一种锂电池充放电电压均衡的装置制造方法及图纸

技术编号:35722678 阅读:23 留言:0更新日期:2022-11-26 18:19
本发明专利技术公开了一种锂电池充放电电压均衡的装置,具体涉及锂电池充放电技术领域,其技术方案是:包括双向DC/DC变换器和继电器阵列,所述双向DC/DC变换器包括DC/DC隔离变换主电路和DC/DC变换控制电路,所述DC/DC隔离变换主电路的工作状态受所述DC/DC变换控制电路控制;所述继电器阵列连接双组触点继电器,所述继电器阵列由继电器阵列驱动电路控制,所述双组触点继电器一组触点连至电池组内对应单体电池的正极,所述双组触点继电器另一组触点则连至该单体电池的负极,本发明专利技术的有益效果是:采用一个隔离型DCDC配合继电器转换模块和主控制单元就能实验多串电池的充放电电压均衡,从而大大的降低了器件成本和管理成本,同时实现多串电池的充放电电压均衡。现多串电池的充放电电压均衡。现多串电池的充放电电压均衡。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池充放电电压均衡的装置


[0001]本专利技术涉及锂电池充放电领域,具体涉及一种锂电池充放电电压均衡的装置。

技术介绍

[0002]锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池,1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究,20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池,由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高,随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流,锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池,锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的,可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池,由于其自身的高技术要求限制,只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
[0003]现有技术存在以下不足:现有的锂电池充放电一般是加BMS或BMS+主动均衡或BMS+被动均衡,上述方案均需在每节电池上放入主动均衡模块或被动均衡模块,在高电压电池组的应用中由于电池节数过多,导致主动均衡模块或被动均衡模块数量过多,成本急剧上升,同时由于模块数量过多造成管理困难。
[0004]因此,专利技术一种锂电池充放电电压均衡的装置很有必要。

技术实现思路

[0005]为此,本专利技术提供一种锂电池充放电电压均衡的装置,通过只采用一个隔离型DCDC配合继电器转换模块和主控制单元就能实现多串电池的充放电电压均衡,以解决现有的方案会导致主动均衡模块或被动均衡模块数量过多,成本急剧上升,同时由于模块数量过多造成管理困难的问题。
[0006]为了实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种锂电池充放电电压均衡的装置,包括双向DC/DC变换器和继电器阵列,所述双向DC/DC变换器包括DC/DC隔离变换主电路和DC/DC变换控制电路,所述DC/DC隔离变换主电路的工作状态受所述DC/DC变换控制电路控制;
[0007]所述继电器阵列连接双组触点继电器,所述继电器阵列由继电器阵列驱动电路控制,所述双组触点继电器一组触点连至电池组内对应单体电池的正极,所述双组触点继电器另一组触点则连至该单体电池的负极;
[0008]所述双向DC/DC变换器上设有高压输入端口、高压输出端口、低压输入端口、低压输出端口和工作模式控制接口,所述双向DC/DC变换器通过高压输入端口和高压输出端口连接电池组总正极和电池组总负极,所述双向DC/DC变换器通过低压输入端口和低压输出端口连接继电器阵列,所述双向DC/DC变换器的工作模式控制接口通过光耦隔离。
[0009]优选的,所述双向DC/DC变换器至少为一组。
[0010]优选的,所述继电器阵列至少为一组。
[0011]优选的,所述DC/DC隔离变换主电路设置为一组。
[0012]优选的,所述DC/DC变换控制电路设置为一组。
[0013]优选的,所述双组触点继电器至少为两组。
[0014]优选的,所述双组触点继电器用于切换单体电池正极、单体电池负极与所述双向DC/DC变换器的低压端正极、低压端负极间的连接。
[0015]本专利技术的有益效果是:
[0016]1.本专利技术能够有效的解决电池在充放电过程中由于内阻的不同造成电压不均衡的现象,从而能够让电池组在充放电过程中实现最大化的充电效率,同时本专利技术只需要一路DCDC加上一组N回路切换装置,可以最大化的减少模块数量,降低生产成本;
[0017]2.通过单体蓄电池电压实时检测与高电压对低电压单体均衡调节,探索了实时在线均衡BMS管理方法,并且基于此设计了一种锂电池实时主动均衡BMS管理装置,该装置在电池组供能工作中的实时检测蓄电池单体及组状态参数,通过锂电池组总电压给单体充电的形式,实现了蓄电池单体间的电压均衡BMS调节,应用于供能过程中单组电压实时在线均衡调节,实验结果表明,该系统实现了电池的实时主动均衡,使得电池放电过程中单体的电压不平衡不高于5%,实现电池供能中实时在线均衡BMS管理调节,确保了电池的安全性,延长了电池组的使用寿命;
[0018]3.目前在电池组管理系统中使用的均衡技术多为被动式均衡,由于被动式均衡存在均衡电流小、均衡能力低下、热耗散严重,只能在充电末阶段起到均衡作用等缺点而使其无法满足电池组管理系统的,部分主动均衡技术的方案,由于均衡模块数量庞大,器件成本和管理成本过高而难以得到实质性的应用,本专利技术成果只采用一个隔离型DCDC配合继电器转换模块和主控制单元就能实验多串电池的充放电电电压均衡,从而大大的降低了器件成本和管理成本,同时实现多串电池的充放电电压均衡;
[0019]4.由于每个单体电池之间必须相互隔离,所以不能采用一般的功率开关,本专利技术采用小体积大电流的双组触点继电器,每个继电器连接一个单体电池,在降低成本的同时,可以到达较大的电流要求,均衡工作时采用控制DC/DC输出的启动和关闭,使继电器触点的吸合和释放始终处于零电流状态的工作方式,可以有效延长继电器的使用寿命。
附图说明
[0020]图1为本专利技术提供的双向DC/DC变换器电气原理图。
具体实施方式
[0021]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。
[0022]参照附图1,本专利技术提供的一种锂电池充放电电压均衡的装置,包括双向DC/DC变换器和继电器阵列;
[0023]进一步地,所述双向DC/DC变换器包括DC/DC隔离变换主电路和DC/DC变换控制电路,所述DC/DC隔离变换主电路的工作状态受所述DC/DC变换控制电路控制。
[0024]进一步地,所述继电器阵列连接双组触点继电器,所述继电器阵列由继电器阵列驱动电路控制,所述双组触点继电器一组触点连至电池组内对应单体电池的正极,所述双
组触点继电器另一组触点则连至该单体电池的负极。
[0025]进一步地,所述双向DC/DC变换器上设有高压输入端口、高压输出端口、低压输入端口、低压输出端口和工作模式控制接口,所述双向DC/DC变换器通过高压输入端口和高压输出端口连接电池组总正极和电池组总负极,所述双向DC/DC变换器通过低压输入端口和低压输出端口连接继电器阵列,所述双向DC/DC变换器的工作模式控制接口通过光耦隔离,具体的,当双向DC/DC变换器通过高压输入端口连接电池组总正极和电池组总负极时,为DC/DC变换电路提供电池组总电压输入,当双向DC/DC变换器通过高压输出端口连接电池组总正极和电池组总负极时时,为电池组提供不小于该电池组最高允许电压值的输出电压,当双向DC/DC变换器通过低压输出端口连接继电器阵列时,为由继电器阵列所选择接通的单体电池提供不小于该单体电池最高允许电压值的输出电压,当双向DC/DC变换器通过低压输入端口连接继电器阵列时,由继电器阵列所选择接通的单体电池将为DC/DC变换电路提供单体电压输入,双向DC/DC变换器的工作模本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池充放电电压均衡的装置,包括双向DC/DC变换器和继电器阵列,其特征在于:所述双向DC/DC变换器包括DC/DC隔离变换主电路和DC/DC变换控制电路,所述DC/DC隔离变换主电路的工作状态受所述DC/DC变换控制电路控制;所述继电器阵列连接双组触点继电器,所述继电器阵列由继电器阵列驱动电路控制,所述双组触点继电器一组触点连至电池组内对应单体电池的正极,所述双组触点继电器另一组触点则连至该单体电池的负极;所述双向DC/DC变换器上设有高压输入端口、高压输出端口、低压输入端口、低压输出端口和工作模式控制接口,所述双向DC/DC变换器通过高压输入端口和高压输出端口连接电池组总正极和电池组总负极,所述双向DC/DC变换器通过低压输入端口和低压输出端口连接继电器阵列,所述双向DC/DC变换器的工作模式控制接...

【专利技术属性】
技术研发人员:李强李光东
申请(专利权)人:宝星智能科技上海有限公司
类型:发明
国别省市:

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