專利名稱：用于電動車輛的電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于給電動汽車、電動車、無軌電車等電動車輛供電的電池組。
目前，電動汽車、電動車、無軌電車等都要用蓄電池作為動力源，這些蓄電池實際上是由若干個電池串聯(lián)而成，由于每個串聯(lián)的電池性能不可能完全相同，因此，在充電時，有的電池還未充滿，有的電池已過流、過壓，放電時，有的弱電池會過放，造成了各串聯(lián)電池之間的不均衡性。上述這些情況都會導(dǎo)致電池過壓、過溫度而損壞，甚至引起爆炸，串聯(lián)的電池越多，充放電次數(shù)越多，造成各串聯(lián)電池之間的不均衡性就越嚴重，而且充電電流越大，對電池的損壞也越嚴重?，F(xiàn)有技術(shù)中，至今還沒有從電池組本身出發(fā)考慮解決不均衡性的問題，而都僅是通過對充電機增設(shè)多級電流控制和浮充等功能，來改善充電的可靠性，但這些都無法解決各串聯(lián)電池之間的不均衡性。
本發(fā)明的目的在于提供一種用于電動車輛的均衡電池組，在充電時，能保持組成電池組的各串聯(lián)電池之間的均衡性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明由若干個電池串聯(lián)而成，每一個電池都并聯(lián)一個相同的均衡器，該均衡器由過壓分流電路和過溫分流電路組成；當電池充電過程中過壓、過溫時，均衡器可自動對所充電池進行分流，實現(xiàn)電池充電電壓、溫度的恒定。
本發(fā)明所述的過壓分流電路包括比較器AV、三極管Tr1、脈寬調(diào)制模塊IC1和場效應(yīng)管Tr2，電池的充電電壓經(jīng)濾波分壓后，接入比較器AV的同相輸入端，該比較器AV的輸出端與三極管Tr1的基極相連，三極管Tr1的集電極與電池的負極相連，三極管Tr1的發(fā)射極接入脈寬調(diào)制模塊IC1的觸發(fā)端，觸發(fā)端分別經(jīng)電阻R3、電阻R4與電池的正、負極相連，該模塊IC1的輸出端與場效應(yīng)管Tr2的柵極相連，場效應(yīng)管的源極經(jīng)電阻R6與脈寬調(diào)制模塊IC1的反饋控制端相連，并經(jīng)電阻R5與電池的負極相連，場效應(yīng)管Tr2的漏極經(jīng)電阻R7與電池的正極相連；當過壓時，比較器AV輸出高壓，三極管Tr1截止，脈寬調(diào)制模塊IC1的觸發(fā)端變高電位，輸出脈寬調(diào)制電壓，控制場效應(yīng)管Tr2的導(dǎo)通，實現(xiàn)分流。
本發(fā)明所述的過溫分流電路包括溫控開關(guān)Te、三極管Tr3和二極管D3，溫控開關(guān)Te一端與電池的正極相連，另一端與三極管Tr3的集電極相連，該三極管Tr3的基極連接電池的正極，三極管的發(fā)射極一路經(jīng)電阻R8與電池的負極相連，另一路連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極經(jīng)電阻R1與三極管Tr1的基極相連；電池過溫時，溫控開關(guān)Te閉合，三極管Tr3導(dǎo)通，使三極管Tr1截止，脈寬調(diào)制模塊IC1輸出調(diào)制電壓，控制場效應(yīng)管Tr2的導(dǎo)通，實現(xiàn)分流。
作為對本發(fā)明的進一步改進，每個比較器AV的輸出端連接有光耦OP2，每個光耦OP2的集電極都連接有一個二極管D4，并與該二極管D4的陽極相連，每個二極管D4的陰極連接在一起，其連接點A與三極管Tr6的基極相連，三極管Tr6的集電極與三極管Tr7的基極相連，三極管Tr7的發(fā)射極接入光耦OP4；當每一個串聯(lián)的電池充滿時，所有的光耦OP2都導(dǎo)通，此時，連接點A處無低電壓，使三極管Tr6截止，三極管Tr7導(dǎo)通，光耦OP4導(dǎo)通，輸出信號控制充電機停止充電。
作為對本發(fā)明的進一步改進，每一個三極管Tr3的集電極都連接有光耦OP3，每一個光耦OP3的集電極都連接有一個二極管D5，并與二極管D5的陰極相連，每個二極管D5的陽極連接在一起，其連接點B一路經(jīng)電阻R16與電源的正極相連，一路連接到三極管Tr4的基極，三極管Tr4的集電極與三極管Tr5的基極相連，三極管Tr5的集電極與轟鳴器BZ相連；當其中任何一個電池過溫時，其對應(yīng)所連的光耦OP3導(dǎo)通，連接點B處為低電位，使三極管Tr5導(dǎo)通，轟鳴器BZ發(fā)出超溫警示。
作為對本發(fā)明的進一步改進，所述三極管Tr3的基極連接在光耦OP1上，光耦OP1連接于充電機的兩端，以防在停止充電的狀態(tài)下，電池超溫而分流。
本發(fā)明由于在串聯(lián)的電池電路中，每一個電池都并接上一個均衡器，該均衡器中具有過壓、過溫分流電路，因此，在充電時，當電池電壓達到限壓就進入浮充狀態(tài)，充電電流會越來越小，整個充電過程，弱電池需較長的流電時間，強電池充電時間短，最后達到全部電池的均衡狀態(tài)，即使長時間充電，電池過溫，也可分流，不會發(fā)生電池的損壞或爆炸現(xiàn)象；電池與均衡器連接為一個串并聯(lián)電路，可以大電流充電也不會損壞電池，而且設(shè)有全部電池充滿時，充電機停充和過溫警示的電路，更增加了電池的可靠性。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。


圖1為本發(fā)明的電路原理圖；圖2為本發(fā)明的自動停充電路圖；圖3為本發(fā)明的過溫警示電路圖；圖4為本發(fā)明與充電機的連接電路圖。
如圖1所示，本發(fā)明由若干個電池串聯(lián)而成，每一個電池都并聯(lián)一個相同的均衡器，該均衡器由過壓分流電路和過溫分流電路組成；過壓分流電路包括LM358比較器AV、8050PNP型三極管Tr1、SG3843電流型脈寬調(diào)制模塊IC1和2SK2690場效應(yīng)管Tr2，電池的充電電壓經(jīng)濾波分壓后，接入LM358比較器AV的同相輸入端，該比較器AV的輸出端與8050PNP型三極管Tr1的基極相連，三極管Tr1的集電極與電池的負極相連，三極管Tr1的發(fā)射極接入SG3843電流型脈寬調(diào)制模塊IC1的觸發(fā)端1，觸發(fā)端分別經(jīng)電阻R3、電阻R4與電池的正、負極相連，該模塊IC1的輸出端6與2SK2690場效應(yīng)管Tr2的柵極相連，場效應(yīng)管的源極經(jīng)電阻R6與SG3843電流型脈寬調(diào)制模塊IC1的反饋控制端3相連，并經(jīng)電阻R5與電池的負極相連，2SK2690場效應(yīng)管Tr2的漏極經(jīng)電阻R7與電池的正極相連；過溫分流電路包括溫控開關(guān)Te、2055NPN型三極管Tr3和二極管D3，溫控開關(guān)Te一端與電池的正極相連，另一端與2055NPN型三極管Tr3的集電極相連，該三極管Tr3的基極連接于TLP521光耦OP1，光耦OP1連接在充電機的兩端，三極管Tr3的發(fā)射極一路經(jīng)電阻R8與電池的負極相連，另一路連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極經(jīng)電阻R1與8050PNP型三極管Tr1的基極相連。
充電時與充電機連接(如圖4所示)，當電池充電電壓達到15V時，經(jīng)電位器P1的分壓，LM358比較器AV的同相端輸入電壓高于反相端5V電壓，LM358比較器AV輸出反轉(zhuǎn)，輸出端為高電位，使三極管Tr1由原來的導(dǎo)通狀態(tài)變?yōu)榻刂範顟B(tài)，此時SG3843電流型脈寬調(diào)制模塊IC1的觸發(fā)端1的電位由原來的低電位變?yōu)殡娮鑂4的分壓，使SG3843電流型脈寬調(diào)制模塊IC1開啟，輸出脈寬調(diào)制電壓，控制場2SK2690場效應(yīng)管Tr2的導(dǎo)通，實現(xiàn)分流，使電池充電電壓恒定在15V。如電壓超過15V，電阻分壓器R3、R4的電位上升，使輸出調(diào)制電壓的脈沖加寬，場效應(yīng)管Tr2的導(dǎo)通電流加大，電流流過電阻R5產(chǎn)生壓降，此電壓經(jīng)電阻R6由SG3843電流型脈寬調(diào)制模塊IC1的反饋控制端3使輸出調(diào)制電壓的脈沖變窄，達到自動限流的目的，而不致于由于分流過高而燒壞場效應(yīng)管Tr2。
另外在充電時，如果電池電壓還未達到15V，但溫度已過高，此時也能使場效應(yīng)管Tr2的使的自動導(dǎo)通，實現(xiàn)分流，當超過額定的溫度值時，溫度開關(guān)Te導(dǎo)通，三極管Tr3導(dǎo)通，在電阻R8產(chǎn)生高電位，此高電位經(jīng)二極管D3、電阻R1到三極管Tr1的基極，使三極管Tr1變?yōu)榻刂?，從而使SG3843電流型脈寬調(diào)制模塊IC1的觸發(fā)端1的電位由原來的低電位變?yōu)殡娮鑂4的分壓，使SG3843電流型脈寬調(diào)制模塊IC1開啟，輸出脈寬調(diào)制電壓，控制場效應(yīng)管Tr2的導(dǎo)通分流，減小電池充電電流，降低電池溫度。因此當電池充電過程中過壓、過溫時，均衡器可自動對所充電池進行分流，實現(xiàn)電池充電電壓、溫度的恒定，使各串聯(lián)電池之間達到均衡狀態(tài)。
如在放電時，電池出現(xiàn)超溫狀態(tài)，此時由于充電機已停止充電，放電電流由D2反向截止，光耦OP1變?yōu)榻刂範顟B(tài)，使三極管Tr3也變?yōu)榻刂範顟B(tài)，電阻R8不產(chǎn)生高電位給三極管Tr1的基極，場效應(yīng)管Tr2始終處于截止狀態(tài)，因此放電時出現(xiàn)超溫狀態(tài)，不會對充電電池進行分流。
作為對本發(fā)明的進一步改進，還設(shè)有自動停充電路(如圖2所示)，即在每個LM358比較器AV的輸出端連接有TLP521光耦OP2，每個光耦OP2的集電極都連接有一個二極管D4，并與該二極管D4的陽極相連，每個二極管D4的陰極連接在一起，其連接點A與2055NPN型三極管Tr6的基極相連，三極管Tr6的集電極與2055NPN型三極管Tr7的基極相連，三極管Tr7的發(fā)射極接入TLP521光耦OP4。每一個電池的充電電壓達到15V時，比較器AV的輸出端為高電位，使場效應(yīng)管Tr2導(dǎo)通分流，電池電壓會下降，同時光耦OP2也為導(dǎo)通狀態(tài)，當電壓低于14.5V時，LM358比較器AV的輸出端重新為低電位，繼續(xù)充電；當所有的電池電壓都在14.5V-15V時，所有的光耦OP2為導(dǎo)通狀態(tài)，連接在光耦OP2集電極上的二極管D4全部截止，使2055NPN型三極管Tr6截止，2055NPN型三極管Tr7導(dǎo)通，從而使光耦OP4導(dǎo)通，輸出信號控制充電機停止充電。當某一電池電壓低于14.5V時，充電機再將開機，對電池充電，此時充電機處于浮充狀態(tài)，充電電流＜5A，即使長時間對電池充電，也不會損壞電池。
同時還增設(shè)過溫警示電路(如圖3所示)，在每一個三極管Tr3的集電極都連接有TLP521光耦OP3，每一個光耦OP3的集電極都連接有一個二極管D5，并與二極管D5的陰極相連，每個二極管D5的陽極連接在一起，其連接點B一路經(jīng)電阻R16與電源的正極相連，一路連接到2055NPN型三極管Tr4的基極，三極管Tr4的集電極連接與2055NPN型三極管Tr5的基極相連，三極管Tr5的集電極與轟鳴器BZ相連。在充電時電池超溫，溫控開關(guān)Te閉合，光耦OP3都會導(dǎo)通，只要任何一個電池超溫，連接點B處即為低電位，三極管Tr4截止，三極管Tr5由原來的截止狀態(tài)變?yōu)閷?dǎo)通，使蜂鳴器BZ通電發(fā)出響聲，發(fā)光管OT亮，作出電池超溫警示。
權(quán)利要求
1.一種用于電動車輛的電池組，由若干個電池串聯(lián)而成，其特征在于每一個電池都并聯(lián)一個相同的均衡器，該均衡器由過壓分流電路和過溫分流電路組成；當電池充電過程中過壓、過溫時，均衡器可自動對所充電池進行分流，實現(xiàn)電池充電電壓、溫度的恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動車輛的電池組，其特征在于所述的過壓分流電路包括比較器(AV)、三極管(Tr1)、脈寬調(diào)制模塊(IC1)和場效應(yīng)管(Tr2)，電池的充電電壓經(jīng)濾波分壓后，接入比較器(AV)的同相輸入端，該比較器(AV)的輸出端與三極管(Tr1)的基極相連，三極管(Tr1)的集電極與電池的負極相連，三極管(Tr1)的發(fā)射極接入脈寬調(diào)制模塊(IC1)的觸發(fā)端(1)，觸發(fā)端(1)分別經(jīng)電阻(R3)、電阻(R4)與電池的正、負極相連，該模塊(IC1)的輸出端(6)與場效應(yīng)管(Tr2)的柵極相連，場效應(yīng)管的源極經(jīng)電阻(R6)與脈寬調(diào)制模塊(IC1)的反饋控制端(3)相連，并經(jīng)電阻(R5)與電池的負極相連，場效應(yīng)管(Tr2)的漏極經(jīng)電阻(R7)與電池的正極相連；當過壓時，比較器(AV)輸出高壓，三極管(Tr1)截止，脈寬調(diào)制模塊(IC1)的觸發(fā)端(1)變高電位，輸出脈寬調(diào)制電壓，控制場效應(yīng)管(Tr2)的導(dǎo)通，實現(xiàn)分流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電動車輛的電池組，其特征在于所述的過溫分流電路包括溫控開關(guān)(Te)、三極管(Tr3)和二極管(D3)，溫控開關(guān)(Te)一端與電池的正極相連，另一端與三極管(Tr3)的集電極相連，該三極管(Tr3)的基極連接電池的正極，三極管的發(fā)射極一路經(jīng)電阻(R8)與電池的負極相連，另一路連接二極管(D3)的陽極，二極管(D3)的陰極經(jīng)電阻(R1)與三極管(Tr1)的基極相連；電池過溫時，溫控開關(guān)(Te)閉合，三極管(Tr3)導(dǎo)通，使三極管(Tr1)截止，脈寬調(diào)制模塊(IC1)輸出調(diào)制電壓，控制場效應(yīng)管(Tr2)的導(dǎo)通，實現(xiàn)分流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于電動車輛的電池組，其特征在于每個比較器(AV)的輸出端連接有光耦(OP2)，每個光耦(OP2)的集電極都連接有一個二極管(D4)，并與該二極管(D4)的陽極相連，每個二極管(D4)的陰極連接在一起，其連接點(A)與三極管(Tr6)的基極相連，三極管(Tr6)的集電極與三極管(Tr7)的基極相連，三極管(Tr7)的發(fā)射極接入光耦(OP4)；當每一個串聯(lián)的電池充滿時，所有的光耦(OP2)都導(dǎo)通，此時，連接點(A)處無電壓，使三極管(Tr6)截止，三極管(Tr7)導(dǎo)通，光耦(OP4)導(dǎo)通，輸出信號控制充電機停止充電。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于電動車輛的電池組，其特征在于每一個三極管(Tr3)的集電極都連接有光耦(OP3)，每一個光耦(OP3)的集電極都連接有一個二極管(D5)，并與二極管(D5)的陰極相連，每個二極管(D5)的陽極連接在一起，其連接點(B)一路經(jīng)電阻(R16)與電源的正極相連，一路連接到三極管(Tr4)的基極，三極管(Tr4)的集電極連接與三極管(Tr5)的基極相連，三極管(Tr5)的集電極與轟鳴器(BZ)相連；當其中任何一個光耦(OP3)導(dǎo)通時，連接點(B)處為低電位，使三極管(Tr5)導(dǎo)通，轟鳴器(BZ)發(fā)出超溫警示。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的用于電動車輛的電池組，其特征在于所述三極管(Tr3)的基極連接在光耦(OP1)上，光耦(OP1)連接于充電機的兩端，以防在停止充電的狀態(tài)下，電池超溫而分流。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于電動車輛的電池組,由若干個電池串聯(lián)而成,每一個電池都并聯(lián)一個相同的均衡器,該均衡器由過壓分流電路和過溫分流電路組成;當電池充電過程中過壓、過溫時,均衡器可自動對所充電池進行分流,實現(xiàn)電池充電電壓、溫度的恒定。在充電時,能保持組成電池組的各串聯(lián)電池之間的均衡性,不會發(fā)生電池的損壞或爆炸現(xiàn)象。
文檔編號B60L11/18GK1296890SQ0013089
公開日2001年5月30日 申請日期2000年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月26日
發(fā)明者范漢強 申請人:范漢強