基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路、系统和装置制造方法及图纸

本申请涉及基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路、系统和装置，属于锂电池充电技术领域。本申请包括：锂离子电池组、电池组控制开关模块、电池组电压采样模块、超级电容和控制器，通过电池组电压采样模块采集锂离子电池组的电压信息，发送至控制器，控制器基于分析的电压信息，通过控制各个电池组控制开关的开闭状态来控制超级电容对各个单节电芯的充放电，实现对锂离子电池组中各个单节电芯的电量转移。通过超级电容的充放电将高电压的电芯容量转移到低电压电芯这种主动均衡方式，可以达到较大的均衡电流，大大缩短均衡时间，解决被动均衡中均衡电流小，均衡时间长及发热严重的问题，从而延长锂电池的使用寿命，提高锂电池组的工作稳定性。组的工作稳定性。组的工作稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路、系统和装置


[0001]本申请属于锂电池充电
，具体涉及基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路、系统和装置。

技术介绍

[0002]目前，锂离子电池组作为动力能源应用在新能源电车领域越来越广泛。由于锂离子电池是采用多节电芯串并联的组合方式，在日常使用的充放电过程中，会存在各电芯间电压不一致的情况，导致锂离子电池组总容量的衰减，从而影响锂离子电池组的使用寿命，降低电动车的续航里程。
[0003]为了减少各电芯间电压不一致的情况，一般会在电池管理系统(BMS
)
上集成均衡技术，均衡技术的目的是尽量确保各电芯之间的电压达到一个平衡。目前，现有的均衡技术出于成本和产品体积的考虑，市场上普遍采用的是被动均衡方式。被动均衡方式是通过查找电压高于阈值的电芯，开启相应通道放电电路，通过电阻放电将电芯电压降低来达到各电芯间电压的相对均衡。
[0004]被动均衡方式虽然可以在一定程度上对电池进行均衡处理，但是被动均衡方式具有放电电流小，均衡时间长的缺点，同时由于是通过电阻放电的方式，电池内部会产生大量热量，电池内部存在发热严重的问题。

技术实现思路

[0005]为此，本申请提供基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路、系统和装置，有助于帮助解决被动均衡方式过程中放电电流小、均衡时间长及发热严重的技术问题。
[0006]为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路，包括：锂离子电池组、电池组控制开关模块、电池组电压采样模块、超级电容和控制器；其中，所述锂离子电池组与所述电池组电压采样模块连接，所述控制器与所述电池组电压采样模块连接，所述控制器通过所述电池组控制开关模块与所述锂离子电池组和所述超级电容连接；其中，所述锂离子电池组包括多个串联的单节电芯；
[0008]所述电池组电压采样模块用于采集所述锂离子电池组中各个单节电芯的电压信息，并将所述电压信息发送至所述控制器；
[0009]所述控制器用于接收所述电池组电压采样模块发送的所述电压信息，并基于所述电压信息控制所述电池组控制开关模块中各个电池组控制开关的开闭状态，以基于所述开闭状态控制所述超级电容对所述锂离子电池组中的各个单节电芯进行电量转移。
[0010]进一步地，所述电池组电压采样模块包括专用前端采样芯片，所述专用前端采样芯片具有多个模拟信号采样通道，所述模拟信号采样通道的数量与所述锂离子电池组中所述单节电芯的数量相同。
[0011]进一步地，所述模拟信号采样通道与所述单节电芯连接，所述模拟信号采样通道
用于采集相对应的所述单节电芯两端的电压信息。
[0012]进一步地，所述电池组控制开关模块包括多个单节电芯控制开关、第一均衡控制开关和第二均衡控制开关；所述单节电芯控制开关分别与所述第一均衡控制开关、所述第二均衡控制开关连接。
[0013]进一步地，每个所述单节电芯对应有第一单节电芯控制开关和第二单节电芯控制开关，每个所述单节电芯的正极端通过所述第一单节电芯控制开关与所述第一均衡控制开关连接，及每个所述单节电芯的负极端通过所述第二单节电芯控制开关与所述第二均衡控制开关连接。
[0014]进一步地，所述超级电容的两端分别与所述第一均衡控制开关、所述第二均衡控制开关连接。
[0015]进一步地，所述单节电芯控制开关和所述控制器连接。
[0016]进一步地，所述电路还包括：4G模块和GPS定位模块。
[0017]第二方面，本申请提供一种基于超级电容的锂离子电池组主动均衡系统，包括上述所述的基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路、云服务器和远程监控设备；其中，所述基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路中的控制器通过所述4G模块和所述GPS定位模块与所述云服务器连接，所述云服务器与所述远程监控设备建立通信连接。
[0018]第三方面，本申请提供一种基于超级电容的锂离子电池组主动均衡装置，包括第一方面所述的基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路。
[0019]本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
[0020]本申请，通过电池组电压采样模块采集锂离子电池组的电压信息，并将电压信息发送至控制器，控制器通过分析锂离子电池组的电压信息，控制电池组控制开关模块中各个电池组控制开关的开闭状态，并通过控制各个电池组控制开关的开闭状态来控制超级电容对各个单节电芯的充放电，实现对锂离子电池组中的各个单节电芯的电量转移。通过控制超级电容的充放电这种主动均衡方式，可以达到较大的均衡电流，大大缩短均衡时间，解决了被动均衡方式中均衡电流小，均衡时间长及发热严重的问题，从而延长锂电池的使用寿命，提高锂离子电池组的工作稳定性。
[0021]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1是本申请实施例示出的一种基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路的示意图；
[0024]图2是本申请实施例示出的另一种基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路的示意图；
[0025]图3是本申请实施例示出的基于超级电容的锂离子电池组主动均衡系统的框图示
意图；
[0026]图4是本申请实施例示出的基于超级电容的锂离子电池组主动均衡装置的框图示意图。
具体实施方式
[0027]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
[0028]请参阅图1，图1是本申请实施例示出的一种基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路的示意图，如图1所示，该主动均衡电路2包括：锂离子电池组21、电池组控制开关模块22、电池组电压采样模块23、超级电容24和控制器25；其中，所述锂离子电池组21与所述电池组电压采样模块23连接，所述控制器25与所述电池组电压采样模块23连接，所述控制器25通过所述电池组控制开关模块22与所述锂离子电池组21和所述超级电容24连接；其中，所述锂离子电池组21包括多个串联的单节电芯；
[0029]所述电池组电压采样模块23用于采集所述锂离子电池组21中各个单节电芯的电压信息，并将所述电压信息发送至所述控制器25；
[0030]所述控制器25用于接收所述电池组电压采样模块23发送的所述电压信息，并基于所述电压信息控制所述电池组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于超级电容的锂离子电池组主动均衡电路，其特征在于，包括锂离子电池组、电池组控制开关模块、电池组电压采样模块、超级电容和控制器；其中，所述锂离子电池组与所述电池组电压采样模块连接，所述控制器与所述电池组电压采样模块连接，所述控制器通过所述电池组控制开关模块与所述锂离子电池组和所述超级电容连接；其中，所述锂离子电池组包括多个串联的单节电芯
；
所述电池组电压采样模块用于采集所述锂离子电池组中各个单节电芯的电压信息，并将所述电压信息发送至所述控制器；所述控制器用于接收所述电池组电压采样模块发送的所述电压信息，并基于所述电压信息控制所述电池组控制开关模块中各个电池组控制开关的开闭状态，以基于所述开闭状态控制所述超级电容对所述锂离子电池组中的各个单节电芯进行电量转移。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电池组电压采样模块包括专用前端采样芯片，所述专用前端采样芯片具有多个模拟信号采样通道，所述模拟信号采样通道的数量与所述锂离子电池组中所述单节电芯的数量相同。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述模拟信号采样通道与所述单节电芯连接，所述模拟信号采样通道用于采集相对应的所述单节电芯两端的电压信息。4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电池组控制开关模块包括多个单节电芯控...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘毅，
申请(专利权)人：上海联电时代电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：