[实用新型]一种高效平衡大功率充电管理系统

说明书

本实用新型公开了一种高效平衡大功率充电管理系统，用于平衡电池组处于充电状态时各单体电池之间的差异，所述电池组包括串联在一起的多个单体电池，所述充电管理系统包括处理器、以及一一对应地与多个所述单体电池并联的起旁路作用的多个可变功率电路单元，所述处理器分别与多个所述可变功率电路单元及多个所述单体电池相连，用于采集多个所述单体电池的电压、以及输出脉宽调制信号调节各所述可变功率电路单元的功率。本充电管理系统通过采集各单体电池的电压、进而动态地调节各单体电池的放电功率，因而能够使电池组的各单体电池的电压保持一致，实现电池组平衡充电。

技术领域

本实用新型涉及动力电池充电管理系统，尤其涉及一种能够平衡电池组处于充电状态时各单体电池之间的差异的高效平衡大功率充电管理系统。

背景技术

为达到大功率设备运行时电压、功率及能量的要求，电池组多由大量单体电池串接组成使用。虽然随着技术工艺的提高，电池之间的差异逐渐减小，但是，在当前制作工艺水平下，仍难保证每节电池特性完全一致。尤其是在工况运行条件下，频繁地进行不规则的充电、放电，电池组工作一段时间后电池之间的差异会恶化，从而使得电池组的使用效率降低，寿命减小。

为了保障电池组的应用寿命，电池管理系统应运而生，其主要工作就是发现电池之间的差异并缩小，也就是通常所称的电池均衡技术。

电池组的平衡状态，通常是指各个单体电池的平均电压与各个单体电池的电压绝对差值在一定的范围内，根据均衡系统的精度要求不同，可能是0.01V，也可能为其他人为设定的数值。

目前，电池管理系统比较常用的电池均衡技术是通过旁路电阻对电压相对较高的单体电池进行放电。但是，在实际使用中，发明人发现，由于放电电阻的大小是固定的，放电功率无法调节，导致很难使各单体电池的电压相同，因而很难实现电池组平衡充电。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高效平衡大功率充电管理系统。

发明构思：由上述背景技术可知，通过发明人的研究发现，造成现有电池管理系统无法真正让电池组平衡充电的原因是无法动态调节放电功率。如果能够根据充电期间各单体电池的电压，动态地调节对应的放电电流或放电功率，即，如果单体电池的电压与所有单体电池的平均电压的差值越大，则使该单体电池的放电电流越大或放电功率越大；反之，如果单体电池的电压与所有单体电池的平均电压的差值越小，则使该单体电池的放电电流越小或放电功率越小，就能够使各单体电池的电压趋于一致，达到平衡充电。在此构思下，本实用新型采用的技术方案如下：

一种高效平衡大功率充电管理系统，用于平衡电池组处于充电状态时各单体电池之间的差异，所述电池组包括串联在一起的多个单体电池，所述充电管理系统包括处理器、以及一一对应地与多个所述单体电池并联的起旁路作用的多个可变功率电路单元，所述处理器分别与多个所述可变功率电路单元及多个所述单体电池相连，用于采集多个所述单体电池的电压、以及输出脉宽调制信号调节各所述可变功率电路单元的功率。

充电时，外接直流电源通过DC-DC变换器向电池组充电，充电电流依次通过电池组中串联在一起的各单体电池。在此过程中，处理器采集电池组的各单体电池的电压，进而输出相应脉宽的脉宽调制(PWM)信号，分别调节各单体电池对应的可变功率电路单元的功率，从而分别调节各单体电池的放电功率，使得整个充电过程中，各单体电池的电压基本一致，由此实现了电池组平衡充电。

在一种方案中，所述可变功率电路单元采用恒流源。

在另一种方案中，所述可变功率电路单元采用DC-DC同步整流器。

优选地，将所述可变功率电路单元与充电装置的散热器相贴合。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：