一种电池均衡电路制造技术

本发明专利技术提供一种电池均衡电路，电池包括相互串联的第一电池单元和第二电池组，第一电池单元包括多个依次串联的第一电池组，均衡电路包括第一均衡单元、第二均衡单元和控制单元，第一均衡单元包括分别连接在各第一电池组两极之间的多个第一开关组和分别连接在相邻两第一开关组之间的多个第一电容，第一开关组包括相互串联的两第一开关，第二均衡单元包括电阻、第二开关、外接电源和输入端与外接电源连接的变压器，变压器输出端连接在第二电池组两极之间，电阻和第二开关串联后与变压器输出端并联。本发明专利技术有效隔断瞬间大电流和瞬间高压以保护均衡电路，且电路简单，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种电池均衡电路
本专利技术涉及一种电池均衡电路。
技术介绍
电池在使用过程中，经常被串联和/或并联使用以获得更高的电压和更大容量来满足负载的需求。但无论镍氢电池、铅酸电池或者锂电池，因生产过程中的工艺问题，导致电池单体间必定存在差异。虽然电池组的生产过程会对单体电池进行配组，以达到尽量缩小电池组差异的目的。但电池组在使用后，经过了多次的充放电循环后，电池单体差异会逐渐变大，逐渐影响电池组的性能和寿命。使用电池均衡电路，可以对电池的充电和放电过程进行电量调节，达到提高旧电池组性能和延缓电池损坏速度的目的。而目前常用的电池均衡电路有电感式和电容式，这两种电路均存在一定的缺陷：电容式均衡电路，结构上需要有一组电容并联于单体电池上，由于电容在瞬态过程中可以等效为短路，如当n个电容串联充电时，若假设第1至第n-1个电容为短路，则第n个电容两端电压将会瞬间达到原来电容承载电压的n倍，最终导致第n个电容两端电压过高，而该效应作用于电容式均衡电路时，特别是在串联电池较多的情况下，极易导致均衡电路过载损坏；而电感式电路则复杂且成本高，不宜大量使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出一种电池均衡电路，有效隔断瞬间大电流和瞬间高压以保护均衡电路，且电路简单，成本低。本专利技术通过以下技术方案实现：一种电池均衡电路，电池包括相互串联的第一电池单元和第二电池组，第一电池单元包括多个依次串联的第一电池组，均衡电路包括第一均衡单元、第二均衡单元和控制单元，第一均衡单元包括分别连接在各第一电池组两极之间的多个第一开关组和分别连接在相邻两第一开关组之间的多个第一电容，第一开关组包括相互串联的两第一开关，第二均衡单元包括电阻、第二开关、外接电源和输入端与外接电源连接的变压器，变压器输出端连接在第二电池组两极之间，电阻和第二开关串联后与变压器输出端并联，控制单元用于检测各第一、第二电池组的电量，并根据检测结果控制相应第一开关和第二开关的通断，以使各第一、第二电池组的电量均衡。进一步的，所述电阻为可调电阻。进一步的，所述第二均衡单元还包括二极管，二极管阳极与变压器输出端连接、阴极与所述第二电池组正极连接。进一步的，所述第一、第二电池组均包括多个串联和/或并联的电池。进一步的，所述电池包括多个所述第一电池单元和多个所述第二电池组。进一步的，所述两第一开关包括一端与第一电池组负极连接的上第一开关和一端与第一电池组正极连接的下第一开关，所述控制单元为上、下第一开关分别提供时序互补的第一驱动信号和第二驱动信号。进一步的，所述第一均衡单元还包括分别并联在各第一电池组两极之间的多个第二电容。进一步的，所述外接电源包括超级电容。进一步的，所述第一、第二开关均为MOS管或者三极管或者IGBT。进一步的，所述控制单元包括单片机、CPU或者MCU。本专利技术具有如下有益效果：1、本专利技术的第一均衡单元实现各第一电池组之间的电量均衡，第二均衡单元则使第二电池组的电量与第一电池组的电量均衡，第一均衡单元的第一电容充电瞬间，第二均衡单元能够实现高阻抗状态，隔断第一电容充电瞬间出现的瞬间大电流和瞬间高压，从而保护均衡电路，延长其使用寿命，且第二电池组数量少于第一均衡单元内第一电池组的数量，即仅需设置较少的第二均衡单元即可，从而使本专利技术电路简单，成本低。2、第二均衡单元的电阻为可调电阻，可根据第二电池组当前电量调整电阻的阻值，从而缩短均衡时间。附图说明下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明。图1为本专利技术的电路图。其中，1、第一电池单元；2、控制单元；3、外接电源。具体实施方式如图1所示，电池均衡电路用于对电池进行电量均衡，电池包括两个第一电池单元1和两个第二电池组BAT2，第一电池单元1和第二电池组BAT2间隔串联，第一电池单元1包括三个依次串联的第一电池组BAT1，均衡电路包括两个分别与两第一电池单元1对应的第一均衡单元、两个分别与两第二电池组BAT2对应的第二均衡单元和控制单元2，第一均衡单元包括分别连接在各第一电池组BAT1两极之间的三个第一开关组、分别连接在相邻两第一开关组之间的两个第一电容C1和并联在各第一电池组BAT1两极之间的三个第二电容C2，第一开关组包括相互串联的两第一开关，第二均衡单元包括可调电阻R、第二开关K3、外接电源3和变压器T，变压器T输入端与外接电源3连接，变压器T输出端连接在第二电池组BAT2两极之间，可调电阻R和第二开关K3串联后与变压器T输出端并联，控制单元2分别与各第一电池组BAT1、各第二电池组BAT2、各第一开关和各第二开关K3连接，用于检测各第一电池组BAT1和第二电池组BAT2的电量，并根据检测结果控制相应的第一开关和第二开关K3的通断，以使各第一电池组BAT1和第二电池组BAT2的电量均衡。第二均衡单元还包括防逆流二极管D，二极管D阳极与变压器T输出端连接，阴极与第二电池组BAT2正极连接。第一电池组BAT1和第二电池组BAT2均包括多个串联和/或并联的电池，该电池可以是镍氢电池、铅酸电池或者锂电池。两第一开关包括一端与第一电池组BAT1负极连接的上第一开关K1和一端与第一电池组BAT1正极连接的下第一开关K2，控制单元2为上第一开关K1和下第一开关K2分别提供时序互补的第一驱动信号和第二驱动信号。在本实施例中，外接电源3包括超级电容。上第一开关K1、下第一开关K2和第二开关K3均为MOS管。控制单元2为单片机，具体型号为AT89C51。单片机检测电池电量以及控制MOS管动作均为现有技术。本专利技术工作原理如下：控制单元2通过时序互补的第一驱动信号和第二驱动信号，控制各第一开关组内上第一开关K1和下第一开关K2动作，从而实现第一电池单元1内各第一电池组BAT1的电量均衡；对于第二电池组BAT2，当第二电池组BAT2电量低于第一电池组BAT1时，控制单元2控制第二开关K3断开，外接电源3向第二电池组BAT2充电以使其电量升高，而当第二电池组BAT2电量高于第一电池组BAT1时，控制单元2控制第二开关K3闭合，利用电阻R使第二电池组BAT2放电以使其电量降低，最终实现各第一电池组BAT1和各第二电池组BAT2的电量均衡。以上所述，仅为本专利技术的较佳实施例而已，故不能以此限定本专利技术实施的范围，即依本专利技术申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本专利技术专利涵盖的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池均衡电路，电池包括相互串联的第一电池单元和第二电池组，第一电池单元包括多个依次串联的第一电池组，其特征在于：均衡电路包括第一均衡单元、第二均衡单元和控制单元，第一均衡单元包括分别连接在各第一电池组两极之间的多个第一开关组和分别连接在相邻两第一开关组之间的多个第一电容，第一开关组包括相互串联的两第一开关，第二均衡单元包括电阻、第二开关、外接电源和输入端与外接电源连接的变压器，变压器输出端连接在第二电池组两极之间，电阻和第二开关串联后与变压器输出端并联，控制单元用于检测各第一、第二电池组的电量，并根据检测结果控制相应第一开关和第二开关的通断，以使各第一、第二电池组的电量均衡。

【技术特征摘要】
1.一种电池均衡电路，电池包括相互串联的第一电池单元和第二电池组，第一电池单元包括多个依次串联的第一电池组，其特征在于：均衡电路包括第一均衡单元、第二均衡单元和控制单元，第一均衡单元包括分别连接在各第一电池组两极之间的多个第一开关组和分别连接在相邻两第一开关组之间的多个第一电容，第一开关组包括相互串联的两第一开关，第二均衡单元包括电阻、第二开关、外接电源和输入端与外接电源连接的变压器，变压器输出端连接在第二电池组两极之间，电阻和第二开关串联后与变压器输出端并联，控制单元用于检测各第一、第二电池组的电量，并根据检测结果控制相应第一开关和第二开关的通断，以使各第一、第二电池组的电量均衡。2.根据权利要求1所述的一种电池均衡电路，其特征在于：所述电阻为可调电阻。3.根据权利要求1所述的一种电池均衡电路，其特征在于：所述第二均衡单元还包括二极管，二极管阳极与变压器输出端连接、阴极与所述第二电池组正极连接。4.根据权利要求1或2或3所述的一种电池均衡电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄峰铭，林志鹏，黄滨，王知宇，张志敏，
申请(专利权)人：泉州亿兴电力有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35