一种动力电池均衡电路及均衡充电系统技术方案

一种动力电池均衡电路，包括EMI滤波电路、双管正激电路、驱动电路、保护电路、主控芯片、接口电路、采样电路和辅助电源电路，双管正激电路用于均衡待充电的电池组内单体电池的电量；驱动电路由主控芯片通过PWM信号控制双管正激电路的开关管通断和双管正激电路的充电速度；采样电路对双管正激电路的输出端电压、电流进行采样，并将采样数据发送给主控芯片进行处理；接口电路用于实现外部电路与主控芯片之间的数据交互。该动力电池均衡电路可以通过单体电池间的电量转移实现高效均衡，能够有效减少均衡过程中的能量损耗，效率较高，同时降低了动力电池热管理的难度，延长了电池组的使用寿命，稳定性、安全性较强。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动车充电控制
，特别是涉及一种动力电池均衡电路及均衡充电系统。
技术介绍
与传统汽车相比，电动汽车具有节能、环保的双重优势。动力电池作为电动汽车的核心部分，其性能直接关系到电动汽车的行驶里程、使用寿命、经济性与动力性等问题。在实际应用中，单体电池的电压较小，为了满足需要，常采用单体电池串联的方式来提高电池组的输出电压，由于制造工艺等原因，每个单体电池的容量、电压、内阻和老化速度等，在使用过程中不可避免地会产生不一致，从而导致电池组的不均衡。尽管在电池的生产过程中尽量保证单体电池在制造工艺上一致，组成电池组的单体电池也经过了严格筛选配组，但是，单体电池之间仍然存在一定的差异，随着使用时间的增长，这种差异会越来越大，电池组的不均衡性会越来越严重。在电池组的使用过程中，流过每个单体电池的电流都是相同的，由于单体电池之间存在差异性，充电时，若以容量大的单体电池是否充满作为判断依据，容量小的单体电池会首先充满并过充，单体电池会出现失水率大、极板氧化、温度迅速升高等问题；若以容量小的单体电池是否充满作为判断依据，则容量大的单体电池就会无法充满而欠充，单体电池的电解质活性降低、性能下降，从而导致电池组不均衡。并且，电池组中串联的单体电池个数越多，充放电次数越多，不均衡性就越严重。久而久之，整个电池组的使用寿命大大缩短，增加了电动汽车的使用成本。为了解决电池组不均衡所带来的问题，延长电池组的使用寿命，各种带有均衡充电功能的电池管理系统应运而生。均衡充电是指，在电池组充电过程中，采用一定的控制方法，使每个单体电池及电池组中的电量达到一致，保持均衡。目前的动力电池的均衡充电系统很多，主要是通过旁路电阻进行能量耗散的方式进行控制，这种耗散型控制电路在均衡充电控制的过程中能量损耗较大，且均衡所需时间较长，动力电池热管理的难度较大。因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种能量损耗小、均衡所需时间短、能够实现动力电池高效均衡的控制管理技术显得尤为重要。
技术实现思路
本技术的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种动力电池均衡电路及均衡充电系统。该动力电池均衡电路可以通过单体电池间的电量转移实现高效均衡，能够有效减少均衡过程中的能量损耗，效率较高，同时降低了动力电池热管理的难度，延长了电池组的使用寿命，稳定性、安全性较强。本技术的目的通过以下技术方案实现：提供一种动力电池均衡电路及均衡充电系统。一种动力电池均衡电路，包括EMI滤波电路、双管正激电路、驱动电路、保护电路、主控芯片、接口电路、采样电路和辅助电源电路，所述EMI滤波电路与双管正激电路连接，所述双管正激电路用于均衡待充电的电池组内单体电池的电量；所述主控芯片分别与驱动电路、采样电路、接口电路、辅助电源连接；所述驱动电路由主控芯片通过PWM信号控制双管正激电路的开关管通断和双管正激电路的充电速度；所述采样电路对双管正激电路的输出端电压、电流进行采样，并将采样数据发送给主控芯片进行处理；所述接口电路用于实现外部电路与主控芯片之间的数据交互；所述辅助电源电路用于为主控芯片、驱动电路、采样电路和接口电路提供各自正常工作所需的工作电压。其中，还包括分别与双管正激电路、主控芯片连接的保护电路，所述保护电路用于保护双管正激电路在充电过程中出现的异常情况。进一步的，所述辅助电源电路通过稳压芯片为主控芯片、驱动电路、采样电路、接口电路供电。其中，所述接口电路通过CAN总线、SCI总线与外部的电池管理系统实现数据交互。其中，所述接口电路通过SPI总线与外部的显示装置和/或报警装置连接。其中，所述主控芯片为DSP芯片TMS320F28035。一种动力电池均衡充电系统，包括多个动力电池均衡电路、与所述动力电池均衡电路一一对应的电池组，还包括对多个电池组进行充电管理的电池管理系统；所述电池管理系统监控每个电池组内的电池状态；所述动力电池均衡系统对电池管理系统监控到的不均衡电池组进行能量转移，实现各单体电池间的均衡。本技术的有益效果在于：本技术的动力电池均衡电路主要是在电池组充电过程中，对单体电池进行均衡控制；采样电路对单体电池进行采样，并将数据发送给主控芯片，主控芯片根据监控数据控制双管正激电路的输出，调整充电过程，从而使各电池组的剩余电量达到一致。在该动力电池均衡电路中，各部分电路之间互相紧密配合工作，最终实现对动力电池的快速、均衡、安全充电，并且减小了充电装置的电能损耗，提高了电路的稳定性。本技术的动力电池均衡充电系统是把动力电池均衡电路、电池管理系统同时应用于动力电池组的充电过程中，电池管理系统对单体电池的电压、电流、温度以及电池组的总电压、总电流进行实时监控，动力电池均衡电路根据监测的数据调整充电过程的快慢，从而使得各单体电池以及各电池组的剩余电量达到一致，同时对电池在充电过程中出现的过压、过流、过温等异常实施保护，实现对动力电池的快速、均衡、安全充电。附图说明利用附图对本技术做进一步说明，但附图中的内容不构成对本技术的任何限制。图1为本技术的动力电池均衡电路的原理框图。图2为双管正激电路的电路原理图。图3为本技术的动力电池均衡充电系统的原理框图。具体实施方式为了使技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。实施例本技术的一种动力电池均衡电路，如图1至图2所示，包括EMI滤波电路、双管正激电路、驱动电路、保护电路、主控芯片、接口电路、采样电路和辅助电源电路。EMI滤波电路与双管正激电路连接，EMI滤波电路，用来提高动力电池均衡电路的抗干扰能力，双管正激电路用于均衡待充电的电池组内单体电池的电量；主控芯片分别与驱动电路、采样电路、接口电路、辅助电源连接；驱动电路由主控芯片通过PWM信号控制双管正激电路的开关管通断和双管正激电路的充电速度；采样电路对双管正激电路的输出端电压、电流进行采样，并将采样数据发送给主控芯片进行处理；接口电路用于实现外部电路与主控芯片之间的数据交互；辅助电源电路用于为主控芯片、驱动电路、采样电路和接口电路提供各自正常工作所需的工作电压。动力电池均衡电路主要是在电池组充电过程中，对单体电池进行均衡控制；采样电路对单体电池进行采样，并将数据发送给主控芯片，主控芯片根据监控数据控制双管正激电路的输出，调整充电过程，从而使各电池组的剩余电量达到一致。在该动力电池均衡电路中，各部分电路之间互相紧密配合工作，最终实现对动力电池的快速、均衡、安全充电，并且减小了充电装置的电能损耗，提高了电路的稳定性。其中，还包括分别与双管正激电路、主控芯片连接的保护电路，保护电路用于保护双管正激电路在充电过程中出现的异常情况。保护电路对电池在充电过程中可能出现的过压、过流、过温等异常情况实施电路保护，保证电路安全可靠运行。进一步的，辅助电源电路通过稳压芯片为主控芯片、驱动电路、采样电路、接口电路供电。保证各电路的正常工作，且各电路独立供电，互不影响。其中，接口电路通过CAN总线、SCI总线与外部的电池管理系统实现数据交互，实时了解各电池组的状态以便对电池组进行均衡充电。其中，接口电路通过SPI总线与外部的显示装置和/或报警装置连接。用户交互主要包括液晶显示器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池均衡电路，其特征在于：包括EMI滤波电路、双管正激电路、驱动电路、保护电路、主控芯片、接口电路、采样电路和辅助电源电路，所述EMI滤波电路与双管正激电路连接，所述双管正激电路用于均衡待充电的电池组内单体电池的电量；所述主控芯片分别与驱动电路、采样电路、接口电路、辅助电源连接；所述驱动电路由主控芯片通过PWM信号控制双管正激电路的开关管通断和双管正激电路的充电速度；所述采样电路对双管正激电路的输出端电压、电流进行采样，并将采样数据发送给主控芯片进行处理；所述接口电路用于实现外部电路与主控芯片之间的数据交互；所述辅助电源电路用于为主控芯片、驱动电路、采样电路和接口电路提供各自正常工作所需的工作电压。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池均衡电路，其特征在于：包括EMI滤波电路、双管正激电路、驱动电路、保护电路、主控芯片、接口电路、采样电路和辅助电源电路，所述EMI滤波电路与双管正激电路连接，所述双管正激电路用于均衡待充电的电池组内单体电池的电量；所述主控芯片分别与驱动电路、采样电路、接口电路、辅助电源连接；所述驱动电路由主控芯片通过PWM信号控制双管正激电路的开关管通断和双管正激电路的充电速度；所述采样电路对双管正激电路的输出端电压、电流进行采样，并将采样数据发送给主控芯片进行处理；所述接口电路用于实现外部电路与主控芯片之间的数据交互；所述辅助电源电路用于为主控芯片、驱动电路、采样电路和接口电路提供各自正常工作所需的工作电压。2.根据权利要求1所述的一种动力电池均衡电路，其特征在于：还包括分别与双管正激电路、主控芯片连接的保护电路，所述保护电路用于保护双管正激电路在充电过程中出现的异常情况。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周映虹，廖胜峰，黄育江，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44