[实用新型]串联铅酸电池组相邻电池电量的电感均衡器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种均衡器，尤其是一种应用于串联铅酸电池组内相邻两块电池之间的电量均衡的电感无损耗均衡器。 

背景技术

铅酸电池的单体电压额定值是2V，因其电压较低，在众多场合使用不便，故目前都是以6个单体构成额定电压为12V的一个电池包，通常称为一块电池。铅酸电池的应用已不再局限于传统的领域，节能减排、低碳经济、绿色环保等概念已深入人心。作为绿色交通工具的电动车也逐步被人们接受，特别是电动自行车和电动摩托车已经成为人们上/下班或短距离的代步工具。在电动自行车或电动摩托车上使用最多的便是36V或48V的铅酸蓄电池组。当前铅酸蓄电池组的使用寿命远低于其单体的使用寿命，其原因是电池本身所存在的一致性差。在使用过程中，即串联蓄电池组在充电或放电过程中出现各块电池间的电压值差别较大，导致某块电池过充、某块电池欠充、某块电池过放。铅酸电池的使用寿命受到大众的关注，许多铅酸电池的研究者、应用者正在不断地探索，想方设法延时铅酸电池组的使用寿命，期望接近其单体的寿命。蓄电池组在使用过程中及时保证其每块电池电量的均等，便是延长电池组循环寿命的方法之一。 

现在常用的可充电电池均衡方法有：(1)电阻放电法：用一个开关串连一个电阻再并连到每块电池的两端。当充电电压大于电池的最高限压时开关闭合，通过电阻把充电电流旁路，而其他电池继续充电，直到所有电池都充满。由此可知，该种方法由于电阻的损耗，造成能源的浪费，不节能。(2)开关电容法：在每两只电池间或多只电池间通过双向开关并联一个电容，在两个电池间频繁切换电容，使电压高的电池电量流向电压低的电池。(3)变压器法。采用一个原边单绕组付边多个相同绕组的变压器，原边绕组接电池组电压，每个付边绕组通过开关与一块电池相连，由开关来控制电池的均衡。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种串联铅酸电池组相邻电池电量单电感均衡器，其依据电感电流不能突变原理，将DC/DC变换电路的Buck-boost变换器和Boost变换器整合在一起，把电量偏高电池上的能量一部分转移到邻近的电量偏低电池上，使得串联蓄电池组中各块电池的电量基本相等，即实现电池间的电量均衡，从而延长电池组的循环使用寿命，且本实用新型所述单电感均衡器使用时无损耗，节能环保。 

为实现以上的技术目的，本实用新型将采取以下的技术方案： 

一种串联铅酸电池组相邻电池电量单电感均衡器，用于对铅酸电池组的相邻两块电池进行电量均衡，包括MCU控制器、电压采样电路、PWM脉冲输出电路、电感器以及DC/DC变换电路，所述MCU控制器分别与电压采样电路、PWM脉冲输出电路以及DC/DC变换电路通信连接，该DC/DC变换电路包括Buck-boost变换器和Boost变换器，且Buck-boost变换器通过电感器与两块电池相连接；而Boost变换器也通过电感器与前述两块电池串联连接；所述MCU控制器根据电压采样电路所采集到的电压信息，控制PWM脉冲输出电路输出宽度不同的脉冲信号，以分别控制Buck-boost变换器的开关管Q1或Boost变换器的开关管Q2的工作状态，并通过电感将两块电池中电压较高电池的部分电量转移到电压较低的电池，MCU控制器通过控制开关管Q1或开关管Q2的导通时间，来确定两块电池间一次所转移的电量。 

所述PWM脉冲输出电路所输出脉冲信号的占空比D＝T_ON/T_s，则D的取值范围是：0.5＜D＜0.88，其中，T_ON为开关管Q1或开关管Q2的导通时间，T_s为PWM脉冲输出电路所输出脉冲信号的脉冲周期。 

所述Buck-boost变换器和Boost变换器均通过同一电感器分别与相邻的电池连接。 

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果： 

本实用新型所述串联铅酸电池组相邻电池电量单电感均衡器依据电感电流不能突变原理，将电量偏高的电池上的能量一部分转移到邻近的电量偏低的电池上。使串联蓄电池组中各电池的电量基本相等。由于通过外部电路对电池电量进行主动调整，在电量基本保持均等的情况下电池进行充电或放电就不会产生某块电池的过充或过放。减小因某电池性能差所引起的“木桶效应”，延长整个电池组的使用寿命。与电容开关法相比，主要是电路简单、易扩展，不需要频繁切换开关。