專利名稱：動力鋰離子電池的均衡電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動力鋰離子電池的均衡電路。
背景技術(shù)：
鋰離子充電電池自20世紀(jì)90年代初正式實用化以來，在不到20年的時間里，容 量快速增加，市場迅速增長?，F(xiàn)在正從便攜產(chǎn)品用途擴展到電動車輛及環(huán)保蓄電等領(lǐng)域。 鋰離子電池作為動力電池使用時，例如用其作為電動自行車的驅(qū)動電池使用時，往往需要 將5節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián)使用，以達(dá)到電動機所需要的電壓。由于鋰離子電池各單體在 性能指標(biāo)上不可能完全一致，在使用過程中由于各單體間的容量、自放電等的差異，日積月 累，在使用一段時間后，電池組的荷電保持能力明顯降低，影響了鋰離子電池在更大范圍內(nèi) 的推廣應(yīng)用。因此，多節(jié)電池串聯(lián)使用時，其性能的好壞不僅取決于電池單體質(zhì)量的好壞， 更重要的取決于其整體質(zhì)量的高低。目前，對于5節(jié)以上的鋰離子電池組的保護(hù)電路都是采用分立元件或者由多個電 池保護(hù)IC芯片串聯(lián)而成。分立元件構(gòu)成保護(hù)電路通過電壓的采樣、比較，判斷是否過充電、 過放電，進(jìn)而控制電池組的充放電。這種方式的電路原理簡單，但是每節(jié)電池都需要一套 檢測判斷電路，靜態(tài)功耗很大，并且隨著電池串聯(lián)數(shù)增多而功耗增大，不利于電池的荷電保 持。采樣多個電池保護(hù)IC芯片串聯(lián)而成的保護(hù)電路，雖然功耗的指標(biāo)不高，但是成本較高， 并且可靠性差，由于其芯片的耐壓特性，在某些感性負(fù)載的情況下，極易損壞，這樣給鋰離 子電池組的使用帶來了安全隱患。對于上述的保護(hù)電路，電池的各項參數(shù)在生產(chǎn)時一次性 設(shè)定完成，不能被更改，只能適用于特定規(guī)格型號的電池組，因此使用范圍太窄，且生產(chǎn)廠 家在進(jìn)行最后的質(zhì)量檢驗時，需要工人使用萬用表等檢查工具對各個分立元器件進(jìn)行逐個 檢測，費工費時，生產(chǎn)效率比較低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種動力鋰離子電池的均衡電路，以解 決多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用時，由于各電池單體間的性能差異而影響電池組的荷電保持能 力、降低電池組整體性能的問題，且大大降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是動力鋰離子電池的均衡電路，包 括電池檢測平衡控制單元，所述電池檢測平衡控制單元的輸入端口與串聯(lián)電池組中的各單 節(jié)電池的正負(fù)極連接；設(shè)置于所述串聯(lián)電池組的各單節(jié)電池正負(fù)極兩端的自放電支路，所 述自放電支路包括一個自放電控制開關(guān)和一個均衡電阻，所述自放電控制開關(guān)的控制端與 所述電池檢測平衡控制單元的平衡控制端子連接；運算控制單元，所述運算控制單元與所 述電池檢測平衡控制單元雙向連接；對電池參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和讀取的通訊單元，所述通訊單 元與所述運算控制單元雙向連接。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述電池檢測平衡控制單元、所述運算控制單元和所 述通訊單元集成在一個IC微處理器的內(nèi)部。
3[0007]作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述自放電控制開關(guān)為一個第三MOS管。作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述通訊單元包括與所述運算控制單元雙向連接的存 儲器單元、和與所述存儲器單元雙向連接的通訊接口。所述存儲器單元由EPROM組成。采用了上述技術(shù)方案后，本實用新型的有益效果是1.本實用新型的均衡電路，由于將電池檢測平衡控制單元、運算控制單元和通訊 單元集成在一個IC微處理器的內(nèi)部，可以通過編寫程序進(jìn)行控制，簡化了硬件電路設(shè)計， 減少了元器件數(shù)目，縮小了體積，一個IC微處理器能夠?qū)?-13節(jié)鋰離子電池組成的電池組 進(jìn)行保護(hù)，大大降低了生產(chǎn)成本。2.由于本實用新型的均衡電路包括一個通訊單元，可以針對不同型號規(guī)格的鋰離 子電池組設(shè)定不同的電池參數(shù)，大大拓寬了保護(hù)電路的使用范圍，且由于各項參數(shù)可設(shè)定、 可讀取，能夠快速進(jìn)行質(zhì)量檢測，大大方便了工廠的操作，提高了流水作業(yè)能力，進(jìn)而提高 了生產(chǎn)效率。3.該均衡電路有效的保證了電池組各單體電池電壓的一致性，提高了電池組整體 荷電保持能力，特別適合于五節(jié)以上鋰離子電池串聯(lián)而成的電池組使用。
附圖是本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
如附圖所示，一種動力鋰離子電池的均衡電路。該動力鋰離子電池由5節(jié)以上的 單節(jié)鋰離子電池串聯(lián)組成。本實用新型動力鋰離子電池的均衡電路，包括電池檢測平衡控制單元，該電池檢 測平衡控制單元的輸入端口與串聯(lián)電池組中的各單節(jié)電池的正負(fù)極連接；在各單節(jié)電池正 負(fù)極兩端還設(shè)置有一個對應(yīng)的自放電支路，該自放電支路包括一個自放電控制開關(guān)和一個 均衡電阻Rb，該自放電控制開關(guān)可以采用一個第三MOS管N3，第三MOS管N3的柵極與電池 檢測平衡控制單元的平衡控制端子CB連接；運算控制單元，該運算控制單元與電池檢測平 衡控制單元雙向連接；還包括一個用于對電池參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和讀取的通訊單元，該通訊單 元與運算控制單元雙向連接，通訊單元包括與運算控制單元雙向連接的存儲器單元、和與 存儲器單元雙向連接的通訊接口，該存儲器單元由EPROM組成。上述的電池檢測平衡控制 單元、運算控制單元和通訊單元集成在一個IC微處理器的內(nèi)部。本實用新型的工作過程首先，根據(jù)采用的電池組的規(guī)格型號，通過通訊單元對電 池參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，存儲到EPROM中。當(dāng)電池組處于充電狀態(tài)和擱置狀態(tài)時，IC微處理器內(nèi) 部的電池檢測平衡控制單元對各單體電池進(jìn)行不間斷檢測，并把檢測數(shù)據(jù)傳輸給運算控制 單元，運算控制單元把數(shù)據(jù)與EPROM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)各單體電池電壓差超出設(shè)定電 壓差時，運算控制單元輸出控制信號使電池檢測平衡控制單元的平衡控制端子CB輸出高 電平，與之連接的自放電控制開關(guān)第三MOS管N3導(dǎo)通，單體電池通過均衡電阻Rb放電，當(dāng) 電壓差跌落至設(shè)定范圍內(nèi)時，平衡控制端子CB由高電平變?yōu)榈碗娖?，第三MOS管N3斷開， 單體電池停止放電，使該單體電池的電壓與其它電池電壓保持一致，此均衡電路有效的保 證了電池組各單體電池電壓的一致性，提高了電池組整體荷電保持能力，特別適合于五節(jié)
4以上鋰離子電池串聯(lián)而成的電池組使用。當(dāng)在工廠內(nèi)進(jìn)行最后的產(chǎn)品檢驗時，將通訊接口 的連接端子與計算機連接，則該保護(hù)電路和電池組的各項參數(shù)便可由計算機上直接讀取， 大大方便了工廠的操作，提高了流水作業(yè)能力，進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求動力鋰離子電池的均衡電路，其特征在于包括電池檢測平衡控制單元，所述電池檢測平衡控制單元的輸入端口與串聯(lián)電池組中的各單節(jié)電池的正負(fù)極連接；設(shè)置于所述串聯(lián)電池組的各單節(jié)電池正負(fù)極兩端的自放電支路，所述自放電支路包括一個自放電控制開關(guān)和一個均衡電阻，所述自放電控制開關(guān)的控制端與所述電池檢測平衡控制單元的平衡控制端子連接；運算控制單元，所述運算控制單元與所述電池檢測平衡控制單元雙向連接；對電池參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和讀取的通訊單元，所述通訊單元與所述運算控制單元雙向連接。
2.如權(quán)利要求1所述的動力鋰離子電池的均衡電路，其特征在于所述電池檢測平衡 控制單元、所述運算控制單元和所述通訊單元集成在一個IC微處理器的內(nèi)部。
3.如權(quán)利要求2所述的動力鋰離子電池的均衡電路，其特征在于所述自放電控制開 關(guān)為一個第三MOS管。
4.如權(quán)利要求3所述的動力鋰離子電池的均衡電路，其特征在于所述通訊單元包括 與所述運算控制單元雙向連接的存儲器單元、和與所述存儲器單元雙向連接的通訊接口。
5.如權(quán)利要求4所述的動力鋰離子電池的均衡電路，其特征在于所述存儲器單元由 EPROM組成。
專利摘要本實用新型公開了一種動力鋰離子電池的均衡電路，包括與串聯(lián)電池組中的各單節(jié)電池的正負(fù)極連接的電池檢測平衡控制單元；設(shè)置于各單節(jié)電池正負(fù)極兩端的自放電支路；運算控制單元，所述運算控制單元與所述電池檢測平衡控制單元雙向連接；與所述運算控制單元雙向連接的通訊單元。所述電池檢測平衡控制單元、所述運算控制單元和所述通訊單元集成在一個IC微處理器的內(nèi)部。本實用新型解決了多節(jié)鋰離子電池串聯(lián)使用時，由于各電池單體間的性能差異而影響電池組的荷電保持能力、降低電池組整體性能的問題，且大大降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號H02J7/00GK201623509SQ20102001522
公開日2010年11月3日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者劉兆環(huán), 王建武, 高玉光, 高立海 申請人:濰坊光華電池有限公司