101976876A (zh) | 实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法 | |
| CN103107565A (zh) | 电动汽车电池管理系统静态均衡方法 | |
| CN103457325A (zh) | 一种直接式锂离子电池无损均衡电路及均衡控制方法 | |
| CN108134425A (zh) | 锂电池均衡控制系统及其控制方法 | |
| CN104935042A (zh) | 一种用于ups和外接蓄电池间的检测和保护电路 | |
| CN110011365A (zh) | 储能电池组均衡系统 | |
| CN202084968U (zh) | 一种动力蓄电池预充电电路 | |
| CN103413980A (zh) | 智能混合电池管理系统 | |
| CN110341548A (zh) | 一种基于外接电源的动力电池组主动均衡系统及控制方法 | |
| CN103178563A (zh) | 一种电池管理模块及系统 | |
| CN112467844A (zh) | 一种电池均衡系统的控制装置、方法和汽车 | |
| CN205335874U (zh) | 用于电池管理系统的电池均衡装置 | |
| CN107508357A (zh) | 一种多节并联的锂电池管理系统 | |
| CN111463858A (zh) | 主动均衡方法、均衡控制单元、电路、系统及存储介质 | |
| CN208806635U (zh) | 串联电池组的主被动混合均衡电路 | |
| CN203707855U (zh) | 一种锂电池组均衡充电器 | |
| CN205811581U (zh) | 车载电池管理系统的被动均衡控制电路 | |
| CN108258762A (zh) | 一种预装电池系统的快速充电电路及智能终端 | |
| CN104158245B (zh) | 一种综合式的锂电池组均衡电路及均衡方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160914 Termination date: 20180706 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |