[发明专利]电池组管理电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种串联电池组的管理电路，特别涉及电池组的均衡管理。

技术背景

串联电池组因为出现某单体落后或损坏导致整个电池组无法正常使用，新旧电池不能串联使用造成很大的浪费。

为了达到电池组的均衡，现有的技术上一般采用以下方法：

1、旁路放电法。在充电过程中，单只电池达到限制电压后，开启旁路放电，达到电池电压不再上升的目的。这个方法电路简单，但不能平衡电池组的放电过程；

2、电压比较法：使用单片机或比较器对电池组当中的单只电池的电压进行相互比较，对电压高的进行单独放电或对电压低的单只电池进行单独充电。这个方法实现起来比较复杂，放电浪费电池组能量，对电压低的电池单独充电的方法在电池组放电过程难以实现；

3、专利申请号200710025623.4公开的电池组的均衡方法和电路，它将整个电池组的能量经过逆变后，给电压低于平均电压的电池充电，在电池组实际使用过程中，这个方法和电路还存在3个不足：a、不断消耗整组电池的容量给落后的电池充电，当其中一只电池容量较大或电压较高时，这个电路将不停地工作，达到电压平衡的过程浪费大量的电池容量。b、这个电路采用整流二极管整流，当回路电流较大时，将消耗较大的功率并发热，因此这是一个损耗电池电量很大的电路。c、这个方法和电路没有反馈机制，当其中一只电池容量比较小时，在整个电池组的放电过程中与其相连的线圈负荷加大，电压下降，无法达到理想的均衡目的。

串联电池组在实际使用中还存在热失控的问题。当电池使用一段时间后，由于活性物质的变化，电池内阻增加，并且是不均匀的，在充电或放电过程中导致电池温度上升，电解质加速挥发，电化学腐蚀加剧，最后导致电池组的失控，甚至造成火灾或爆炸。在解决电池组热失控的方法中，大部分都使用定值的温度开关，当电池组温度超过设定的温度时，实施回路控制。这个方法不能随环境的温度变化而改变，比如在寒冷的天气环境下，电池内部已经发热到失控状态，但由于环境温度低，电池组散热快，无法达到温度开关动作的温度，但电池组依然因为过度充电而损坏。在高温环境中，电池组稍有正常温升可能导致温度开关的误动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种可使电池组能耗较低、均衡效果好的电池组管理电路。

本发明的另一目的是提供一种能有效、准确地防止电池热失控的电池组管理电路。

本发明的技术方案是这样的：电池组管理电路，包括变压器和开关电源专用芯片，上述变压器具有与复数个相串联的单体电池分别相对应的、依次相串联的复数组初级线圈，且每组初级线圈匝数相同，各个单体电池与上述各组初级线圈之间分别通过电子开关相并联，且其中一个电子开关受控于上述开关电源专用芯片的输出，其余电子开关受控于上述变压器的同步线圈。

上述电子开关为场效应管。

上述变压器为平面变压器。

还包括采样反馈电路，上述采样反馈电路包括运算放大器、上述变压器的次级线圈、与上述各个单体电池分别相对应的复数个相串联的阻值相同的采样电阻，上述次级线圈的匝数与上述初级线圈的匝数相同，上述采样电阻中的一个的电压采样输出端和上述次级线圈的电压输出端分别连接至上述运算放大器的输入端，上述运算放大器输出端连接至上述开关电源专用芯片的反馈输入端。

还包括控制电池组充放电回路通断的温控电路，上述温控电路包括由感测环境温度的第一温敏元件、感测电池组内部温度的第二温敏元件和两个阻抗元件构成的平衡桥，此平衡桥的两个节点电压输出端分别连接一电压比较器的输入端，此电压比较器的输出端连接一控制电池组充放电回路通断的开关部件用以控制此开关部件的通断。