[发明专利]一种电动叉车用动力电池主动均衡系统

说明书

本发明提出了一种电动叉车用动力电池主动均衡系统，均衡电路设置有两层均衡回路，第一层均衡回路用于实现相邻单体电池之间的能量转移，第二层均衡回路用于实现非相邻电池单元之间的能量转移，通过在均衡电路中设置两层均衡回路，可以提高能量转移的效率，缩短电池单元的均衡周期；通过在每节单体电池的两端并联一个限幅电路，限幅电路利用二极管对电压钳制作用，当电池充满电后，限幅电路中串联的二极管导通，同时将单体电池两端的电压限制在固定值，此时，该单体电池短路，充电电流跳过该单体电池，并持续给未充满电的电池充电，以解决均衡后期均衡电流电能转换效率低的问题，大大加快电池组的充电均衡效率。

技术领域

本发明涉及电动叉车电池均衡技术领域，尤其涉及一种电动叉车用动力电池主动均衡系统。

背景技术

电动叉车的电池组通常由多节电池进行并联和串联后组成，以满足动力电源的电压和功率的需求。由于电池的制作工艺、散热条件以及使用过程中老化程度的不同，电池的性能也会不一致，从而导致串联的电池组内部电压不均衡。为了确保串联电池组的使用安全，提高其使用寿命，需要实时对每节电池的电压、电流、温度等信息进行实时检测监控，并在电池电压不均衡时对电池均衡，防止电池过充、过放和过温。目前常用的均衡方式为被动均衡。被动均衡的设计思路为在电池两端并联一个大功率电阻和控制开关，在电池电压较高需要均衡放电时，闭合控制开关，电池通过大功率电阻放电。该均衡方式电路简单，电路安全，不易产生短路等危险。但是被动均衡方式受到产生热量及电路板尺寸的限制，均衡电流一般都比较小，对于大容量的电动叉车用动力电池，均衡周期长，一般不能满足要求；另外电池能量通过大功率电阻消耗掉，损耗了电池的能量，造成了能量的浪费。因此，为了解决上述问题，本发明提供了一种电动叉车用动力电池主动均衡系统，可以提高均衡电流，缩短均衡周期，提高电池能量转移效率，避免电池能量的浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种电动叉车用动力电池主动均衡系统，可以提高均衡电流，缩短均衡周期，提高电池能量转移效率，避免电池能量的浪费。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种电动叉车用动力电池主动均衡系统，其包括电池组、恒流源和处理器，还包括若干个均衡电路、若干个开关阵列和一个开关选择电路；

电池组包括若干个依次串联的电池单元，电池单元包括依次串联的若干节电池；

恒流源为电池单元提供充电电流；

开关选择电路为每个电池单元提供充电回路，通过切换充电回路切换恒流源充电对象；

开关阵列为电池单元中每节电池提供充放电回路，处理器通过控制开关阵列的导通状态选择电池的充放电回路；

均衡电路在电池出现电压不平衡时，根据开关阵列选择的充放电回路对电池进行充电或放电处理，使串联电池的电压均衡；

电池组的正极输出端及其负极输出端分别与恒流源的正极输入端以及负极输入端一一对应电性连接，恒流源的正极输出端通过开关选择电路分别与每个电池单元的正极输出端电性连接，恒流源的负极输出端通过开关选择电路分别与每个电池单元的负极输出端电性连接；所述开关阵列的输入端并联在电池单元的正极输出端及其负极输出端之间，开关阵列的输出端与均衡电路电性连接，开关阵列的选通端与处理器的I/O口电性连接。

在以上技术方案的基础上，优选的，电池单元包括依次串联的三节电池；开关阵列包括依次串联的MOS管Q2-Q7；

MOS管Q2的漏极、MOS管Q4的漏极、MOS管Q6的漏极和MOS管Q7的源极分别为开关阵列的输入端，且分别与电池单元正极输出端、相邻电池的两个中间连接点以及电池单元负极输出端一一对应电性连接；所述MOS管Q2、MOS管Q4和MOS管Q6的源极均为开关阵列的输出端，并分别与均衡电路电性连接；所述MOS管Q2-Q7的栅极均为开关阵列的选通端，并分别与处理器的I/O口一一对应电性连接。