[发明专利]锂离子动力电池组均衡充电系统

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子动力技术领域，特别是涉及一种锂离子动力电池组均衡充电系统。

背景技术

目前限制电动车辆产业化的一个主要因素是电池的性能和寿命，尤其当采用串联电池组作为动力电源时，电池间的不一致性会导致电池具有不同的充电特性，从而增加了电池组充电过程中电池单体发生过充的可能性，使得电池组的性能下降。对于电压敏感型的锂离子动力电池来说，过充是必须要避免的，否则电池的安全性能得不到保障。因此，为了满足锂离子动力电池的安全性能和寿命要求，需要采用电池均衡技术。传统的电池均衡技术，其充电效率不高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种充电效率高的锂离子动力电池组均衡充电系统。

一种锂离子动力电池组均衡充电系统，用于对锂离子动力电池组进行均衡充电管理，包括锂离子动力电池组、监测模块、控制模块以及均衡充电模块；所述监测模块、所述均衡充电模块分别与所述控制模块连接；所述锂离子动力电池组包括多节串联设置的锂离子动力电池；所述均衡充电模块包括均衡充电保护单元、充电机以及充电总线；所述均衡充电保护单元与每节所述锂离子动力电池并联设置，所述均衡充电保护单元的输出端与所述充电总线连接；所述充电总线并联于所述锂离子动力电池组的两端之间，所述充电机分别与所述充电总线、所述锂离子动力电池组连接；所述监测模块用于对每节所述锂离子动力电池的电压进行监测，并将监测结果输出到所述控制模块；所述控制模块用于根据所述监测结果计算获得所述锂离子动力电池组的平均电压值，并判断每节所述锂离子动力电池的电压值与所述平均电压值的差值是否大于上限值或是否低于下限值；当所述控制模块判断所述差值大于所述上限值时，所述控制模块控制所述均衡充电保护单元对所述锂离子动力电池进行分流，并通过所述输出端输出到充电总线；当所述差值低于所述下限值时，所述控制模块控制所述充电机通过所述均衡充电保护单元为所述锂离子动力电池充电；当所述锂离子动力电池的电压值回复到预设电压值后，所述均衡充电保护模块停止工作。

在其中一个实施例中，所述均衡充电保护单元包括PWM控制器、返驰式转换器以及连接于每节锂离子动力电池两端的模拟开关和MOS管；所述返驰式转换器用于对充电机输入的电压进行升压转换；所述PWM控制器用于将所述锂离子动力电池的电压值与所述返驰式转换器转换后的电压值进行比较，并根据比较结果产生PWM控制信号控制所述MOS管的导通状况。

在其中一个实施例中，所述上限值为+5伏特，所述下限值为-5伏特。

在其中一个实施例中，所述预设电压值为锂离子动力电池组中所有串联设置的锂离子动力电池的平均电压值。

在其中一个实施例中，所述均衡充电模块还包括多副边耦合变压均衡单元；所述多副边耦合变压均衡单元包括主边侧电路以及副边侧电路；所述主边侧电路与所述锂离子动力电池组并联；每节所述锂离子动力电池均并联设置一副边侧电路。

在其中一个实施例中，所述主边侧电路包括主边侧线圈、第一NPN三极管、第二NPN三极管、第一电容以及第二电容；所述第一电容与所述第二电容串联并连接于所述锂离子动力电池组的正极和负极之间；所述第一NPN三极管的集电极与所述锂离子动力电池组的正极连接，发射极与所述第二NPN三极管的集电极连接；所述第二NPN三极管的发射极与所述锂离子动力电池组的负极连接；所述第一NPN三极管的基极、所述第二NPN三极管的基极分别与所述控制模块连接；所述主边侧线圈的一端连接于所述第一NPN三极管与所述第二NPN三极管之间，另一端则连接于所述第一电容与所述第二电容之间；所述副边侧电路包括副边侧线圈、第一二极管、第二二极管以及第三电容；所述副边侧线圈一端与所述第一二极管的正极连接，另一端与所述第二二极管的正极连接；所述第一二极管的负极和所述第二二极管的负极连接后与所述锂离子动力电池的正极连接；所述第三电容与所述锂离子动力电池并联；所述锂离子动力电池的负极连接于所述副边侧线圈的中间节点。

在其中一个实施例中，还包括散热模块；所述散热模块与所述控制模块连接；所述散热模块置于所述锂离子动力电池组的一侧；所述散热模块用于对所述锂离子动力电池组进行散热降温。

在其中一个实施例中，所述监测模块还用于对每节所述锂离子动力电池的温度进行监测，并将温度监测结果输出到所述控制模块；所述控制模块根据所述温度监测结果判断所述锂离子动力电池组的温度是否超过第一预设温度值，若是，则所述控制模块控制所述散热模块工作，对所述锂离子动力电池组进行散热降温。