[发明专利]锂电池能量转移均衡控制电路、电池管理系统及汽车

说明书

本发明公开了一种锂电池能量均衡控制电路、电池管理系统及汽车，所述电路包括微处理器单元MCU、电池单体检测系统、均衡充电控制系统，所述电池单体检测系统用于检测每一个电池单体的电压信号，其输出端连接微处理器单元MCU；所述微处理器单元MCU对比每一个电池单体的电压找到最低电压电池单体；所述微处理器单元MCU的输出端连接均衡充电控制系统，所述微处理器单元MCU通过均衡充电控制系统控制锂电池包为最低电压电池单体充电。本发明的优点在于：采用能量转移方式进行均衡，能量不被浪费，可以有效减少均衡对续航的影响；电路结构简单可靠，采用变压器和隔离光耦尽心充电控制，安全可靠且可以最大限度的保证了对每一个低电压的电芯的均衡。

技术领域

本发明设计锂电池均衡控制领域，特别设计一种锂电池能量转移均衡控制模块、电池管理系统及汽车。

背景技术

新能源汽车的动力系统采用锂电池进行供电，锂电池一般采用多个电池单体进行串并联形成一个电池包，通过电池包对外供电，锂电池中由于各个单体的特性参数不同，在使用时间达到一定程度后会造成各电池单体差异变大，造成电池的均衡故障，因此需要对锂电池进行均衡操作；但是现有技术中的均衡一般采用电阻消耗式，把高容量电池的能量以热热量形式消耗掉，是对能源利用率极大的浪费，特别是新能源汽车比较重视的续航里程，消耗掉的电能恰恰会造成续航的减少。另外一种就是能量转移式，这种方式可以直接将高电量电池单体能量转换至低电量的电池中，可以做到减少电能的浪费，在一定程度提高续航的目的。但是现有技术中一般直接通过开关来控制高低电量对应的电池单体直接连接在一起从而实现高对低的充电，这种方式没有做到隔离，且直接单体对单体充电，设计电路也会复杂且不安全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的锂电池能量转移均衡控制电路、电池管理系统及汽车，设计一种简单可靠的均衡控制电路实现能量转移式均衡，该电路做到了成本低、安全可靠。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种锂电池能量均衡控制电路，包括微处理器单元MCU、电池单体检测系统、均衡充电控制系统，所述电池单体检测系统用于检测每一个电池单体的电压信号，其输出端连接微处理器单元MCU；所述微处理器单元MCU对比每一个电池单体的电压找到最低电压电池单体；所述微处理器单元MCU的输出端连接均衡充电控制系统，所述微处理器单元MCU通过均衡充电控制系统控制锂电池包为最低电压电池单体充电。

所述均衡充电控制系统包括变压器T8，所述变压器T8用于原边线圈一端连接锂电池包正极B+，另一端经MOS管Q2、电阻R3后接地，MOS管的控制端连接至隔离光耦模块的输出端，隔离光耦模块的输入端由微处理器单元MCU驱动控制；所述变压器T8具有多个副边线圈，每个副边线圈均分别通过一个单体充电电路连接一个电池单体两端；所述微处理器单元MCU通过驱动控制隔离光耦模块来控制变压器T8的工作并控制最低电压电池单体对应的单体充电电路工作，将变压器T8副边线圈经单体充电电路为最低电压电池单体充电。

所述单体充电电路包括二极管D1、电容C1、电阻R4、MOS管Q3，变压器T8的副边线圈的正极与二极管D1的阳极连接，其负极连接至MOS管Q3的集电极；二极管D1的阴极经电容C1连接至Q3的集电极；Q3的发射极连接至对应电池单体的负极；二极管D1的阴极经电阻R4连接至对应电池单体的正极；MOS管Q3的控制端与微处理器单元MCU连接。

所述电池单体检测系统包括多个，每个电池单体检测系统对应检测一个电池单体的电压数据，所述电池单体检测系统包括电池电压差分调试模块、电池电压信号输出驱动模块；所述电池电压差分调试模块用于采集电池单体的电压，其输出端连接电池电压信号输出驱动模块，所述电池电压信号输出驱动模块的输出端连接至微处理器单元MCU。

所述电池电压信号输出驱动模块包括运放U3，所述运放U3的同相输入端连接至电池电压差分调试模块，其反相输入端连接至其输出端，所述运放U3的输出端连接至微处理器单元MCU的输入端。