[实用新型]电池组均衡装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及电池组均衡装置。

【背景技术】

电池通常被串联、并联使用以提供较高的输出电压和较大的电能容量，满足负载驱动的需求。另一方面，由于可充电电池具有较好的性价比，被广泛应用于各类电子产品，甚至电动车辆中。然而，由于工艺条件的限制，单体电池之间往往会存在一定的差异，经过多次充放电循环之后，电池之间会产生较大的电压差，使串联电池组总的有效容量变小，影响电池组使用性能和寿命。

针对于此，人们开始研究电池均衡的方法。目前，一种电池均衡电路包括开关电路和谐振电路。每个电池具有正端和负端，其中第二电池的正端在一公共节点连接到第二电池的负端。该开关电路可以在正节点连接到第一电池的正端，以及在负节点连接到第二电池的负端；以及谐振电路可连接在开关电路和电池的公共节点之间，其中开关电路适合于交替地使该谐振电路与第一和第二电池相并联，使得直流成分通过谐振电路作为第一和第二电池之间电荷不平衡的函数在它们之间流动。

上述电池均衡电路由开关电路交替使谐振电路与第一、第二电池并联，使得电流通过谐振电路在第一、第二电池之间流动，通过相邻电池间的电压差的控制，使得相邻电池电压均衡。但是，由于该均衡电路中引入了谐振电路，一方面需要设置谐振线圈及铁芯，造成均衡电路的重量和体积的增大，不利于电路的集成；另一方面，由于谐振电路中交流成分的存在，不可避免地会对电池组的输出产生影响。

【发明内容】

本实用新型的发明目的是提供一种电池组均衡装置，该装置能有效对电池组进行能量均衡，且结构简单，易于集成。

为达到上述发明目的，本实用新型提出以下的技术方案：

从以上技术方案可以看出，本实用新型通过结构简单的开关单元对均衡回路进行控制，当电池达到均衡点时，电池通过开关单元、发热单元形成回路，将多余电量以热的形式散发出去，使电池组达到均衡。本实用新型的结构简单，易于集成，且不会对输出造成影响。

【附图说明】

图1为本实用新型中均衡单元的结构框图；

图2为本实用新型一种实施例中均衡单元的电路图；

图3为本实用新型电池组均衡装置具体应用的电路图。

【具体实施方式】

下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细描述。

本实用新型提供一种电池组均衡装置，包含均衡单元，用于对电池进行能量均衡，如图1所示，所述均衡单元包括：开关单元，与电池均衡控制端相连，当所述控制端检测电池电压在设定范围之外时导通，当所述控制端检测电池电压在设定范围之内时截止。发热单元，与所述开关单元、电池串联形成回路，通过电流时产生热量将电池多余的电量散发。

其工作过程和原理是，当电池组中，某一电池达到均衡点时，均衡控制端会输出一个控制信号，比如高电平信号。开关单元一般可以包括半导体元器件比如三极管、MOSFET或其组合，在接到该控制信号后，触发导通，此时，电池与发热单元、开关单元形成回路，将电池体多余的电量以热的形式散发出去。在正常的情况下，开关单元截止，这时电池组正常充放电。

当电池组中包含多个电池时，对应的，电池组均衡装置也包含多个均衡单元，前一个均衡单元的开关单元与后一电池相连，最后一个均衡单元的开关单元则可以直接接地。

如图2所示，在具体的实施例中，所述开关单元包括三极管和MOSFET。所述三极管基极与均衡控制端相连，集电极与MOSFET的栅极相连，所述MOSFET的漏极与发热单元相连。一般而言，MOSFET的源极可以与下一级的电池相连，最后一级均衡单元的MOSFET的源极可以直接接地。

所述发热单元一般可以是发热电阻。各实施例中，所述发热电阻的阻值是可调，用于调节均衡电流，进而控制均衡时间。

如图3所示，电池组均衡装置可以在充电和放电过程中实现多节电池均衡，以第15节电池为例，说明其工作的过程和原理：

通过单片机软件设计，可设置具体在充电均衡，或在充放电期间都进行均衡均衡。不管在充电还是在放电过程中，当该电池电压达到充电均衡点时，其对应的单片机控制脚(BTC1)输出低电平，Q1截止，傍路P-MOSFET的栅极为高电平，P-MOSFET导通，则该电池会通过P-MOSFET、电阻R1形成放电回路，电池体的多余电量，会通过电阻以热的形式散出去。正常情况下，其对应的单片机控制脚(BTC1)输出高电平，Q1导通，傍路P-MOSFET的栅极为低电平，P-MOSFET截止，电池组正常充放电。

其它各电池均衡原理均与此相同。调节回路电阻RE1既可以调节均衡电流，进而控制均衡时间。