一种锂离子电池主动均衡电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种锂离子电池主动均衡电路，包括基于反激式变压器式的均衡电路、电池模组、电压采集模块、温度采集模块、电池管理IC、MCU及充放电控制电路；所述均衡电路、电池模组、单体电池、电压采集模块、温度采集模块及MCU均与电池管理IC连接，所述充放电控制电路与MCU连接，所述主动均衡电路包括变压器和MOS管，所述电池模组中的每个单体电池和电池模组分别通过MOS管连接到变压器的原边绕组与副边绕组上。本实用新型专利技术提供的一种锂离子电池主动均衡电路，能够对电池组中的单体电池的电压进行均衡管理，进而能够避免电池组中的单体电池出现过充电或过放电的现象。电池出现过充电或过放电的现象。电池出现过充电或过放电的现象。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池主动均衡电路


[0001]本技术涉及锂电池
，特别涉及一种锂离子电池主动均衡电路。

技术介绍

[0002]随着锂电池技术的发展和节能环保的受到各方面越来越多的重视，锂电池的应用领域越来越广阔。但是，由于制造工艺的原因，即使是同一厂商生产的同一批次电池，单体电池间的内阻也会存在一定偏差，在使用过程中，一些锂电池就会发生过充过放现象而导致性能迅速恶化，从而影响整个电池组的功能。所以必须尽量消除电量差异，这一过程即为均衡管理。
[0003]均衡可分为主动均衡和被动均衡。被动均衡是通过接入电阻消耗电量较高的锂电池的多余电量，该均衡方式只能把电压高的单体电池进行放电，也就是说这种方式是向电压较低的单体电池看齐，当电池一致性较差时，这种方式就会造成大量的能源浪费，而且效率较低。主动均衡是通过开关电源技术将锂电池的能量在锂电池组间进行转移，这种均衡方式对能量的利用率较高，但是其设计复杂，成本高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本技术提供了一种锂离子电池主动均衡电路，通过对单体电池的均衡控制，能够避免电池组中单体电池出现过充或者过放的现象发生。
[0005]为了达到上述技术目的，本技术采用的技术方案为：
[0006]一种锂离子电池主动均衡电路，包括基于反激式变压器式的均衡电路、电池模组、电压采集模块、温度采集模块、电池管理IC、MCU及充放电控制电路；所述均衡电路、电池模组、单体电池、电压采集模块、温度采集模块及MCU均与电池管理IC连接，所述充放电控制电路与MCU连接，所述主动均衡电路包括变压器和MOS管，所述电池模组中的每个单体电池和电池模组分别通过MOS管连接到变压器的原边绕组与副边绕组上。
[0007]作为改进，所述电池管理IC的采集引脚连接多个锂电池相连；所述电池管理IC的GnP和GnS引脚分别于对应的QnP和QnS MOS管的栅极相连，用于控制均衡的开启与关断；所述电池管理IC的InP引脚连接MOS管的源极。
[0008]作为改进，所述电池管理IC的GnP端口和GnS端口控制多对由MOS管组成的原边均衡模式控制开关和副边均衡模式控制开关。
[0009]作为改进，所述均衡电路具体包括原边电路和副边电路。
[0010]作为改进，所述原边电路由二极管D1E、电容C1A、电容C1B、电容C1C、电容C1E、电阻R1A、电阻R1C、二极管D1C、电阻R1G、电容C1G、电阻RS1A和变压器T1的原边电路连接构成。
[0011]作为改进，所述副边电路由电阻R1B、电容C1F、电容C1T、电容C1S、电容C1R、电阻R1F、电阻R1H、电容C1H、电阻RS1B、二极管D1B和变压器T1的副边电路连接共同构成。
[0012]本技术的有益效果为：
[0013]本技术能够对电池组中的单体电池的电压进行均衡管理，进而能够避免电池
组中的单体电池出现过充电或过放电的现象。本技术提供的主动均衡电路具有均衡电流大的优点，均衡电流最大可达10A，使得均衡过程的效率大大提高。本技术电池管理系统在通信、电力、交通和新能源方面均具有广泛的应用，对于维护电池组的正常运行具有十分的重要意义。
附图说明
[0014]图1为本技术电池管理系统的系统框图；
[0015]图2为本技术主动均衡电路的均衡电路原理图；
[0016]图3为本技术主动均衡电路的电路设计原理图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图来进一步说明本技术的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
[0018]为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0019]如图1所示，一种锂离子电池主动均衡电路，包括主动均衡电路、电压采集模块、温度采集模块、电池管理IC、MCU、充放电控制电路几部分。电压采集模块实时采集各电池单体的电压并通过电池管理IC发送给MCU，当电池单体间的电压差超过设定的限定值时进行电压均衡；温度采集模块用于采集电池模组的温度值并通过电池管理IC发送至MCU，当检测到电池模组的温度低于或高于限定值时，MCU控制切断电池充放电并停止均衡，以免对电池造成损害；主动均衡电路包括变压器和MOS管，电池模组中的每个单体电池和电池模组分别通过MOS管连接到变压器的原边绕组与副边绕组上，通过电池管理IC控制MOS管的通断，实现对电池电压的均衡。
[0020]如图2所示，电池管理IC用于采集电池电压和控制均衡电路，电池管理IC的采集引脚和多个锂电池相连；电池管理IC的GnP和GnS引脚分别于对应的QnP和QnS MOS管的栅极相连，用于控制均衡的开启与关断；电池管理IC的InP引脚连接MOS管的源极，用于检测均衡电流；RnP和RnS为限流电阻，用于控制均衡电流。
[0021]电池管理IC的GnP端口和GnS端口控制多对由MOS管组成的原边均衡模式控制开关和副边均衡模式控制开关，进一步地，若检测到某单体电池(Bn)电压高于设定的上限值时，该单体电池需要进行以下几个步骤进行均衡放电。
[0022]将相应的GnP端口控制信号置为高电平，控制相应的QnP MOS管导通。则该单体电池Bn的输出能量将储存在反激式变压器Tn的原边。
[0023]将GnP端口控制信号置为低电平，则相应的QnP MOS管关断，此时反激式变压器Tn的能量由原边释放到副边。
[0024]再将相应的GnS端口控制信号置为高电平，控制相应的QnS MOS管导通，那么储存在反激式变压器Tn副边的能量将转移至整个电池组。
[0025]同样的，若检测到某单体电池(Bn)电压低于设定的上限值时，则该单体电池需要进行以下几个步骤进行均衡充电：
[0026]将相应的GnS端口控制信号置为高电平，控制相应的QnS MOS管导通，则整个电池
组的能量将转移至反激式变压器Tn的副边。
[0027]将GnS端口控制信号置为低电平，则相应的QnS MOS管关断，此时反激式变压器Tn的能量由副边释放到原边。
[0028]再将相应的GnP端口控制信号置为高电平，控制相应的QnP MOS管导通，那么储存在反激式变压器Tn原边的能量将对单体电池Bn进行充电。
[0029]如图3所示，D1E、C1A、C1B、C1C、C1E、R1A、Q1A、R1C、D1C、R1G、C1G、RS1A和T1变压器的原边共同构成原边电路。R1B、C1F、C1T、C1S、C1R、Q1B、R1F、R1H、C1H、RS1B、D1B和T1变压器的副边共同构成副边电路。
[0030]以上所述仅为本技术专利的较佳实施例而已，并不用以限制本技术专利，凡在本技术专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术专利的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池主动均衡电路，其特征在于，包括基于反激式变压器式的均衡电路、电池模组、电压采集模块、温度采集模块、电池管理IC、MCU及充放电控制电路；所述均衡电路、电池模组、单体电池、电压采集模块、温度采集模块及MCU均与电池管理IC连接，所述充放电控制电路与MCU连接，所述主动均衡电路包括变压器和MOS管，所述电池模组中的每个单体电池和电池模组分别通过MOS管连接到变压器的原边绕组与副边绕组上。2.如权利要求1所述的一种锂离子电池主动均衡电路，其特征在于：所述电池管理IC的采集引脚连接多个锂电池相连；所述电池管理IC的GnP和GnS引脚分别于对应的QnP和QnS MOS管的栅极相连，用于控制均衡的开启与关断；所述电池管理IC的InP引脚连接MOS管的源极。3.如权利要求2所述的一种锂离子电池主动均衡电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘星，臧赵宇，黄茂战，
申请(专利权)人：南京汉瑞交通技术有限公司，
类型：新型
国别省市：