一种能量转移式车用锂电池均衡电路技术制造技术

技术编号:7683395 阅读:219 留言:0更新日期:2012-08-16 07:07
一种能量转移式车用锂电池均衡电路技术,涉及一种锂电池系统的均衡电路,采用欧姆定律设计而成,在锂电池内部,利用TL431均衡电路的特性设计,通过调节电阻阻值分流模块转移多余的能量,实现电池能量的均衡。对单体电池进行能量的释放与补流,实现电池的均衡,并减少能量的损耗。该技术保证了电池在充电或放电过程中,达到能量转移效率高的目的,同时延长了电池的使用寿命,结构简单,成本低,效率高,维护方便,利于提高产品的一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂电池系统的均衡电路,特别是一种能量转移式车用锂电池均衡电路技术
技术介绍
我国改革开放以来,国民经济得到快速增长,以“科技创新,自主创新”已成为我国目前工业发展的主流。随着全球能源的紧张,传统汽车需要使用大量燃料,使能源危机更加恶化。同时传统汽车排放的尾气也给人们的健康带来了危害,也造成了大气环境的污染。为了保证社会的可持续发展,目前混合动力汽车和电动汽车是我国发展重要的产业方 向,它能够大幅度减少或消除尾气排放和降低能耗,引起政府与汽车生产厂商的高度重视,并纷纷投入巨资研发和推广。电动汽车的心脏部分是电池与电容。电池与电容的功率大小与质量,直接影响电动汽车的使用寿命。电动汽车采用的高性能电池,要经得起各种恶劣环境如暴风雨雪,高温与霜寒天气的考验。目前开发的大容量锂电池已在电动汽车中开始试用,由于锂电池对电压非常敏感,电池组在使用时一般要增加一定的保护电路。但是,把带有此保护电路的锂电池组用于混合动力汽车系统当中,经过一个阶段的大电流放电和充电后,发现各个单体之间的上限电压和下限电压出现严重的不一致有的电池单体在其他电池电压还处于正常充电条件时,由于自身电压达到了上限保护门槛而关闭充电通道,致使整个能量系统总压达不到预定要求;有的电池单体在其他电池电压还处于正常放电条件时,由于自身电压达到了下限保护门槛电压而关闭放电通道,致使整个能源系统不能完全放电。上述两种现象严重影响了能源系统的性能,为解决这一问题,科研单位和企业技术人员在不断的研究、探索,利用现代科学技术,虽然在技术上取得了一些进步,但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服以上不足,提供一种能量转移式车用锂电池均衡电路技术,能够对单体电池进行能量的释放与补流,实现电池能量的均衡,并减少电池能量的损耗,该电路技术能延长电池与电容的使用寿命,制造方便,使用安全,功能完善,性能可靠。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是包括电池组(101、102、103)、精密可调基准电源组(104、105、106)、MOSFET 管(107、108、109)、可充电组(110、111、112)、接地,精密可调基准电源组(104)设有R1-1、R1-2、R1-3、R1-4、R1_5电阻和TL431,当TL431开通时,Rl-I与R1-2串联,再与Rl-4、Rl-5并联,再与R1-3串联;精密可调基准电源组(105)设有 R2-l、R2-2、R2-3、R2-4、R2-5 电阻和 TL431,当 TL431 开通时,R2-1 与 R2-2 串联,再与R2-4、R2-5并联,再与R2-3串联;精密可调基准电源组(106)设有R3_1、R3-2、R3-3、R3_4、R3-5电阻和TL431,当TL431开通时,R3-1与R3-2串联,再与R3_4、R3-5并联,再与R3-3串联;可充电组(110)设有电感LI储能,可充电组(111)设有电感L2储能,可充电组(112)设有I,组成了一种能量转移式车用锂电池均衡电路技术。本专利技术采用的技术原理是采用欧姆定律分流分压的原理设计而成。在锂电池内部,利用TL431均衡电路的特性设计,通过调节Rl、R2、R3的阻值,分流模块转移多余的能量,实现电池能量的均衡。当锂电池进入充电状态时,假设电池上限电压为4. 2V,而有的电池单体自身电压已达到4. 2V,关闭充电通道。通过调节R1、R2、R3的阻值,把阻值调高,使电源组中的电压降低。设置保护板的上均衡点,将保护板的上均衡点电压设置低于4. 2V时,便开通TL431,8550的发射PN结由于承受正压而开通,通过L储能来降低电池的电压,使其达到一固定点(均衡点);分流模块实现相邻单体电池多余能量流动;反激变压器实现单体多余能量流给整体电池组,使电池开通充电通道。电池组设有接地系统,保证了电池在充电过程中的安全性。反之,当锂电池进入放电状态时,假设电池下限电压为2. 5V,而有的电池单体自身电压已达到2. 5V,关闭放电通道。通过调节Rl、R2、R3的阻值,把阻值调低,使电源组中的电压升高。设置保护板的下均衡点,将保护板的下均衡点电压设置高于2. 5V时,便开通TL43L8550的发射PN结由于承受负压而开通,通过L释放来增加电池的电压,使其达到一固定点(均衡点);反激变压器实现单体多余能量流给整体电池组,使电池开通放电通道。工作原理如下例第一路中的可调基准电源组(104)中可调输出电压通过分压电阻 R1-1、R1-2、R1_3 来设定,Vol = *Vref,Vref 为 TL431 的基准电压,当电池组101的电压低于此设定的输出电压时,MOSFET管107导通工作,给电感LI放电,继而给第二路电池组放电。第二路中工作原路同第一路,在第三路中通过互感给第一、第二……第η-i路中的电池放电,如此循环放电。其中二极管是反向保护二极管。该设计避免了电池自身电压达到了下限保护门槛而关闭放电通道,使电池进入正常放电状态。本专利技术的有益效果是采用欧姆定律设计而成,在锂电池内部,利用TL431均衡电路的特性设计,通过调节电阻阻值分流模块转移多余的能量,实现电池能量的均衡。对单体电池进行能量的释放与补流,实现电池的均衡,并减少能量的损耗。该技术保证了电池在充电或放电过程中,达到能量转移效率高的目的,同时延长了电池的使用寿命,结构简单,成本低,效率高,维护方便,利于提高产品的一致性。附图说明下面是结合附图和实施例对本专利技术进一步描述图I是一种能量转移式车用锂电池均衡电路技术结构示意图在图中1.电池组(101、102、103)、2.精密可调基准电源组(104、105、106)、3.MOSFET 管(107、108、109)、4·可充电组(110、111、112)、5·接地。具体实施方式 在图中精密可调基准电源组(104)2设有Rl-U Rl-2、Rl-3、Rl-4、R1-5电阻和TL431,当TL431开通时,Rl-I与R1-2串联,再与Rl_4、R1-5并联,再与R1-3串联;精密可调基准电源组(105)2设有R2-1、R2-2、R2-3、R2-4、R2-5电阻和TL431,当TL431开通时,R2-1与R2-2串联,再与R2-4、R2-5并联,再与R2-3串联;精密可调基准电源组(106)2设有 R3-1、R3-2、R3-3、R3-4、R3-5 电阻和 TL431,当 TL431 开通时,R3-1 与 R3-2 串联,再与R3-4、R3-5并联,再与R3-3串联;可充电组(110)4设有电感LI储能,可充电组(111)4设有电感L2储能,可充电组(112)4设有I,组成了一种能量转移式车用锂电池均衡电路技术。一种能量转移式车用锂电池均衡电路技术,采用欧姆定律分流分压的原理设计而成。在锂电池内部,利用TL431均衡电路的特性设计,通过调节Rl、R2、R3的阻值,分流模块转移多余的能量,实现电池能量的均衡。当锂电池进入充电状态时,假设电池上限电压为4.2V,而有的电池单体自身电压已达到4. 2V,关闭充电通道。通过调节Rl、R2、R3的阻值,把阻值调高,使电源组中的电压降低。设置保护板的上均衡点,将保护板的上均衡点电压设置低于4. 2V时,便开通本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:徐连国徐连宽马宪李远征周剑波
申请(专利权)人:盐城中威客车有限公司
类型:发明
国别省市:

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