[发明专利]一种锂离子电池组均衡电路及均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池均衡电路及均衡方法。

背景技术

一个电池组由许多电池单体串联或者并联后串联组成。这些电池单体由于制作工艺、电池老化、电池温度不同以及内阻变化等因素，造成电池组在经过一段时间的充放电循环后出现各电池单体之间的不均衡，如果继续使用，电池组的放电电量将由电量最小电池决定，所以电量最小的电池容易出现过放电现象，导致电池单体出现不可恢复的损坏，进而影响串联电池组寿命。

发明内容

本发明是为了解决现有的电池组中各电池单体之间的不均衡导致降低电池寿命的问题，从而提供一种锂离子电池组均衡电路及均衡方法。

一种锂离子电池组均衡电路，锂离子电池组1由N节锂离子电池串联构成，所述锂离子电池组在工作时处于静置状态，N为大于或等于2的正整数；它包括继电器网络3、一号输入总线41、二号输入总线42、一号输出总线51、二号输出总线52、一号换向开关61、二号换向开关62、微控制器7、正激变换器8和电压采集电路；

锂离子电池组1的正极、N-2个公共端和负极为锂离子电池组1的N个信号输出端；所述公共端是指相邻两个锂离子电池之间的连接点，继电器网络3由2N个继电器构成；所述继电器网络3用于在微控制器7的控制下将锂离子电池组1中的任意一节单体电池的两端分别与一号输入总线41、二号输入总线42连接，或者将锂离子电池组1中的任意一节单体电池的两端分别与一号输出总线51、二号输出总线52连接，微控制器7的正激变换器控制信号输出端与正激变换器8的控制信号输入端连接；

一号换向开关61用于将一号输入总线41和二号输入总线42与正激变换器8的两个信号输出端连接；

二号换向开关62用于将一号输出总线51和二号输出总线52与正激变换器8的两个信号输入端连接；

电压采集电路由电压采集芯片10和数字隔离器11组成，所述电压采集芯片10用于采集锂离子电池组1中每节锂离子电池两端的电压；所述电压采集芯片10将采集的电压信号转换成数字信号之后通过数字隔离器11与微控制器7的电压采集信号输入端连接；电压采集芯片10的控制信号输入端通过数字隔离器11与微控制器7的电压采集控制信号输出端连接。

正激变换器8包括组内高SOC电池V1、二极管D、主开关管SR-Q、变压器B、一号开关管SR-Q1、二号开关管SR-Q2、储能电感L、采样电阻R、电容C、组内低SOC电池V2、电流采样单元81、电压采样单元82和PWM驱动控制电路83；

组内高SOC电池V1的电源正端同时与二极管D的阴极和变压器B原边的一端连接；组内高SOC电池V1的电源负端同时与二极管D的阳极和主开关管SR-Q的一端连接；所述主开关管SR-Q的另一端与变压器B原边的另一端连接；变压器B副边的一端同时与一号开关管SR-Q1的一端和储能电感L的一端连接；所述储能电感L的另一端同时与电容C的一端和组内低SOC电池V2的电源正端连接；电容C的另一端接电源地；组内低SOC电池V2的电源负端与采样电阻R的一端连接；所述采样电阻R的另一端同时与一号开关管SR-Q1的另一端和二号开关管SR-Q2的一端连接；所述二号开关管SR-Q2的另一端与变压器B副边的另一端连接；主开关管SR-Q的控制端与PWM驱动控制电路83的控制信号输出端连接；电流采样单元81采集通过采样电阻R的电流，该电流信号是接入正激变换器8的单体电池的电流信号，所述电流采样单元81的电流采样信号输出端与PWM驱动控制电路83的电流采样信号输入端连接；电压采样单元82采集组内低SOC电池V2两端的电压，所述电压采样单元82的电压采样信号输出端与PWM驱动控制电路83的电压采样信号输入端连接；一号开关管SR-Q1的控制端是一号同步整流驱动信号端；二号开关管SR-Q2的控制端是二号同步整流驱动信号端。

它还包括过电流保护电路，所述过电流保护电路包括电流反馈单元91、过流值设定单元92、比较器93和RS触发器94和主开关管集成驱动控制芯片95，电流反馈单元91通过采样电阻R采集电池组的充电电流信号，所述电流反馈单元91的电流值输出端与比较器93的一个输入端连接；过流值设定单元92的过流值输出端与比较器93的另一个输入端连接；所述比较器93的输出端与RS触发器94的S输入端连接；所述RS触发器94的R输入端连接低电平，所述RS触发器94的反向信号输出端与主开关管集成驱动控制芯片95的触发信号输入端连接；所述主开关管集成驱动控制芯片95的控制信号输出端与PWM驱动控制电路83的触发信号输入端连接。