一种电池组均衡控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电池组均衡控制系统，电池组由若干个单体电池串联而成，其包括分别连接在电池组两端的继电器，以及与单体电池一一对应的若干功率管，若干功率管串联在电池组两端的继电器之间，每个功率管分别通过开关驱动电路连接单片机的不同输出端；任意相邻单体电池之间的节点处均连接有开关电感模块，开关电感模块的另一端连接至与相邻单体电池相对应的相邻功率管之间的节点；单片机的输入端设置有与每个单体电池相连接的单体电池状态检测模块。本实用新型专利技术可以实现相邻两节单体电池的均衡和不相邻两节单体电池的均衡，有效提高对电池组的均衡控制效率。

A battery pack equalization control system

The utility model discloses a battery pack equalization control system, which is composed of a number of single batteries in series, including relays connected at both ends of the battery pack, and a number of power tubes corresponding to the single batteries one by one, and a number of power tubes connected in series between the relays at both ends of the battery pack, each of which is separately connected. Switching inductance module is connected to the other end of the switch inductance module to the node between the adjacent cell and the adjacent power transistor corresponding to the adjacent cell. A single cell state detection module is adopted. The utility model can realize the equalization of two adjacent single cells and two non-adjacent single cells, and effectively improve the equalization control efficiency of the battery group.

【技术实现步骤摘要】
一种电池组均衡控制系统
本技术涉及电池组控制领域，具体涉及一种电池组均衡控制系统。
技术介绍
为了满足电动汽车或其他器械的电压功率等级要求，通常需要将数十节、甚至上百节单体电池串联使用，当动力电磁组在工作时，需要对电池的端电压、工作电流以及电池温度等状态进行实时监测，而串联成组的电池，由于每节电池的不一致性，会对电池组的端电压、内阻、容量等造成影响，产生“木桶效应”，严重时会因单体电池失效而影响整个电池组的性能。因此，对动力电池组进行均衡控制研究十分必要。现有的电池组均衡控制系统在工作时，电能仅在相邻电池间传递，当电池间的传输距离较远时，需要经过多个子均衡控制电路，传输速度慢且增加了开关损耗，也增大了均衡时间，使得其效率低。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本技术提供的一种电池组均衡控制系统解决了现有均衡控制系统效率低的问题。为了达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案为：提供一种电池组均衡控制系统，电池组由若干个单体电池串联而成，其包括分别连接在电池组两端的继电器，以及与单体电池一一对应的若干功率管，若干功率管串联在电池组两端的继电器之间，每个功率管分别通过开关驱动电路连接单片机的不同输出端；任意相邻单体电池之间的节点处均连接有开关电感模块，开关电感模块的另一端连接至与相邻单体电池相对应的相邻功率管之间的节点；每个开关电感模块均包括继电器以及与继电器相并联的串联继电器和电感，每个继电器分别连接至单片机的输出端；单片机的输入端设置有与每个单体电池相连接的单体电池状态检测模块。进一步地，每个单体电池状态监测模块均包括电压传感器、电流传感器和温度传感器；每个电压传感器、电流传感器和温度传感器分别通过光耦连接单片机的输入端。进一步地，每个功率管均并联有二极管。进一步地，开关驱动电路为光耦隔离驱动电路。进一步地，功率管为P型场效应晶体管。本技术的有益效果为：本技术的单片机通过光耦和电压传感器检测每个单体电池的电压，通过电流传感器检测每个单体电池的电流，通过温度传感器检测每个单体电池的温度，并根据所检测的数据进行SOC估算，根据估算结果输出PWM控制信号给对应的功率管，并控制相应的开关电感模块中的继电器，分别实现相邻两节单体电池的均衡和不相邻两节单体电池的均衡，有效提高对电池组的均衡控制效率。附图说明图1为本技术受控端的电路原理图；图2为本技术的原理框架图。具体实施方式下面对本技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本技术，但应该清楚，本技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1和图2所示，该电池组由若干个单体电池串联而成并包括分别连接在电池组两端的继电器，以及与单体电池一一对应的若干功率管，若干功率管串联在电池组两端的继电器之间，每个功率管分别通过开关驱动电路连接单片机的不同输出端；任意相邻单体电池之间的节点处均连接有开关电感模块，开关电感模块的另一端连接至与相邻单体电池相对应的相邻功率管之间的节点(例如单体电池1和单体电池2为相邻单体电池，其对应的相邻功率管为功率管1和功率管2，单体电池1和单体电池2之间存在连接节点，功率管1和功率管2之间存在连接节点，两个节点也为对应关系，这两个节点之间便连接有开关电感模块1，以此类推)；每个开关电感模块均包括继电器以及与继电器相并联的串联继电器和电感，每个继电器分别连接至单片机的输出端；单片机的输入端设置有与每个单体电池相连接的单体电池状态检测模块。每个单体电池状态监测模块均包括电压传感器、电流传感器和温度传感器；每个电压传感器、电流传感器和温度传感器分别通过光耦连接单片机的输入端。每个功率管均并联有二极管；功率管为P型场效应晶体管。开关驱动电路为光耦隔离驱动电路。在具体实施过程中，该电池组均衡控制系统中电池组由n个单体电池串联而成，包括分别连接在电池组两端的继电器1和继电器2n，以及连接在每两个相邻单体电池之间的开关电感模块；继电器1和与继电器1相邻的开关电感模块、任意两个相邻开关电感模块、继电器2n和与继电器2n相邻的开关电感模块均通过并联的功率管和二极管相连接；每个单体电池上均设置有电压检测模块、电流检测模块和温度检测模块，每个电压检测模块、电流检测模块和温度检测模块分别连接PIC单片机的输入端，PIC单片机的输出端分别连接每个继电器和每个功率管。第n-1个单体电池与第n个单体电池之间的开关电感模块标号为n-1。第n-1个开关电感模块中包括串联的继电器2n-1和电感n，以及与串联的继电器2n-1和电感n相并联的继电器2n-2，继电器2n-2和继电器2n-1分别连接PIC单片机的输出端，其中n大于等于2。功率管为P型场效应晶体管，型号可以采用FDS4435或FDS6690A。本技术在使用时，PIC单片机通过光耦和电压传感器检测每个单体电池的电压，通过电流传感器检测每个单体电池的电流，通过温度传感器检测每个单体电池的温度，PIC单片机根据所检测的数据进行SOC估算，若需要均衡相邻两个单体电池，以单体电池1和单体电池2为例，PIC单片机闭合继电器1、继电器3和继电器4，此时再通过PIC单片机根据估算结果输出PWM控制信号控制相应功率管(功率管1和功率管2)即能实现相邻单体电池之间的能量转移。若需要均衡不相邻的单体电池，当单体电池序号差为奇数时，以单体电池1和单体电池n(n为偶数)为例，闭合继电器1、继电器n+1和继电器2n，并控制相应的功率管(功率管1～功率管n/2和功率管(n+2)/2～功率管n)即可；当单体电池序号差为偶数时，以单体电池1和单体电池n-1(n为偶数)为例，闭合继电器1、继电器n+1和继电器2n-2，并控制相应的功率管(功率管1～功率管n/2和功率管(n+2)/2～功率管n-1)即可实现不相邻单体电池之间的能量转移。其中功率管的标号与与其所对应的单体电池的标号一一对应。特别地，就相邻模式时，以2号单体电池对3号单体电池实施均衡为例，闭合继电器2、继电器5以及继电器6，此时，电路构成基本的Buck-Boost电路，并适时控制功率管和2和功率管3开闭实现能量转移。就不相邻模式，以2号单体电池对4号单体电池均衡为例，闭合继电器2、继电器7和继电器8，并适时控制相应功率管开闭实现能量转移。以2号单体电池对5号单体电池均衡为例，闭合继电器2、继电器7、继电器10，并适时控制功率管2、功率管3和功率管4开闭实现能量转移。模式一(均衡相邻电池)：以电池x和电池x+1为例，PIC单片机分别控制继电器2x-2、继电器2x+1和继电器2x+2闭合，再通过控制功率管x和功率管x+1，实现电池间能量转移。模式二(均衡不相邻电池)：以电池x向电池y转移能量为例(x＜y)：当(y-x)的差为奇数时，PIC单片机分别控制继电器2x-2、继电器x+y和继电器2y闭合，再通过控制功率管x～功率管(x+y-1)/2和功率管(x+y+1)/2～功率管y，则实现能量从电池x到电池y的转移。当(y-x)的差为偶数时，PIC单片机分别控制继电器2x-2、继电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组均衡控制系统，电池组由若干个单体电池串联而成，其特征在于：包括分别连接在所述电池组两端的继电器，以及与所述单体电池一一对应的若干功率管，若干所述功率管串联在所述电池组两端的继电器之间，每个所述功率管分别通过开关驱动电路连接单片机的不同输出端；任意相邻单体电池之间的节点处均连接有开关电感模块，所述开关电感模块的另一端连接至与所述相邻单体电池相对应的相邻功率管之间的节点；每个所述开关电感模块均包括继电器以及与所述继电器相并联的串联继电器和电感，每个所述继电器分别连接至所述单片机的输出端；所述单片机的输入端设置有与每个单体电池相连接的单体电池状态检测模块。

【技术特征摘要】
1.一种电池组均衡控制系统，电池组由若干个单体电池串联而成，其特征在于：包括分别连接在所述电池组两端的继电器，以及与所述单体电池一一对应的若干功率管，若干所述功率管串联在所述电池组两端的继电器之间，每个所述功率管分别通过开关驱动电路连接单片机的不同输出端；任意相邻单体电池之间的节点处均连接有开关电感模块，所述开关电感模块的另一端连接至与所述相邻单体电池相对应的相邻功率管之间的节点；每个所述开关电感模块均包括继电器以及与所述继电器相并联的串联继电器和电感，每个所述继电器分别连接至所述单片机的输出端；所述单片机的输入端设...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗森侨，
申请(专利权)人：四川城市职业学院，
类型：新型
国别省市：四川,51