一種電池組主動均衡裝置制造方法
【專利摘要】一種電池組主動均衡裝置，包括差分比例放大電路、MOS管和變壓器T1，電池組由若干單體電池串聯(lián)而成，變壓器T1包括一個主線圈和若干次級線圈，每個次級線圈對應一個單體電池組成一個均衡回路；所述MOS管的源極與差分比例放大電路的輸入端連接，所述MOS管的漏極與變壓器T1主線圈連接；所述均衡回路中，變壓器T1次級線圈的同名端與單體電池的正極連接，異名端與單體電池的負極連接，均衡回路上設有作為開關的繼電器。本實用新型利用電池組的電能對其中某幾個單體電池進行補充電。一次可以對多個單體電池進行均衡，不僅提高電池組的整體均衡速度，還大幅減小傳統(tǒng)均衡電路電能的耗散浪費問題，真正做到電池電能取長補短和高效利用。
【專利說明】—種電池組主動均衡裝置
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電池組均衡技術。
【背景技術】
[0002]目前市面上多數(shù)采用被動耗散型的均衡策略來提高鋰電池的一致性。但是這種技術發(fā)熱量大、均衡電流小以及浪費電池能量，不能起到取長補短的作用，使得電池組中高電量的單體電芯不能充分發(fā)揮容量，整個電池組的容量取決于最小容量的單體電芯。傳統(tǒng)主動均衡技術也不實用，速度和效率較為低下。大多數(shù)主動均衡技術采用飛渡式電容模式和能量搬移模式，這兩種模式缺點都是每次只能對一個單體電池補充電，速度較低。在單體均衡充電電路中采用三極管、場效應管及二極管來作為開關控制和整流控制，由于這些晶體管本生特性會有PN節(jié)導通電壓存在，這樣在大電流均衡時PN節(jié)電壓普遍在0.Γ2.0伏之間，以1A電流為例，耗散功率達到Γ20瓦，發(fā)熱耗散掉很大一部分能量，導致電池電能的浪費，特別是能量搬移模式，每搬移到下一個單體，都會產生耗散，當搬移距離較遠時，可以說和被動均衡的效果一樣了，能量都在搬移的路上耗散殆盡，根本不能起到取長補短的作用。
【發(fā)明內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種電池組主動均衡裝置，一次可以對多個單體電池進行補充電均衡，不僅提高電池組的整體均衡速度，還大幅減小傳統(tǒng)均衡電路電能的耗散浪費問題，真正做到電池電能取長補短和高效利用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種電池組主動均衡裝置，包括差分比例放大電路、MOS管和變壓器Tl，所述電池組由若干單體電池串聯(lián)而成，所述變壓器Tl包括一個主線圈和若干次級線圈，所述次級線圈的數(shù)量與單體電池的數(shù)量相同，每個次級線圈對應一個單體電池組成一個均衡回路；所述MOS管的源極與差分比例放大電路的輸入端連接，所述MOS管的漏極通過保險絲與變壓器Tl主線圈連接；所述均衡回路中，變壓器Tl次級線圈的同名端與單體電池的正極連接，異名端與單體電池的負極連接，均衡回路上設有作為開關的繼電器。本實用新型利用電池組的電能對其中某幾個單體電池進行補充電。變壓器Tl主線圈可以對次級線圈進行能量傳導，通過繼電器控制單體電池是否需要充電，這種主動均衡的裝置通過動態(tài)地分析各個單體的特性，電池組放電時，精準高效地將高容量的電芯的能量補充給低容的電芯；電池組充電時，精準高效地將低容先充滿的電芯的能量搬移給高容后充滿的電芯，使得電池組各節(jié)電芯做到同時耗盡以及同時充滿，從而實現(xiàn)高效率搬移及損耗極小的取長補短效果，提升電池組整體容量。
[0005]作為改進，所述差分比例放大電路包括精密運算放大器U12，精密運算放大器U12的同相輸入端與50K電阻R12和500K電阻R17連接，電阻R12另一端與MOS管源極連接，電阻R17另一端接地；精密運算放大器U12的反相輸入端分別與50K電阻R9和500K電阻R5連接，電阻R9另一端與MOS管源極連接，電阻R5另一端與精密運算放大器U12的輸出端連接；電阻R12與電阻R9之間設有0.1歐采樣電阻R2。
[0006]作為改進，所述變壓器Tl主線圈與肖特二極管Dl并聯(lián)。
[0007]作為改進，所述變壓器Tl次級線圈與6V穩(wěn)壓二極管DZ并聯(lián)。
[0008]作為改進，所述繼電器與續(xù)流二極管并聯(lián)。
[0009]作為改進，所述均衡回路上設有保險絲，用于保護均衡回路。
[0010]作為改進，Lz為主線圈圈數(shù)，η為單體電池數(shù)量，次級線圈圈數(shù)Lx=L 3Lz/n。既保證了均衡電流，也能有效控制次級線圈的電壓。
[0011]本實用新型與現(xiàn)有技術相比所帶來的有益效果是:
[0012]一次可以對多個單體電池進行均衡，最大均衡電流可達到20A，不僅提高電池組的整體均衡速度，還大幅減小傳統(tǒng)均衡電路電能的耗散浪費問題，真正做到電池電能取長補短和高效利用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型電路原理圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合說明書附圖對本實用新型作進一步說明。
[0015]如圖1所示，一種電池組主動均衡裝置，包括差分比例放大電路、MOS管和變壓器Tl，所述電池組由若干單體電池串聯(lián)而成，所述變壓器Tl包括一個主線圈和若干次級線圈，所述次級線圈的數(shù)量與單體電池的數(shù)量相同，每個次級線圈對應一個單體電池組成一個均衡回路。Lz為主線圈圈數(shù)，η為單體電池數(shù)量，次級線圈圈數(shù)Lx=L 3Lz/n，既保證了均衡電流，也能有效控制次級線圈的電壓。所述MOS管的源極與差分比例放大電路的輸入端連接，所述差分比例放大電路包括精密運算放大器U12，精密運算放大器U12的同相輸入端與50K電阻R12和500K電阻R17連接，電阻R12另一端與MOS管源極連接，電阻R17另一端接地；精密運算放大器U12的反相輸入端分別與50K電阻R9和500K電阻R5連接，電阻R9另一端與MOS管源極連接，電阻R5另一端與精密運算放大器U12的輸出端連接；電阻R12與電阻R9之間設有0.1歐采樣電阻R2。所述MOS管的漏極通過保險絲與變壓器Tl主線圈連接，所述MOS管的柵極與PWM控制端連接，通過控制PWM實現(xiàn)對MOS管的開閉控制。所述變壓器Tl主線圈與肖特二極管Dl并聯(lián)。所述均衡回路中，變壓器Tl次級線圈的同名端與單體電池的正極連接，異名端與單體電池的負極連接，均衡回路上設有作為開關的繼電器和用于保護回路的保險絲；所述變壓器Tl次級線圈與穩(wěn)壓二極管DZ并聯(lián)；所述繼電器與續(xù)流二極管并聯(lián)。
[0016]本實用新型利用電池組的電能對其中某幾個單體電池進行補充電。變壓器Tl主線圈可以對次級線圈進行電能傳導，通過繼電器控制單體電池是否需要充電，這種主動均衡的裝置通過動態(tài)地分析各個單體的特性，電池組放電時，精準高效地將高容量的電芯的能量補充給低容的電芯；電池組充電時，精準高效地將低容先充滿的電芯的能量搬移給高容后充滿的電芯，使得電池組各節(jié)電芯做到同時耗盡以及同時充滿，從而實現(xiàn)高效率搬移及損耗極小的取長補短效果，提升電池組整體容量。
【權利要求】
1.一種電池組主動均衡裝置，其特征在于:包括差分比例放大電路、MOS管和變壓器Tl，所述電池組由若干單體電池串聯(lián)而成，所述變壓器Tl包括一個主線圈和若干次級線圈，所述次級線圈的數(shù)量與單體電池的數(shù)量相同，每個次級線圈對應一個單體電池組成一個均衡回路；所述MOS管的源極與差分比例放大電路的輸入端連接，所述MOS管的漏極通過保險絲與變壓器Tl主線圈連接；所述均衡回路中，變壓器Tl次級線圈的同名端與單體電池的正極連接，異名端與單體電池的負極連接，均衡回路上設有作為開關的繼電器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電池組主動均衡裝置，其特征在于:所述差分比例放大電路包括精密運算放大器U12，精密運算放大器U12的同相輸入端與50K電阻R12和500K電阻R17連接，電阻R12另一端與MOS管源極連接，電阻R17另一端接地；精密運算放大器U12的反相輸入端分別與50K電阻R9和500K電阻R5連接，電阻R9另一端與MOS管源極連接，電阻R5另一端與精密運算放大器U12的輸出端連接；電阻R12與電阻R9之間設有0.1歐采樣電阻R2。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種電池組主動均衡裝置，其特征在于:所述變壓器Tl主線圈與肖特二極管Dl并聯(lián)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種電池組主動均衡裝置，其特征在于:所述變壓器Tl次級線圈與6V穩(wěn)壓二極管DZ并聯(lián)。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種電池組主動均衡裝置，其特征在于:所述繼電器與續(xù)流二極管并聯(lián)。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種電池組主動均衡裝置，其特征在于:所述均衡回路上設有保險絲。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種電池組主動均衡裝置，其特征在于:Lz為主線圈圈數(shù)，η為單體電池數(shù)量，次級線圈圈數(shù)Lx=L 3Lz/n。
【文檔編號】H02J7/00GK203933085SQ201420245484
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權日:2014年5月14日
【發(fā)明者】夏斌 申請人:廣東國光電子有限公司, 國光電器股份有限公司