一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機(jī)和環(huán)境污染已然成為影響社會發(fā)展的兩大難題，當(dāng)今世界各國都在致力于解決這兩大難題。在世界各國人民不斷呼吁“低碳生活”的背景下，新能源開始占據(jù)著越來越重要的地位，鋰電池作為新能源的一部分，得到了空前的發(fā)展。尤其是近年來電動汽車的發(fā)展，更將鋰電池的應(yīng)用推向一個新的高潮。政府和企業(yè)不斷加大對電動汽車產(chǎn)業(yè)的投入，迫切希望提升我國電動汽車的自主研發(fā)能力，而電池管理系統(tǒng)正是制約其發(fā)展的關(guān)鍵因素。
[0003]由于功率和電壓的限制，鋰電池在大多數(shù)應(yīng)用場合都需要串聯(lián)使用，然而鋰電池在容量、內(nèi)阻、自放電率上的不同很容易造成電池之間容量的差異，又因?yàn)椤澳就靶?yīng)”的存在，整個電池組的有效容量就會取決于最小容量的單體電池。除此之外，確保鋰電池在使用過程中的安全性也同樣極具挑戰(zhàn)。因此，為電池組配備電池管理系統(tǒng)以確保電池組高效、安全的使用就變得至關(guān)重要了。
[0004]其中電池管理系統(tǒng)均衡放電電路對于電池組的安全運(yùn)行尤為重要。鋰電池一旦過壓不但使鋰電池容量受損，而且容易引發(fā)安全事故。目前電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，電池均衡方式多為主動均衡方式。主動式均衡能夠?qū)㈦娏肯鄬Τ渥愕匿囯姵氐哪芰肯螂娏肯鄬Φ偷匿囯姵剞D(zhuǎn)移，能量的利用率高，并且在充放電階段都可實(shí)現(xiàn)，但是主動均衡方式控制復(fù)雜，成本高，不利于推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，其控制簡單，成本低，利于推廣。
[0006]實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，包括依次串聯(lián)的若干節(jié)鋰電池，以及單片機(jī)和用于對所述若干節(jié)鋰電池的電壓依次循環(huán)進(jìn)行采樣的電池電壓采樣電路，所述的若干節(jié)電池組成電池組；
[0007]每個所述鋰電池并聯(lián)有一個散熱通路；
[0008]每個所述散熱通路由依次串聯(lián)的散熱電阻和MOS開關(guān)組成，所述散熱電阻連接所述鋰電池的正極，MOS開關(guān)連接鋰電池的負(fù)極；
[0009]所述單片機(jī)上設(shè)有與所述鋰電池數(shù)量相同的控制信號輸出接口和一個A/D接口 ；每個所述控制信號輸出接口對應(yīng)連接一個MOS開關(guān)的柵極。
[0010]進(jìn)一步的，所述中MOS開關(guān)的柵極與所述單片機(jī)的控制信號輸出接口之間連接有一個控制電阻。
[0011]進(jìn)一步的，所述電池管理系統(tǒng)均衡放電電路還包括與所述鋰電池數(shù)量相同的采樣電阻、一個模擬開關(guān)、一個差分放大器和一個A/D轉(zhuǎn)換器，所述采樣電阻一一對應(yīng)地與一個鋰電池并聯(lián)，所述模擬開關(guān)使所述差分放大器的兩個輸入端依次循環(huán)地對應(yīng)與每一個采樣電阻的兩端連接，所述差分放大器的輸出端連接所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述單片機(jī)的A/D接口。
[0012]進(jìn)一步的，所述單片機(jī)為宏晶科技的STC12C5620AD型單片機(jī)。
[0013]采用了本發(fā)明的一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路的技術(shù)方案，包括依次串聯(lián)的若干節(jié)鋰電池，以及單片機(jī)和用于對所述若干節(jié)鋰電池的電壓依次循環(huán)進(jìn)行采樣的電池電壓采樣電路，所述的若干節(jié)電池組成電池組；每個所述鋰電池并聯(lián)有一個散熱通路；每個所述散熱通路由依次串聯(lián)的散熱電阻和MOS開關(guān)組成，所述散熱電阻連接所述鋰電池的正極，MOS開關(guān)連接鋰電池的負(fù)極；所述單片機(jī)上設(shè)有與所述鋰電池數(shù)量相同的控制信號輸出接口和一個A/D接口 ；每個所述控制信號輸出接口對應(yīng)連接一個MOS開關(guān)的柵極。其技術(shù)效果是:在電池組的任意一節(jié)鋰電池的電壓超過上限閾值時，能量可通過并聯(lián)的散熱電阻的散熱，以熱能方式耗散掉，控制簡單，成本低，利于推廣。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路中電池電壓采樣電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]請參閱圖1，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明:
[0017]請參閱圖1，本發(fā)明的一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，包括依次串聯(lián)的若干節(jié)鋰電池1，每個鋰電池I并聯(lián)有一個散熱通路2，以及單片機(jī)4和電池電壓采樣電路。該若干節(jié)鋰電池I組成一個電池組。單片機(jī)4上設(shè)有與鋰電池I數(shù)量相同的控制信號輸出接口和一個A/D接口。
[0018]每個散熱通路2由依次串聯(lián)的散熱電阻21和MOS開關(guān)22組成，其中，散熱電阻21連接在鋰電池I的正極，MOS開關(guān)22連接在鋰電池I的負(fù)極。其中MOS開關(guān)22的柵極與單片機(jī)4的一個控制信號輸出接口之間連接有控制電阻23，控制電阻23的電阻為1kQ。
[0019]電池電壓采樣電路包括，包括若干個采樣電阻31、一個模擬開關(guān)32、一個差分放大器33和一個A/D轉(zhuǎn)換器34。該若干個米樣電阻31依次串聯(lián)，并且每個米樣電阻31都與電池組中的一個鋰電池I并聯(lián)。模擬開關(guān)32用于使差分放大器33的兩個輸入端依次循環(huán)地對應(yīng)與每一個采樣電阻31的兩端連接，差分放大器33的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換器34的輸入端，差分放大器33用于將任意一個采樣電阻31所采集到的一個鋰電池的電壓放大至A/D轉(zhuǎn)換器34的電壓范圍內(nèi)，只需合理調(diào)整差分放大器33的放大倍數(shù)，就可以還原所述電池組中任意一個鋰電池I的端電壓。A/D轉(zhuǎn)換器34的輸出端與單片機(jī)4的A/D接口相連。單片機(jī)4通過A/D轉(zhuǎn)換器34對差分放大器33的輸出信號進(jìn)行采樣，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化，單片機(jī)I得到所述電池組中任意一個鋰電池的端電壓。
[0020]在對電池組進(jìn)行充電的過程中，當(dāng)單片機(jī)4檢測到電池組中任意一節(jié)鋰電池I的電壓達(dá)到鋰電池電壓的上限閾值時，單片機(jī)4上與該鋰電池I的散熱回路2上的MOS開關(guān)22的柵極對應(yīng)的控制信號輸出接口，輸出一個高電平的信號，使該MOS開關(guān)22導(dǎo)通。鋰電池I通過對應(yīng)的散熱電阻21進(jìn)行散熱，以消耗多余的能量。
[0021 ] 本發(fā)明的一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路采用被動式均衡的方式，在所述電池組的任意一節(jié)鋰電池I上并聯(lián)散熱電阻21的方式，將鋰電池I中多余的能量以熱能方式耗散掉，當(dāng)某節(jié)鋰電池I需要均衡時，為鋰電池I提供一條放電通路，本發(fā)明的一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路通常用于充電階段，當(dāng)鋰電池達(dá)到充電到電壓的上限閾值時，避免電池電壓繼續(xù)上升。
[0022]本實(shí)施例中，單片機(jī)4采用的是宏晶科技的STC12C5620AD型單片機(jī)。
[0023]本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，包括依次串聯(lián)的若干節(jié)鋰電池，以及單片機(jī)和用于對所述若干節(jié)鋰電池的電壓依次循環(huán)進(jìn)行采樣的電池電壓采樣電路，所述的若干節(jié)電池組成電池組；其特征在于: 每個所述鋰電池并聯(lián)有一個散熱通路； 每個所述散熱通路由依次串聯(lián)的散熱電阻和MOS開關(guān)組成，所述散熱電阻連接所述鋰電池的正極，MOS開關(guān)連接鋰電池的負(fù)極； 所述單片機(jī)上設(shè)有與所述鋰電池數(shù)量相同的控制信號輸出接口和一個A/D接口 ；每個所述控制信號輸出接口對應(yīng)連接一個MOS開關(guān)的柵極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，其特征在于:所述中MOS開關(guān)的柵極與所述單片機(jī)的控制信號輸出接口之間連接有一個控制電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，其特征在于:其還包括與所述鋰電池數(shù)量相同的米樣電阻、一個模擬開關(guān)、一個差分放大器和一個A/D轉(zhuǎn)換器，所述米樣電阻 對應(yīng)地與一個鋰電池并聯(lián)，所述模擬開關(guān)使所述差分放大器的兩個輸入端依次循環(huán)地對應(yīng)與每一個采樣電阻的兩端連接，所述差分放大器的輸出端連接所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述A/D轉(zhuǎn)換器的輸出端連接所述單片機(jī)的A/D接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，其特征在于:所述單片機(jī)為宏晶科技的STC12C5620AD型單片機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電池管理系統(tǒng)均衡放電電路，包括依次串聯(lián)的若干節(jié)鋰電池，以及單片機(jī)和用于對所述若干節(jié)鋰電池的電壓依次循環(huán)進(jìn)行采樣的電池電壓采樣電路，所述的若干節(jié)電池組成電池組；每個所述鋰電池并聯(lián)有一個散熱通路；每個所述散熱通路由依次串聯(lián)的散熱電阻和MOS開關(guān)組成，所述散熱電阻連接所述鋰電池的正極，所述MOS開關(guān)連接鋰電池的負(fù)極；所述單片機(jī)上設(shè)有與所述鋰電池數(shù)量相同的控制信號輸出接口和一個A/D接口；每個所述控制信號輸出接口對應(yīng)連接一個MOS開關(guān)的柵極。其技術(shù)效果是：在電池組的任意一節(jié)鋰電池的電壓超過上限閾值時，能量可通過并聯(lián)的散熱電阻的散熱，以熱能方式耗散掉，控制簡單，成本低，利于推廣。
【IPC分類】H02J7-00
【公開號】CN104836305
【申請?zhí)枴緾N201510274099
【發(fā)明人】李榮正, 戴國銀, 陳學(xué)軍
【申請人】上海工程技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月26日