并联电池组均衡系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种并联电池组均衡系统及其方法，系统包括为负载R供电的n只并联的单体电池BT

【技术实现步骤摘要】
并联电池组均衡系统及其方法
本专利技术涉及电池组均衡管理
，具体涉及一种并联电池组均衡系统及其方法。
技术介绍
受到单体电池电压等级与容量的限制，在工程应用中，为了获得较大的电压与容量等级，通常将单体电池串联或者并联成组使用，目前电池管理有较多的串联电池组均衡管理方法与系统，但并联电池组的均衡系统与均衡方法相对缺乏。且并联电池组长期运行将会导致电池组内部环流，严重损害了电池组的使用寿命。
技术实现思路
本申请通过提供一种并联电池组均衡系统及其方法，以解决并联电池组长期运行而导致电池组内部环流，严重损害电池组的使用寿命的技术问题。为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：一种并联电池组均衡系统，包括为负载R供电的n只并联的单体电池BTi，1≤i≤n，n为大于1的整数，其关键在于，每个单体电池的并联支路上均串联有电阻Ri，且电阻R1到电阻Rn-1上均设置有并联电流均衡单元PCBU，所述并联电流均衡单元PCBU设置有电流差分采样线W1、电流差分采样线W2、电流调整输入线W3以及电流调整输出线W4；针对电阻Ri对应的并联电流均衡单元PCBU而言，电流差分采样线W1连接单体电池BTi的正极，电流差分采样线W2连接单体电池BTi+1的正极，电流调整输入线W3和电流调整输出线W4对应连接在电阻Ri的两端。电阻Ri为并联电池组内部电路取样兼过流保护的电阻。进一步地，所述并联电池均衡单元PCBU包括依次连接的差分反向放大电路、反向求和电路、分压电路及功率通路，其中，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W1和电流差分采样线W2为所述差分反向放大电路的两个输入端，得到放大差分电压U1，后经所述反向求和电路进一步放大差分电压，得到电压U2，所述功率通路进行双向电流控制。进一步地，所述差分反向放大电路包括电阻R11、电阻R22、电阻R12、电阻R21及运算放大器U1B，其中，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W1经电阻R11连接所述运算放大器U1B的反相输入端，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W2经电阻R22连接所述运算放大器U1B的同相输入端，所述运算放大器U1B的同相输入端经电阻R21接地，所述电阻R21串联在所述运算放大器U1B的反相输入端与所述运算放大器U1B的输出端之间，所述运算放大器U1B的输出端经滤波电容C1接地，所述运算放大器U1B的输出端输出放大差分电压U1；所述反向求和电路包括电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34及运算放大器U2B，其中，放大差分电压U1经电阻R32输入到所述运算放大器U2B的反相输入端，同时，系统容忍下限电压Vref通过所述电阻R31输入到所述运算放大器U2B的反相输入端，所述运算放大器U2B的同相输入端经所述电阻R34接地，所述电阻R33串联在所述运算放大器U2B的反相输入端与所述运算放大器U2B的输出端之间，所述运算放大器U2B的输出端通过滤波电容C2接地,所述运算放大器U2B的输出端输出放大差分电压U2；电阻R51和电阻R52串联组成分压电路，所述功率通路包括NMOS开关管Q1和NMOS开关管Q2，其中，所述NMOS开关管Q1的栅极与所述NMOS开关管Q2的栅极均连接在电阻R51和电阻R52之间，电阻R51的另一端连接所述运算放大器U2B的输出端，电阻R52的另一端接地，所述NMOS开关管Q1的源极与所述NMOS开关管Q2的源极相连，所述NMOS开关管Q1的漏极接电流调整输入线W3，所述NMOS开关管Q2的漏极接电流调整输出线W4。进一步地，还包括钳位二极管D1，所述钳位二极管D1的负极连接所述运算放大器U2B的输出端,所述钳位二极管D1的正极接地。进一步地,R11＝R22,R12＝R21,U1＝-(UW1-UW2)*R12/R11,一种并联电池组均衡系统的均衡方法，包括如下步骤：S1：设置K的初值为1，以第一条并联支路开始进行控制；S2：利用并联电流均衡单元PCBU对第K条并联支路的支路电流IK和第K+1条并联支路的支路电流IK+1进行比较，当IK＜IK+1时，进入步骤S3；否则并联电流均衡单元PCBU截断第K条并联支路的电流，使得IK＝0并进入步骤S6；S3：并联电流均衡单元PCBU继续比较是否IK+1-IK＞Vref*R33/R32，如果是，则进入步骤S4，否则并联电流均衡单元PCBU截断第K条并联支路的电流，使得IK＝0并进入步骤S6；S4：并联电流均衡单元PCBU输出的放大差分电压U2逐渐增大；S5：第K条并联支路的支路电流IK逐渐增大；S6：设置K＝K+1，在满足K≤n条件下按照步骤S2-步骤S5的方式对下一条并联支路进行控制，直至均衡结束。由所述并联电流均衡单元PCBU根据相邻的电流差，调整通过自身的电流值，从而达到均衡各个单体电池输出输入电流的目的。与现有技术相比，本申请提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：提供了有效的并联电池组均衡方法，提高了并联电池组的使用寿命。附图说明图1为并联电池组均衡系统示意图；图2为并联电流均衡单元原理电路图；图3为并联电池组均衡系统电流示意图；图4为并联电池组均衡方法流程图。具体实施方式本申请实施例通过提供一种并联电池组均衡系统及其方法，以解决并联电池组长期运行而导致电池组内部环流，严重损害电池组的使用寿命的技术问题。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。实施例一种并联电池组均衡系统，如图1所示，包括为负载R供电的n只并联的单体电池BTi，1≤i≤n，n为大于1的整数，每个单体电池的并联支路上均串联有电阻Ri，且电阻R1到电阻Rn-1上均设置有并联电流均衡单元PCBU，所述并联电流均衡单元PCBU设置有电流差分采样线W1、电流差分采样线W2、电流调整输入线W3以及电流调整输出线W4；针对电阻Ri对应的并联电流均衡单元PCBU而言，电流差分采样线W1连接单体电池BTi的正极，电流差分采样线W2连接单体电池BTi+1的正极，电流调整输入线W3和电流调整输出线W4对应连接在电阻Ri的两端，电阻Ri为并联电池组内部电路取样兼过流保护的电阻。所述并联电池均衡单元PCBU包括依次连接的差分反向放大电路、反向求和电路、分压电路及功率通路，其中，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W1和电流差分采样线W2为所述差分反向放大电路的两个输入端，得到放大差分电压U1，后经所述反向求和电路进一步放大差分电压，得到电压U2，所述功率通路进行双向电流控制。如图2所示，所述差分反向放大电路包括电阻R11、电阻R22、电阻R12、电阻R21及运算放大器U1B，其中，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W1经电阻R11连接所述运算放大器U1B的反相输入端，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W2经电阻R22连接所述运算放大器U1B的同相输入端，所述运算放大器U1B的同相输入端经电阻R21接地，所述电阻R21串联在所述运算放大器U1B的反相输入端与所述运算放大器U1B的输出端之间，所述运算放大器U1B的输出端经滤波电容C1接地，所述运算放大器U1B的输出端输出放大差分电压U1。R11＝R22,R12＝R21,U1＝-(UW1-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种并联电池组均衡系统，包括为负载R供电的n只并联的单体电池BT

【技术特征摘要】
1.一种并联电池组均衡系统，包括为负载R供电的n只并联的单体电池BTi，1≤i≤n，n为大于1的整数，其特征在于，每个单体电池的并联支路上均串联有电阻Ri，且电阻R1到电阻Rn-1上均设置有并联电流均衡单元PCBU，所述并联电流均衡单元PCBU设置有电流差分采样线W1、电流差分采样线W2、电流调整输入线W3以及电流调整输出线W4；针对电阻Ri对应的并联电流均衡单元PCBU而言，电流差分采样线W1连接单体电池BTi的正极，电流差分采样线W2连接单体电池BTi+1的正极，电流调整输入线W3和电流调整输出线W4对应连接在电阻Ri的两端。2.根据权利要求1所述的并联电池组均衡系统，其特征在于，所述并联电池均衡单元PCBU包括依次连接的差分反向放大电路、反向求和电路、分压电路及功率通路，其中，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W1和电流差分采样线W2为所述差分反向放大电路的两个输入端，得到放大差分电压U1，后经所述反向求和电路进一步放大差分电压，得到电压U2，所述功率通路进行双向电流控制。3.根据权利要求2所述的并联电池组均衡系统，其特征在于，所述差分反向放大电路包括电阻R11、电阻R22、电阻R12、电阻R21及运算放大器U1B，其中，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W1经电阻R11连接所述运算放大器U1B的反相输入端，所述并联电流均衡单元PCBU的电流差分采样线W2经电阻R22连接所述运算放大器U1B的同相输入端，所述运算放大器U1B的同相输入端经电阻R21接地，所述电阻R21串联在所述运算放大器U1B的反相输入端与所述运算放大器U1B的输出端之间，所述运算放大器U1B的输出端经滤波电容C1接地，所述运算放大器U1B的输出端输出放大差分电压U1；所述反向求和电路包括电阻R31、电阻R32、电阻R33、电阻R34及运算放大器U2B，其中，放大差分电压U1经电阻R32输入到所述运算放大器U2B的反相输入端，同时，系统容忍下限电压Vref通过所述电阻R31输入到所述运算放大器U2B的反相输入端，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，余佳玲，何俊强，刘小丽，
申请(专利权)人：李锐，
类型：发明
国别省市：重庆,50