一种电池电压均衡电路及电池电压均衡器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种电池电压均衡电路及电池电压均衡器，属于电池电压均衡技术领域。它解决了现有电池电压均衡方式效率低，能量损耗大的问题。电池电压均衡电路包括第一信号输入端和第二信号输入端；电压均衡模块包括第一MOS管与第一信号输入端电连接，第二MOS管与第二信号输入端电连接，线圈组包括第一线圈和第二线圈，第一线圈的一端与第一MOS管电连接，第二线圈的一端与第二MOS管电连接；第一线圈的另一端以及第二线圈的另一端与一个电池的正极电连接，第一MOS管的S极以及第二MOS管的S极与该电池的负极电连接。本技术方案通过控制第一MOS管和第二MOS管导通使得电压均衡模块一直处于运行状态，实现电池电压均衡电路一直处于电压均衡状态的技术效果。一直处于电压均衡状态的技术效果。一直处于电压均衡状态的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种电池电压均衡电路及电池电压均衡器


[0001]本技术属于电池电压均衡
，涉及一种电池电压均衡电路及电池电压均衡器。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于具有低自放电率，高能量密度，高电池电压和无记忆效应等优点而成为最普遍的可充电电池之一。为了满足高电压和大容量的要求，大量的锂离子电池单元串联和并联形成电池组。但是，制造公差和环境可能导致电池单元的容量和内部电阻存在差异。更糟糕的是，这种不一致性会随着重复充电和放电而扩大。一旦任何电池达到充电放电截止电压，整个电池组将会停止工作，这使得其他电池未充分利用。因此，需要电池均衡器来充分利用锂离子电池单元的容量。
[0003]因此为了解决这个问题，市场上出现了不少种类的均衡器，比如主动均衡器和被动均衡器。(电池均衡的意义就是利用电力电子技术，使锂离子电池单体电压或电池组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保持相同状态，以避免过充、过放的发生。”)
[0004]现在市场上主流的均衡器包括：
[0005]电阻式均衡(被动均衡)，通过检测比较各电池电压，将高电压的电池通过其并联的放电电阻进行放电，实现电池电压均衡。电阻式均衡是采用能量释放的方式，即对高容量电池“多出的电量”进行释放，从而达到均衡的目的，会造成一定的能量浪费。
[0006]电感式均衡(主动均衡)，通过检测各相邻电池的电池电压，将相邻高电压的电池能量转移给相邻低电压的电池，实现电池电压的均衡。电感式均衡只能对相邻的电池之间的能量进行转移，均衡效率低。<br/>[0007]电容式飞渡均衡(主动均衡)，通过将各电池并联的大容值电容，通过推挽电路，将同样数量并联在一起的电容之间进行切换实现能量转移，进而实现电池电压的均衡。电容式飞渡均衡的电容容量决定了最大均衡电流，而大电容长时间充电具有安全隐患。

技术实现思路

[0008]本技术的目的是为了解决上述技术问题，提出了一种电池电压均衡电路，解决了现有的电池电压均衡方式效率低，能量损耗大的问题。
[0009]本技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0010]一种电池电压均衡电路，所述电池电压均衡电路包括
[0011]第一信号输入端，用于输入第一PWM信号；
[0012]第二信号输入端，用于输入与所述第一PWM信号互补的第二PWM信号；
[0013]至少两个电压均衡模块，每个所述电压均衡模块包括
[0014]第一MOS管，所述第一MOS管的G极与所述第一信号输入端电连接，
[0015]第二MOS管，所述第二MOS管的G极与所述第二信号输入端电连接，
[0016]线圈组，所述线圈组包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈的绕制方向与所述第二线圈的绕制方向相反，所述第一线圈的一端与所述第一MOS管的D极电连接，所述第二线圈的一端与所述第二MOS管的D极电连接；所述第一线圈的另一端以及所述第二线圈的另一端能够与一个电池的正极电连接，所述第一MOS管的S极以及所述第二MOS管的S极能够与该电池的负极电连接。
[0017]其工作原理是：
[0018]第一信号输入端和第二信号输入端均可以与控制器的IO口连接，接收来自控制器产生的PWM波。PWM是脉冲宽度调制，是一种占空比可变的脉冲波形，PWM波广泛应用于直流电机的无极调速、开关电源、逆变器等等。在本技术方案中第一PWM波和第二PWN波均用作开关信号，第一PWM波与第二PWM波互补。即第一信号输入端输入第一PWM波的高电平时，第二信号输入端输入第二PWM波的低电平。同理，第一信号输入端输入第一PWM波的低电平时，第一信号输入端输入第一PWM波的高电平。
[0019]一个电压均衡模块包括第一MOS管和第二MOS管，当第一MOS管的G极接收到第一PWM信号的高电平时，第一MOS管导通；当第一MOS管的G极接收到第一PWM信号的低电平时，第一MOS管不导通。当第二MOS管的G极接收到第二PWM信号的高电平时，第二MOS管导通；当第二MOS管的G极接收到第二PWM信号的低电平时，第二MOS管不导通。
[0020]在该电压均衡模块中还包括线圈组，线圈组的第一线圈和第二线圈互不连接。
[0021]在实际应用中，准备好串联的多节电池，每个电池电连接有一个电压均衡模块。比如4个串联连接的电池，因此在该电池电压均衡电路中具有4个电压均衡模块，也就是说会有4个线圈组。在第一MOS管导通时，该电池电压均衡电路的所有第一线圈通电均会产生磁场。电压高的电池的部分能量会通过磁场传递给电压低的电池，实现对电压低的电池充电，以此来达到多个电池之间的电压均衡效果。
[0022]同理，在第二MOS管导通时，第一MOS管不导通，该电池电压均衡电路的所有第二线圈通电均会产生磁场，电压高的电池的部分能量会通过磁场传递给电压低的电池，实现对电压低的电池充电，以此来达到多个电池之间的电压均衡效果。这样对于电池组的电池来说，能够一直处于电压均衡状态。跟现有技术比起来，不会因为PWM波的低电平出现短暂的截止状态，本技术方案的电池电压均衡电路的均衡效率高，均衡效果好。
[0023]此外，第一线圈的绕制方向与第二线圈的绕制方向相反，是因为从第一线圈切换至第二线圈时，可以有效防止产生反向感应电动势，避免将另一个处于截止状态的MOS管击穿。
[0024]另外，第一线圈的绕制方向与第二线圈的绕制方向相反，可以抵消向外的辐射，提高安全性。
[0025]其有益效果是：
[0026]1、本技术方案通过无需外置的电压检测装置来反馈后再进行均衡，在应用了本电池电压均衡电路的多节电池在充放电过程中能够自动实现电压均衡。
[0027]2、本技术方案设置了第一PWM信号和第二PWM信号，通过控制第一MOS管和第二MOS管导通使得电压均衡模块一直处于运行状态，实现电池电压均衡电路一直处于电压均衡状态的技术效果，使得线圈组一直产生磁场，使能量传递保持连续。
[0028]3、第一线圈的绕制方向与第二线圈的绕制方向相反，可以抵消向外的辐射，提高
安全性。
[0029]优选地，所述电池电压均衡电路还包括电池组模块，所述电池组模块包括至少数量与上述电压均衡模块个数相同的电池，所述电池组模块的所有所述电池串联连接且串联后两端分别接VCC端和接地，每个所述电池均与其中一个电压均衡模块电连接，一个所述电池的正极与所述线圈组电连接，并且该电池的负极与所述第一MOS管的S极以及所述第二MOS管的S极电连接。
[0030]优选地，所述第一PWM信号为占空比50％的方波，所述第二PWM信号为占空比50％的方波。
[0031]优选地，所述线圈组包括铁芯，所述铁芯为圆型铁圈。
[0032]其有益效果是：
[0033]第一线圈和第二线圈缠绕在圆形铁圈上，在通电后能够产生全方位的磁场，这样有助于不同线圈组之间的能量传递，这样能够实现一个高电压电池对另外几个低电压电池的同时充电。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池电压均衡电路，其特征在于，所述电池电压均衡电路包括第一信号输入端，用于输入第一PWM信号；第二信号输入端，用于输入与所述第一PWM信号互补的第二PWM信号；至少两个电压均衡模块，每个所述电压均衡模块包括第一MOS管，所述第一MOS管的G极与所述第一信号输入端电连接，第二MOS管，所述第二MOS管的G极与所述第二信号输入端电连接，线圈组，所述线圈组包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈的绕制方向与所述第二线圈的绕制方向相反，所述第一线圈的一端与所述第一MOS管的D极电连接，所述第二线圈的一端与所述第二MOS管的D极电连接；所述第一线圈的另一端以及所述第二线圈的另一端能够与一个电池的正极电连接，所述第一MOS管的S极以及所述第二MOS管的S极能够与该电池的负极电连接。2.根据权利要求1所述的一种电池电压均衡电路，其特征在于，所述电池电压均衡电路还包括电池组模块，所述电池组模块包括至少数量与上述电压均衡模块个数相同的电池，所述电池组模块的所有所述电池串联连接且串联后两端分别接VCC端和接地，每个所述电池均与其中一个电压均衡模块电连接，一个所述电池的正极与所述线圈组电连接，并且该电池的负极与所述第一MOS管的S极以及所述第二MOS管的S极电连接。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：戴子钧，金梅君，
申请(专利权)人：镇江市辰一智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：