一种电池均衡电路制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种电池均衡电路，包括电池包、电池管理系统、第一输出端、第二输出端、第一接触开关、第二接触开关、隔离电源，所述电池包包括电芯，电芯与电芯之间并联后串联，所述电池管理系统包括AFE、MCU，电池包的正极通过第一接触开关连接第一输出端，电池包的负极通过第二接触开关连接第二输出端，AFE通过RC滤波采集所有电芯电压信息，通过SPI与MCU通讯，所有电芯通过MOS管和H桥电路对各个电芯独立的充放电控制，隔离电源通过H桥电路对所有电芯提供充电电源。本发明专利技术在主动均衡开启的同时，MCU也能通过AFE对电芯被动均衡的放电，实现主被动一体的均衡，通过主被一体的均衡方式，提高电池包的使用效率，延长了电使用寿命。延长了电使用寿命。延长了电使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种电池均衡电路


[0001]本专利技术涉及的是一种电池电路。

技术介绍

[0002]在大于两个可充电池串联使用过程中，由于电池自身材料、制造、装配、工艺等存在精度偏差，这种差异在多次循环使用后，累计偏差就会变大，以及在使用过程中的衰减差异，都会影响到整包的容量。如果因其中一个电芯的电压与其他电池不匹配将会降低整个电池包的容量，电池包容量的不匹配包括：充电SOC失配、容量和能量的失配。因此需要减小各组电芯之间的电压差，使其保持一致，对于低于20AH小容量的电池包，通常采用被动均衡的，把最高电压的电芯通过电阻以热能方式把能量释放掉，对于大容量的电池包，如果采用被动均衡，均衡时间比较长，严重影响到到了使用效果，还会降低使用效率，影响到使用寿命。因此对于多个电芯并联后串联或者大容量的电池包，不再适合全部采用被动均衡的方式。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种主动均衡和被动均衡都能实现对电池均衡的一种电池均衡电路。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：
[0005]本专利技术一种电池均衡电路，其特征是：包括电池包、电池管理系统、第一输出端、第二输出端、第一接触开关、第二接触开关、隔离电源，所述电池包包括电芯，电芯与电芯之间并联后串联，所述电池管理系统包括AFE、MCU，电池包的正极通过第一接触开关连接第一输出端，电池包的负极通过第二接触开关连接第二输出端，AFE通过RC滤波采集所有电芯电压信息，通过SPI与MCU通讯，所有电芯通过MOS管和H桥电路对各个电芯独立的充放电控制，隔离电源通过H桥电路对所有电芯提供充电电源。
[0006]本专利技术还可以包括：
[0007]1、在待机时，当电芯之间的电压差超过10mV时，通过AFE把电芯状态信息传递给MCU,MCU识别到各个电芯的电压状态信息，通过SPI和MOS管通讯，对应电芯电压低的MOS管开启，隔离电源对电芯进行充电；当电芯电压差低于5mV时，MCU关闭驱动MOS管，停止对电芯充电，完成对低压电芯的充电，完成主动均衡充电。
[0008]2、在主动均衡充电的同时，MCU通过SPI控制AFE对电池包中单体电压最高的电芯电压进行被动均衡的放电：当AFE识别到电池包中电压最高的电芯电压大于电压最低的电芯电压10mV时，AFE驱动MOS管开启，实现均衡：当电芯的电压高时，通过RC滤波到AFE的模拟前端,AFE驱动MOS管的开启，电芯电压正极通过功率电阻和MOS管到电芯的负极，电芯通过热能的方式把电压释放掉，当电芯之间的电压差低于5mV时，停止对电芯的放电，实现对被动均衡放电。
[0009]本专利技术的优势在于：
[0010]1、采用多种不同的方式均衡，既可以采用主动均衡，也可以采用被动均衡的方式，还可以采用混合均衡的方式，减小了均衡时间。
[0011]2、采用快速外部补电主动均衡低压平均值电压的电芯，减小了均衡时间。
[0012]3、采用外部补电，避免电池包长期待机出现欠压，造成电池永久损伤。
[0013]4、采用能量转移的方式，减小了能源浪费，使电池电芯保持一致，延长了电池的使用寿命。
[0014]5、在主动均衡开启的同时，MCU也能通过AFE对电芯被动均衡的放电，实现主被动一体的均衡，通过主被一体的均衡方式，提高电池包的使用效率，延长了电使用寿命。
附图说明
[0015]图1为本专利技术主动均衡功能的结构示意图；
[0016]图2为本专利技术被动均衡功能的结构示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：
[0018]结合图1
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2，本专利技术可分别实现主动均衡功能、被动均衡功能，或同时实现主动均衡功能、被动均衡功能。
[0019]主动均衡电路：如图1所示，多组电芯并联后串联构成一个电池包，电池包和电池管理系统(BMS)以及相关的结构外壳、线束,接触开关K1,K2,输出端P+，P
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以及辅助材料构成PACK，在BMS的电路设计中，AFE(模拟前端)通过RC滤波采集电芯电压信息，通过SPI和MCU通讯判断电池电压状态信息，各个电芯通过MOS(Q1,Q2,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8)管和H桥电路选择对各个电芯独立的充放电控制，隔离电源通过H桥电路对电芯提供充电电源，在待机时，当电芯之间的电压差超过10mV时，AFE把电芯状态信息传递给MCU,MCU识别到各个电芯的电压状态信息，通过SPI和驱动MOS芯片通讯，驱动芯片开启电芯电压低的MOS管，外部隔离电源对电芯进行充电。当电芯电压差低于5mV时，MCU控制驱动芯片，关闭驱动MOS电路，停止对电芯充电。完成对低压电芯的充电，通过外部隔离电源完成对电池主动均衡充电
[0020]被动均衡电路：在外部主动均衡充电的同时，MCU通过SPI控制AFE对电池包中单体电压最高的电芯电压进行被动均衡的放电，原理如图2所示。
[0021]当AFE识别到电池包中最高电芯大于最低电芯电压10mV时，AFE驱动MOS管开启，实现均衡，例如：当电芯CELL01的电压高时，通过RC(RV01,CV01)滤波电路到AFE的模拟前端,AFE识别到电压高于其他电芯电压，AFE通过电阻RV01驱动MOS(MB01)管的开启，电芯电压正极通过功率电阻(BRO1)和MOS到电芯的负极，电芯的通过热能的方式把电压释放掉。以此达到降低电芯电压目的，当电芯之间的电压差低于5mV时，停止对电芯的放电，实现对电池的均衡。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池均衡电路，其特征是：包括电池包、电池管理系统、第一输出端、第二输出端、第一接触开关、第二接触开关、隔离电源，所述电池包包括电芯，电芯与电芯之间并联后串联，所述电池管理系统包括AFE、MCU，电池包的正极通过第一接触开关连接第一输出端，电池包的负极通过第二接触开关连接第二输出端，AFE通过RC滤波采集所有电芯电压信息，通过SPI与MCU通讯，所有电芯通过MOS管和H桥电路对各个电芯独立的充放电控制，隔离电源通过H桥电路对所有电芯提供充电电源。2.根据权利要求1所述的一种电池均衡电路，其特征是：在待机时，当电芯之间的电压差超过10mV时，通过AFE把电芯状态信息传递给MCU,MCU识别到各个电芯的电压状态信息，通过SPI和MOS管通讯，对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：南玲，郅海兵，
申请(专利权)人：上海磁骋交通科技有限公司，
类型：新型
国别省市：