一种电动汽车电池均衡充放电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车电池均衡充放电系统，主要解决了单电池在工作期间受冲击而发生损坏，并且随着充放电循环的增加，各单电池电压逐渐老化的问题。该系统包括主控电路，与主控电路连接的TL494正交方波生成电路，与主控电路连接的反激式开关电源电路，以及与主控电路连接的辅助电源电路；所述主控电路包括STM32单片机，均与STM32单片机连接的复位电路和ADC电压采集电路，其中反激式开关电源电路、辅助电源电路均与STM32单片机连接。通过上述方案，可智能灵活的控制单电池的充放电，提高单电池的利用效率，实现了电池组的使用性能最大化，以及避免单体电池过充电和过放电目的，具有很高的实用价值和推广价值。

A battery balanced charging and discharging system for electric vehicles

The invention discloses an electric vehicle battery equalizing charge and discharge system, which mainly solves the damage of single battery during impact during operation, and increases with the increase of charge and discharge cycle, and the voltage of each single cell is gradually aging. The system includes a main control circuit, TL494 control circuit is connected with the orthogonal square wave generating circuit, and a main control circuit of the flyback switching power supply circuit, auxiliary power supply circuit and a main control circuit; the control circuit includes a STM32 microcontroller, with STM32 microcontroller connected to the reset circuit and ADC the voltage acquisition circuit, wherein the circuit and flyback switching power supply auxiliary power supply circuit are connected with STM32 microcontroller. The above scheme can intelligently and flexibly control the charge and discharge of single battery, improve the utilization efficiency of single battery, maximize the use performance of battery pack, and avoid the over charging and over discharging of single cell, so it has high practical value and popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车电池均衡充放电系统
本专利技术属于电池充放电领域，具体地讲，是涉及一种电动汽车电池均衡充放电系统。
技术介绍
受到能源危机以及环境保护等因素的影响，纯电动汽车作为一种新兴的交通工具，得益于其能源利用率高、无排放、噪声小和能量来源多样化等优点成为汽车行业中重要的研究领域。传统的电动汽车存在续航里程受限、蓄电池工作寿命太短以及蓄电池规格和质量的制约等缺陷，而锂离子电池具有较高能量密度、高工作电压、无记忆效应、循环寿命长、无污染、质量轻、自放电小这等优势，可以很好地解决以上问题，所以基于锂离子电池的电动汽车受到越来越多的关注，锂离子电池已经成为纯电动汽车的候选能源之一。由于电动汽车对动力电源在容量和电压上的需求较高，因此动力电池组通常是由单体电池串联组成。然而，现有的技术使得单体电池在生产和使用过程中不能保证其相关电池参数的一致性，单体蓄电池之间的不一致最显著的问题就是单体电池荷电状态的不一致，为了使电池组的使用性能最大化以及避免单体电池过充电和过放电，需要对电动汽车的磷酸铁锂动力电池组进行均衡充电。电池均衡充电的意义就在于使锂离子电池单体电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单电池在工作寿命期间不受到过应力冲击而发生损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电动汽车电池均衡充放电系统，主要解决现有技术中存在的单电池在工作期间受冲击而发生损坏，并且随着充放电循环的增加，各单电池电压逐渐老化的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种电动汽车电池均衡充放电系统，包括主控电路，与主控电路连接的TL494正交方波生成电路，与主控电路连接的反激式开关电源电路，以及与主控电路连接的辅助电源电路；所述主控电路包括STM32单片机，与STM32单片机连接的复位电路，与STM32单片机连接的ADC电压采集电路其中反激式开关电源电路、辅助电源电路均与STM32单片机连接；所述TL494正交方波生成电路包括芯片TL494，一端与芯片TL494的第4引脚连接、另一端接STM32单片机的电阻R5，一端与芯片TL494的第4引脚连接、另一端与5V电源连接的电容C1，一端与5V电源连接、另一端与STM32单片机连接的电阻R11，一端与芯片TL494的第6引脚连接、另一端接地的电阻R12，一端与芯片TL494的第5引脚连接、另一端接地的电容C3，一端与芯片TL494的第9引脚连接、另一端接地的电阻R13，基极与芯片TL494第9引脚连接、发射极接地的三极管Q1，正极与芯片TL494的第9引脚连接的二极管D1，一端与二极管D1负极连接、另一端与三极管Q1集电极连接的电阻R6，一端与芯片TL494的第10引脚连接、另一端接地的电阻R20，基极与芯片TL494第10引脚连接、发射极接地的三极管Q5，正极与芯片TL494的第10引脚连接的二极管D4，一端与二极管D4负极连接、另一端与三极管Q1集电极连接的电阻R19；其中芯片TL494的第1、7、16引脚接地，芯片TL494的第2、13、14、15引脚接5V电源，芯片TL494的第8、11、12引脚接电源VCC。进一步地，所述反激式开关电源电路包括栅极与TL494正交方波生成电路中二极管D1负极连接的MOS管Q2，栅极与TL494正交方波生成电路中二极管D4负极连接的MOS管Q4，初级线圈与MOS管Q2漏极连接的变压器T1，与MOS管Q4漏极连接的变压器T1初级线圈上的第3抽头，一端与输入端VIN连接电阻R14，与电阻R14另一端连接的变压器T1初级线圈上的第2抽头，一端与变压器T1初级线圈上的第2抽头连接、另一端接地的电容C4，一端与输出端Vo1连接的电感L1，负极与电感L1连接的二极管D2，负极与电感L1连接的二极管D3，与二极管D2正极连接的变压器T1次级线圈上的第1抽头，与二极管D3正极连接的变压器T1次级线圈上的第3抽头，正极与变压器T1次级线圈上的第1抽头连接的二极管D5，正极与变压器T1次级线圈上的第3抽头连接的二极管D6，一端同时与二极管D5负极和二极管D6负极连接的电阻R16，与电阻R16另一端连接的变压器T1次级线圈上的第2抽头，一端与输出端Vo1连接、另一端与变压器T1次级线圈上的第2抽头连接的电容C2，源极与变压器T1次级线圈上的第2抽头连接的MOS管Q3，一端同时与二极管D5负极和二极管D6负极连接、另一端与MOS管Q3栅极连接的电阻R18，以及一端与MOS管Q3漏极连接、另一端与输出端Vo2连接的电阻R15；其中，MOS管Q1的源极与MOS管Q2的源极接地，MOS管Q1漏极与变压器T1初级线圈的第1抽头连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术采用STM32单片机作为控制回路的核心，通过控制输出电压和输出电流，实现了阶段性充电，可灵活的控制蓄电池的充电，提高蓄电池的利用效率，并有助于提高蓄电池的使用寿命和性能，而且STM32单片机具有高性能、低成本、低功耗的优点。(2)本专利技术采用反激式开关电源电路，电路比较简单，比正激式开关电源少用了一个大的储能滤波电感，以及一个续流二极管，而且，反激式开关电源的体积要比正激式开关电源的体积小，价格便宜。(3)本专利技术相较于恒压充电法避免了充电电压过高引起充电初期电流过大的缺点；相较于恒流充电法充电时不需要根据剩余单电池容量来选择电流；相较于恒压限流充电法，充电范围不受单电池容量的影响；相较于脉冲充电法，充电时间短，而且充电更加均衡，使得单电池的使用寿命更长。(4)本专利技术采用多路并联充电电路的方式，分别实现对每个储能单元进行均衡充电的目的。附图说明图1为本专利技术的系统结构框图。图2为本专利技术反激式开关电源电路原理图。图3为本专利技术TL494正交方波生成电路原理图。图4为本专利技术的辅助电源原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。实施例如图1至图4所示，一种电动汽车电池均衡充放电系统，包括主控电路，与主控电路连接的TL494正交方波生成电路，与主控电路连接的反激式开关电源电路，以及与主控电路连接的辅助电源电路；所述主控电路包括STM32单片机，与STM32单片机连接的复位电路，与STM32单片机连接的ADC电压采集电路其中反激式开关电源电路、辅助电源电路均与STM32单片机连接；所述TL494正交方波生成电路包括芯片TL494，一端与芯片TL494的第4引脚连接、另一端接STM32单片机的电阻R5，一端与芯片TL494的第4引脚连接、另一端与5V电源连接的电容C1，一端与5V电源连接、另一端与STM32单片机连接的电阻R11，一端与芯片TL494的第6引脚连接、另一端接地的电阻R12，一端与芯片TL494的第5引脚连接、另一端接地的电容C3，一端与芯片TL494的第9引脚连接、另一端接地的电阻R13，基极与芯片TL494第9引脚连接、发射极接地的三极管Q1，正极与芯片TL494的第9引脚连接的二极管D1，一端与二极管D1负极连接、另一端与三极管Q1集电极连接的电阻R6，一端与芯片TL494的第10引脚连接、另一端接地的电阻R20，基极与芯片TL494第10引脚连接、发射极接地的三极管Q5，正极与芯片TL494的第10引脚连接的二极管D4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车电池均衡充放电系统，其特征在于，包括主控电路，与主控电路连接的TL494正交方波生成电路，与主控电路连接的反激式开关电源电路，以及与主控电路连接的辅助电源电路；所述主控电路包括STM32单片机，与STM32单片机连接的复位电路，与STM32单片机连接的ADC电压采集电路其中反激式开关电源电路、辅助电源电路均与STM32单片机连接；所述TL494正交方波生成电路包括芯片TL494，一端与芯片TL494的第4引脚连接、另一端接STM32单片机的电阻R5，一端与芯片TL494的第4引脚连接、另一端与5V电源连接的电容C1，一端与5V电源连接、另一端与STM32单片机连接的电阻R11，一端与芯片TL494的第6引脚连接、另一端接地的电阻R12，一端与芯片TL494的第5引脚连接、另一端接地的电容C3，一端与芯片TL494的第9引脚连接、另一端接地的电阻R13，基极与芯片TL494第9引脚连接、发射极接地的三极管Q1，正极与芯片TL494的第9引脚连接的二极管D1，一端与二极管D1负极连接、另一端与三极管Q1集电极连接的电阻R6，一端与芯片TL494的第10引脚连接、另一端接地的电阻R20，基极与芯片TL494第10引脚连接、发射极接地的三极管Q5，正极与芯片TL494的第10引脚连接的二极管D4，一端与二极管D4负极连接、另一端与三极管Q1集电极连接的电阻R19；其中芯片TL494的第1、7、16引脚接地，芯片TL494的第2、13、14、15引脚接5V电源，芯片TL494的第8、11、12引脚接电源VCC。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电池均衡充放电系统，其特征在于，包括主控电路，与主控电路连接的TL494正交方波生成电路，与主控电路连接的反激式开关电源电路，以及与主控电路连接的辅助电源电路；所述主控电路包括STM32单片机，与STM32单片机连接的复位电路，与STM32单片机连接的ADC电压采集电路其中反激式开关电源电路、辅助电源电路均与STM32单片机连接；所述TL494正交方波生成电路包括芯片TL494，一端与芯片TL494的第4引脚连接、另一端接STM32单片机的电阻R5，一端与芯片TL494的第4引脚连接、另一端与5V电源连接的电容C1，一端与5V电源连接、另一端与STM32单片机连接的电阻R11，一端与芯片TL494的第6引脚连接、另一端接地的电阻R12，一端与芯片TL494的第5引脚连接、另一端接地的电容C3，一端与芯片TL494的第9引脚连接、另一端接地的电阻R13，基极与芯片TL494第9引脚连接、发射极接地的三极管Q1，正极与芯片TL494的第9引脚连接的二极管D1，一端与二极管D1负极连接、另一端与三极管Q1集电极连接的电阻R6，一端与芯片TL494的第10引脚连接、另一端接地的电阻R20，基极与芯片TL494第10引脚连接、发射极接地的三极管Q5，正极与芯片TL494的第10引脚连接的二极管D4，一端与二极管D4负极连接、另一端与三极管Q1集电极连接的电阻R19；其中芯片TL494的第1、7、16引脚接地，芯片TL494的第2、13、14、15引脚接5V电源，芯片TL494的第8、11、12引...

【专利技术属性】
技术研发人员：张江林，庄慧敏，成渝，赵美凤，廖昀，黄宗慧，唐必秀，黄宗莉，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：发明
国别省市：四川,51