專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電池充電均衡裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電池充電均衡裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)以及混合動(dòng)力汽車(chē)的出現(xiàn)一方面減少了對(duì)石油資源的依賴(lài)，緩解了全球的石油危機(jī)，也根治了汽車(chē)尾氣 對(duì)大氣的污染，成為未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的方向。電池作為電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力源，其價(jià)格相當(dāng)昂貴，對(duì)電池的充電進(jìn)行控制管理以延長(zhǎng)其使用壽命，但是電池單體之間存在著容量、電壓、內(nèi)阻以及自放電率等不一致，且對(duì)這些電池在使用的過(guò)程中不能進(jìn)行電壓均衡處理，這樣縮短了電池的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)電池組之間均衡，保證安全充電，延長(zhǎng)使用壽命的電池充電均衡裝置。本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種電池充電均衡裝置，其特征在于，包括串聯(lián)連接的多組電池組、電壓和溫度采集模塊、能量均衡模塊、CAN通信總線以及信息處理與控制模塊，電池組分別于電壓和溫度采集模塊和能量均衡模塊電連接，電壓和溫度采集模塊和能量均衡模塊通過(guò)CAN通信總線連接到信息處理和控制模塊上，所述的電壓和溫度采集模塊用于采集每個(gè)單體電池電壓和電池溫度并傳輸?shù)叫畔⑻幚砗涂刂颇K上，信息處理和控制模塊通過(guò)CAN通信總線收集到所有電池單體的電壓和溫度，并找出單體電壓最高和最低的單體，并通過(guò)CAN通信總線發(fā)送消息命令控制能量均衡模塊將電壓較高的單體的能量轉(zhuǎn)移到電壓較低的單體實(shí)現(xiàn)電壓均衡。本實(shí)用新型的原理是電池組的電壓量類(lèi)似“木桶理論”，即一組電池組電壓量取決于電壓量最少的單體電池電壓。而本專(zhuān)利的主旨思路正是采用“劫富濟(jì)貧”的方式，將電壓量最多的單體多余的能量轉(zhuǎn)移到單體電壓量最低的單體，這樣，始終能保證對(duì)“最弱”的單體電池進(jìn)行“關(guān)愛(ài)”，實(shí)現(xiàn)電壓均衡，這樣可有效延長(zhǎng)電池的壽命和電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。為優(yōu)化上述方案采取的措施具體包括在上述的一種電池充電均衡裝置中，所述的電壓和溫度采集模塊包括單體電池電壓采集集成電路、濾波電路以及負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器，所述的濾波電路用于對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行濾波，且連接在單體電池電壓采集集成電路與電池組之間，單體電池電壓采集集成電路通過(guò)CAN通信總線與信息處理與控制模塊電連接，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器用于對(duì)單體電池電壓進(jìn)行溫度采集，且連接在電池組與信息處理與控制模塊之間。在上述的一種電池充電均衡裝置中，所述的能量均衡模塊包括相互電連接分時(shí)選通電路和DCDC轉(zhuǎn)換器，所述的分時(shí)選通電路控制單體電池電壓量大輸入到DCDC轉(zhuǎn)換器內(nèi)，然后通過(guò)DCDC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后輸出電壓信號(hào)到分時(shí)選通電路，分時(shí)選通電路再控制把該電壓信號(hào)給單體電壓量小的單體電池。這里DCDC轉(zhuǎn)換器主要作用是把輸入的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，再通過(guò)變壓器改變電壓之后再轉(zhuǎn)換為直流電輸出。[0009]在上述的一種電池充電均衡裝置中，所述的電池組的數(shù)量為3 100組。在上述的一種電池充電均衡裝置中，所述的電池組優(yōu)選為3組。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于采用“劫富濟(jì)貧”的方式，將電壓量最多的單體多余的能量轉(zhuǎn)移到單體電壓量最低的單體，這樣，始終能保證對(duì)“最弱”的單體電池進(jìn)行“關(guān)愛(ài)”，實(shí)現(xiàn)電壓均衡，這樣可有效延長(zhǎng)電池的壽命和電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程，同時(shí)在充電的過(guò)程中對(duì)單體電池的溫度進(jìn)行采集，保證充電安全。
圖I是本電池充電均衡裝置電路方框原理圖；圖2是電壓和溫度采集模塊的電路方框原理圖；圖3是能量均衡模塊的電路方框原理圖。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。圖中，電池組I ;電壓和溫度采集模塊2 ;能量均衡模塊3 ;CAN通信總線4 ;信息處理與控制模塊5 ;單體電池電壓采集集成電路6 ;濾波電路7 ;負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器8 ;光控開(kāi)關(guān)9 ;分時(shí)選通電路10 ;DOTC轉(zhuǎn)換器11。如圖I所示，本電池充電均衡裝置，包括串聯(lián)連接的多組電池組I、電壓和溫度采集模塊2、能量均衡模塊3、CAN通信總線4以及信息處理與控制模塊5，電池組I分別于電壓和溫度采集模塊2和能量均衡模塊3電連接，電壓和溫度采集模塊2和能量均衡模塊3通過(guò)CAN通信總線4連接到信息處理和控制模塊上；電壓和溫度采集模塊2用于采集每個(gè)單體電池電壓和電池溫度并傳輸?shù)叫畔⑻幚砗涂刂颇K上，信息處理和控制模塊通過(guò)CAN通 信總線4收集到所有電池單體的電壓和溫度，并找出單體電壓最高和最低的單體，并通過(guò)CAN通信總線4發(fā)送消息命令控制能量均衡模塊3將電壓較高的單體的能量轉(zhuǎn)移到電壓較低的單體實(shí)現(xiàn)電壓均衡；這里電池組I的數(shù)量為3 100組；對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中，一輛電動(dòng)汽車(chē)用的單體鋰電池較多，有的可達(dá)100組，在本實(shí)例中優(yōu)選為3組進(jìn)行說(shuō)明，電池組I包括串聯(lián)連接BT1、BT2、BT3、BT4、BT5以及BT6，在每個(gè)單體電池上安裝有光控開(kāi)關(guān)9。如圖2所示，電壓和溫度采集模塊2包括單體電池電壓采集集成電路6、濾波電路7以及負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器8，濾波電路7用于對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行濾波，且連接在單體電池電壓采集集成電路6與電池組I之間，單體電池電壓采集集成電路6通過(guò)CAN通信總線4與信息處理與控制模塊5電連接，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器8用于對(duì)單體電池電壓進(jìn)行溫度采集，且連接在電池組I與信息處理與控制模塊5之間；然后依次控制光控開(kāi)關(guān)9的導(dǎo)通，即可依次選擇BT1、BT2、BT3、BT4、BT5以及BT6單體電池電壓進(jìn)入濾波處理電路后，最后再給單體電池電壓采集集成電路6，便可測(cè)量出每個(gè)單體的電池電壓，溫度采集通過(guò)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器8 (也叫NTC熱敏電阻)進(jìn)行采集。如圖3所示，能量均衡模塊3包括相互電連接分時(shí)選通電路10和D⑶C轉(zhuǎn)換器11，分時(shí)選通電路10控制單體電池電壓量大輸入到D⑶C轉(zhuǎn)換器11內(nèi)，然后通過(guò)ECDC轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換后輸出電壓信號(hào)到分時(shí)選通電路10，分時(shí)選通電路10再控制把該電壓信號(hào)給單體電壓量小的單體電池。這里DCDC轉(zhuǎn)換器11主要作用是把輸入的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，再通過(guò)變壓器改變電壓之后再轉(zhuǎn)換為直流電輸出，均衡過(guò)程如下假設(shè)電池BTl單體電壓較低，電池BT2單體電壓較高，那么同時(shí)閉合光控開(kāi)關(guān)9中的S1、S2、S3和S4，則電池BTl和電池BT2被接入分時(shí)選通電路10，分時(shí)選通電路10控制單體電壓較高的電池BT2輸入給ECDC轉(zhuǎn)換器11的輸入端，D⑶C轉(zhuǎn)換器11輸出穩(wěn)定的3. 6v電壓，然后通過(guò)分時(shí)選通電路10控制把該3. 6v電壓給單體電壓較低的電池BTl充電，一般充電5-lOs后，停住充電，再次進(jìn)行每個(gè)單體電壓的采集，判斷是否需要繼續(xù)均衡，一般單體電壓差小于15mv，則停止均衡。 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神所定義的范圍。
權(quán)利要求1.一種電池充電均衡裝置，其特征是包括串聯(lián)連接的多組電池組(I)、電壓和溫度采集模塊(2)、能量均衡模塊(3)、CAN通信總線(4)以及信息處理與控制模塊(5)，電池組(I)分別于電壓和溫度采集模塊(2)和能量均衡模塊(3)電連接，電壓和溫度采集模塊(2)和能量均衡模塊(3)通過(guò)CAN通信總線(4)連接到信息處理和控制模塊上，所述的電壓和溫度采集模塊(2)用于采集每個(gè)單體電池電壓和電池溫度并傳輸?shù)叫畔⑻幚砗涂刂颇K上，信息處理和控制模塊通過(guò)CAN通信總線(4)收集到所有電池單體的電壓和溫度，并找出單體電壓最高和最低的單體，并通過(guò)CAN通信總線(4)發(fā)送消息命令控制能量均衡模塊(3)將電壓較高的單體的能量轉(zhuǎn)移到電壓較低的單體實(shí)現(xiàn)電壓均衡。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電池充電均衡裝置，其特征是所述的電壓和溫度采集模塊(2)包括單體電池電壓采集集成電路￠)、濾波電路(7)以及負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(8)，所述的濾波電路(7)用于對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行濾波，且連接在單體電池電壓采集集成電路(6)與電池組(I)之間，單體電池電壓采集集成電路(6)通過(guò)CAN通信總線(4)與信息處理與控制模塊(5)電連接，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(8)用于對(duì)單體電池電壓進(jìn)行溫度采集，且 連接在電池組(I)與信息處理與控制模塊(5)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電池充電均衡裝置，其特征是所述的能量均衡模塊(3)包括相互電連接分時(shí)選通電路(10)和DCDC轉(zhuǎn)換器(11)，所述的分時(shí)選通電路(10)控制單體電池電壓量大輸入到DCDC轉(zhuǎn)換器(11)內(nèi)，然后通過(guò)DCDC轉(zhuǎn)換器(11)轉(zhuǎn)換后輸出電壓信號(hào)到分時(shí)選通電路(10)，分時(shí)選通電路(10)再控制把該電壓信號(hào)給單體電壓量小的單體電池。這里DCDC轉(zhuǎn)換器(11)主要作用是把輸入的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，再通過(guò)變壓器改變電壓之后再轉(zhuǎn)換為直流電輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的一種電池充電均衡裝置，其特征是所述的電池組(I)的數(shù)量為3 100組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電池充電均衡裝置，其特征是所述的電池組(I)優(yōu)選為3組。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于電源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種電池充電均衡裝置，包括串聯(lián)連接的多組電池組、電壓和溫度采集模塊、能量均衡模塊、CAN通信總線以及信息處理與控制模塊，電壓和溫度采集模塊用于采集每個(gè)單體電池電壓和電池溫度并傳輸?shù)叫畔⑻幚砗涂刂颇K上收集到所有電池單體的電壓和溫度，并找出單體電壓最高和最低的單體，并通過(guò)CAN通信總線發(fā)送消息命令控制能量均衡模塊將電壓較高的單體的能量轉(zhuǎn)移到電壓較低的單體實(shí)現(xiàn)電壓均衡。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于將電壓量最多的單體多余的能量轉(zhuǎn)移到單體電壓量最低的單體，實(shí)現(xiàn)電壓均衡，這樣可有效延長(zhǎng)電池的壽命和電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程，同時(shí)在充電的過(guò)程中對(duì)溫度進(jìn)行采集，保證充電安全。
文檔編號(hào)H02J7/00GK202602334SQ20122024339
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者徐偉 申請(qǐng)人:嘉興敏凱汽車(chē)零部件有限公司