一种基于多级采样的电池修复与均衡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于多级采样的电池修复与均衡装置，在该装置中，电池修复电路能够通过正负脉冲支路输出相应的脉冲，能够在充电过程中提高锂离子的活性，实现对电池的修复；同时，多级电池采样电路能够通过一个采样元件即可采集到串联的每个电池单元的电压，而且，电池均衡模块根据多级电池采样电路获取到的信号，对各个电池单元进行均衡控制。因此，本实用新型专利技术应用在锂电池充电过程中既能对电池进行修复，又能提高电池均衡的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多级采样的电池修复与均衡装置
本技术涉及电池充电电路技术，尤其涉及一种基于多级采样的电池修复与均衡装置。
技术介绍
对于锂电池充电而言，无论是恒压充电还是恒流充电，在充电过程中，随着锂离子的惰性逐渐增加，会使锂离子附着结晶，而当锂离子结晶严重，则会生成尖刺，在迁移过程中会划伤电极隔膜，对电池造成不可逆的损伤，影响电池的寿命。同时，在动力电池中，由于锂电池单体之间存在不一致性，在使用过程中通常需要采取均衡技术来确保动力电池安全性和稳定性。通过均衡控制，可使锂电池单体电压偏差保持在预期的范围内，从而保证每个单体电池在正常的使用时不发生损坏。若不进行均衡控制，随着充放电循环的增加，各单体电池电压逐渐分化，使用寿命将大大缩减。常见的动力电池中需要将电池组串联起来提高电压，而在电池组内通常会将多个电池单元串联在一起，而每个电池单元是由多个单体电池并联而成，然后在电池单元上会设置一个采样元件，来对外输出电压采样信号。基于这样的方式，动力电池将会使用大量采样元件，且采样元件由于制造工艺或者其他环境因素的原因，使采样元件的电气特性存在偏差，难以准确地反映电池单体之间的电压差，从而影响均衡控制的准确性。因此，有必要设计一种在充电过程中既能对电池进行修复，又能提高电池均衡的准确性的技术方案。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的不足，本技术的目的在于：提供一种在充电过程中既能对电池进行修复，又能提高电池均衡的准确性的电路装置。为实现上述技术目的，本技术提供以下技术方案：一种基于多级采样的电池修复与均衡装置，其包括：多级电池采样电路；电池修复电路；以及电池均衡模块；其中，所述多级电池采样电路包括：第一开关组、第二开关组、采样元件以及开关控制模块；而且，所述第一开关组的每个开关元件其一端分别对应连接至串联的多个电池单元中的奇数顺序的电池单元，其另一端共同连接在一起，并通过两个开关支路连接在所述采样元件的两端；所述第二开关组的每个开关元件其一端分别对应连接至串联的多个电池单元中的偶数顺序的电池单元，其另一端共同连接在一起，并通过两个开关支路连接在所述采样元件的两端；所述开关控制模块，用于控制所述第一开关组的开关元件及其开关支路、所述第二开关组的开关元件及其开关支路的通断，以在所述采样元件上施加奇数顺序与偶数顺序的电池单元之间的电势差；所述电池修复电路包括：多抽头变压器、输入整流模块、电流模式控制器模块、PWM信号发生模块、正脉冲支路以及负脉冲支路；而且，所述输入整流模块用于对输入的市电进行整流，并将整流后的市电接入至所述多抽头变压器的初级线圈的第一抽头，并形成初级线圈回路；所述电流模式控制器模块，用于根据反馈信号和主电流信号，控制所述初级线圈回路的主电流的大小；所述正脉冲支路和所述负脉冲支路分别连接至所述多抽头变压器的次级线圈的一个抽头，且所述正脉冲支路和所述负脉冲支路连接的抽头之间线圈的中心抽头接地；所述PWM信号发生模块用于生成两路PWM信号，以分别驱动所述正脉冲支路和所述负脉冲支路工作；所述电池均衡模块用于根据所述多级电池采样电路获取到的采样信号，对各个电池单元进行均衡控制。根据一种具体的实施方式，本技术的基于多级采样的电池修复与均衡装置中，所述电流模式控制器模块包括电流模式控制器芯片、第一光耦合器和第一场效应管；其中，所述反馈信号通过所述第一光耦合器输入至所述电流模式控制器芯片的反馈输入端，所述主电流信号输入至所述电流模式控制器芯片的主电流输入端；所述第一场效应管的栅极与所述电流模式控制器芯片的驱动输出端连接，其漏极与连接至初级线圈回路中，其源极通过一电阻接地，且第一场效应管的源极与该电阻的连接点作为主电流信号的采样点。进一步地，所述电流模式控制器模块还包括第一二极管和RC谐振电路；其中，所述第一场效应管的漏极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极通过所述RC谐振电路连接至所述多抽头变压器的初级线圈的第一抽头。再进一步地，所述电流模式控制器模块还包括第一电容和第二电容；其中，所述第一电容的一端与所述第一场效应管的漏极连接，其另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端连接至所述第一场效应管的源极。根据一种具体的实施方式，本技术的基于多级采样的电池修复与均衡装置中，所述正脉冲支路与所述负脉冲支路为相同的电路结构；其中，所述正脉冲支路或所述负脉冲支路包括：场效应管A、场效应管B、电感、快速关断控制电路；而且，所述场效应管A的源极与所述多抽头变压器的次级线圈的抽头连接，其栅极与所述快速关断控制电路的驱动输出端连接、其漏极通过所述电感与所述场效应管B的漏极连接；所述场效应管B的栅极与所述PWM信号发生模块的一个PWM信号输出端连接，其源极通过一电阻输出正脉冲信号或负脉冲信号。进一步地，所述快速关断控制电路包括快速关断控制器芯片、稳压管、电阻和电容；其中，所述快速关断控制器芯片的驱动端分别与所述电容的一端和所述稳压管的阴极连接；所述场效应管A的栅极分别与所述电容的另一端、所述电阻的一端以及所述稳压管的阳极连接；所述电阻的另一端连接至所述场效应管A源极。根据一种具体的实施方式，本技术的基于多级采样的电池修复与均衡装置还包括闭锁信号采样电路，而且，所述闭锁信号采样电路通过第二光耦合器将其采集的闭锁信号输入至所述电流模式控制器芯片的闭锁输入端；其中，所述闭锁信号采样电路包括第一稳压管以及两个相串联的电阻，所述第一稳压管的阴极连接至所述场效应管A的漏极，其阳极通过两个相串联的电阻接地，且两个电阻的连接点作为闭锁信号的采样点。根据一种具体的实施方式，本技术的基于多级采样的电池修复与均衡装置还包括反馈信号采样电路，用于采集反馈信号；而且，所述反馈信号采样电路包括：电压基准芯片、第一至第六电阻、第三至第五电容；其中，第一电阻的一端连接至所述场效应管A的漏极，其另一端连接至所述第一光耦合器的第一输入端；第二电阻的一端连接至所述场效应管B的漏极，其另一端依次通过第三电阻和第三电容连接至所述第一光耦合器的第二输入端；第二电阻与第三电阻的连接点通过第四电阻接地，该连接点与所述电压基准芯片的参考输入端连接；所述电压基准芯片的阳极接地，其阴极与所述第一光耦合器的第二输入端连接；第五电阻的一端与所述第一光耦合器的第一输入端连接，其另一端与所述第一光耦合器的第二输入端连接；第四电容的一端与所述第一光耦合器的第二输入端连接，其另一端接地；第五电容与第六电阻串联后并联在第二电阻上。根据一种具体的实施方式，本技术的基于多级采样的电池修复与均衡装置还包括第一供电电路，用于为所述快速关断控制器芯片进行供电；而且，所述第一供电电路包括：第二二极管、第七电阻、第六电容和第七电容；其中，所述第二二极管的阳极与所述多抽头变压器的次级线圈的一个抽头连接，其阴极与第七电阻的一端连接；第七电阻的另一端与所述快速关断控制器芯片的供电输入端连接；第六电容与第七电容并联后一端与所述快速关断控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多级采样的电池修复与均衡装置，其特征在于，包括：/n多级电池采样电路；/n电池修复电路；以及电池均衡模块；/n其中，所述多级电池采样电路包括：第一开关组、第二开关组、采样元件以及开关控制模块；而且，所述第一开关组的每个开关元件其一端分别对应连接至串联的多个电池单元中的奇数顺序的电池单元，其另一端共同连接在一起，并通过两个开关支路连接在所述采样元件的两端；所述第二开关组的每个开关元件其一端分别对应连接至串联的多个电池单元中的偶数顺序的电池单元，其另一端共同连接在一起，并通过两个开关支路连接在所述采样元件的两端；所述开关控制模块，用于控制所述第一开关组的开关元件及其开关支路、所述第二开关组的开关元件及其开关支路的通断，以在所述采样元件上施加奇数顺序与偶数顺序的电池单元之间的电势差；/n所述电池修复电路包括：多抽头变压器、输入整流模块、电流模式控制器模块、PWM信号发生模块、正脉冲支路以及负脉冲支路；而且，所述输入整流模块用于对输入的市电进行整流，并将整流后的市电接入至所述多抽头变压器的初级线圈的第一抽头，并形成初级线圈回路；所述电流模式控制器模块，用于根据反馈信号和主电流信号，控制所述初级线圈回路的主电流的大小；所述正脉冲支路和所述负脉冲支路分别连接至所述多抽头变压器的次级线圈的一个抽头，且所述正脉冲支路和所述负脉冲支路连接的抽头之间线圈的中心抽头接地；所述PWM信号发生模块用于生成两路PWM信号，以分别驱动所述正脉冲支路和所述负脉冲支路工作；/n所述电池均衡模块用于根据所述多级电池采样电路获取到的采样信号，对各个电池单元进行均衡控制。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于多级采样的电池修复与均衡装置，其特征在于，包括：
多级电池采样电路；
电池修复电路；以及电池均衡模块；
其中，所述多级电池采样电路包括：第一开关组、第二开关组、采样元件以及开关控制模块；而且，所述第一开关组的每个开关元件其一端分别对应连接至串联的多个电池单元中的奇数顺序的电池单元，其另一端共同连接在一起，并通过两个开关支路连接在所述采样元件的两端；所述第二开关组的每个开关元件其一端分别对应连接至串联的多个电池单元中的偶数顺序的电池单元，其另一端共同连接在一起，并通过两个开关支路连接在所述采样元件的两端；所述开关控制模块，用于控制所述第一开关组的开关元件及其开关支路、所述第二开关组的开关元件及其开关支路的通断，以在所述采样元件上施加奇数顺序与偶数顺序的电池单元之间的电势差；
所述电池修复电路包括：多抽头变压器、输入整流模块、电流模式控制器模块、PWM信号发生模块、正脉冲支路以及负脉冲支路；而且，所述输入整流模块用于对输入的市电进行整流，并将整流后的市电接入至所述多抽头变压器的初级线圈的第一抽头，并形成初级线圈回路；所述电流模式控制器模块，用于根据反馈信号和主电流信号，控制所述初级线圈回路的主电流的大小；所述正脉冲支路和所述负脉冲支路分别连接至所述多抽头变压器的次级线圈的一个抽头，且所述正脉冲支路和所述负脉冲支路连接的抽头之间线圈的中心抽头接地；所述PWM信号发生模块用于生成两路PWM信号，以分别驱动所述正脉冲支路和所述负脉冲支路工作；
所述电池均衡模块用于根据所述多级电池采样电路获取到的采样信号，对各个电池单元进行均衡控制。


2.如权利要求1所述的基于多级采样的电池修复与均衡装置，其特征在于，所述电流模式控制器模块包括电流模式控制器芯片、第一光耦合器和第一场效应管；其中，所述反馈信号通过所述第一光耦合器输入至所述电流模式控制器芯片的反馈输入端，所述主电流信号输入至所述电流模式控制器芯片的主电流输入端；所述第一场效应管的栅极与所述电流模式控制器芯片的驱动输出端连接，其漏极与连接至初级线圈回路中，其源极通过一电阻接地，且第一场效应管的源极与该电阻的连接点作为主电流信号的采样点。


3.如权利要求2所述的基于多级采样的电池修复与均衡装置，其特征在于，所述电流模式控制器模块还包括第一二极管和RC谐振电路；其中，所述第一场效应管的漏极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极通过所述RC谐振电路连接至所述多抽头变压器的初级线圈的第一抽头。


4.如权利要求3所述的基于多级采样的电池修复与均衡装置，其特征在于，所述电流模式控制器模块还包括第一电容和第二电容；其中，所述第一电容的一端与所述第一场效应管的漏极连接，其另一端与所述第二电容的一端连接，所述第二电容的另一端连接至所述第一场效应管的源极。


5.如权利要求2所述的基于多级采样的电池修复与均衡装置，其特征在于，所述正脉冲支路与所述负脉冲支路为相同的电路结构；其中，所述正脉冲支路...

【专利技术属性】
技术研发人员：万君，贺电，
申请(专利权)人：四川日拓能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51