一種串聯(lián)電池組充放電均衡電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電氣技術領域，尤其涉及一種串聯(lián)電池組充放電均衡電路。
【背景技術】
[0002]隨著新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可將多個單體電池串聯(lián)組合成串聯(lián)電池組，為相關產(chǎn)品進行供電，然而當單體電池成組使用時，由于各單體電池存在差異，容易發(fā)生個別單體電池過充與過放現(xiàn)象，從而影響整體串聯(lián)電池組正常使用。因此，串聯(lián)電池組的電池管理系統(tǒng)中，會通過主動均衡電路，將有差異的單體電池進行無差異化處理，也就是保持串聯(lián)電池組中各單體電池的電能儲量趨向一致。
[0003]然而，現(xiàn)有的串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，串聯(lián)電池組各單體電池的充放電曲線差異，導致不能夠最大化利用電能且降低了單體電池的使用壽命。其原因在于，在串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，通常是通過電容或者電感，將電能儲量高的單體電池的電能轉(zhuǎn)移到電能儲量低的單體電池。然而，通過電容或者電感，會在電能轉(zhuǎn)移過程中耗散掉多余的能量，因此不能夠最大化利用電能，且結(jié)構(gòu)較為復雜，而且功能較為單一，缺乏靈活性。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型實施例的目的在于提供一種串聯(lián)電池組充放電均衡電路，旨在解決現(xiàn)有的串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，串聯(lián)電池組各單體電池的充放電曲線差異，導致不能夠最大化利用電能且降低了單體電池的使用壽命的問題。
[0005]本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，一種串聯(lián)電池組充放電均衡電路，外接提供電源或者用戶設備，包括由多個單體電池串聯(lián)組成的串聯(lián)電池組、控制電路，所述控制電路與所述串聯(lián)電池組相連接，所述串聯(lián)電池組充放電均衡電路還包括:
[0006]由多個主路開關管構(gòu)成的主路開關管組，各個所述主路開關管的輸入端分別與所述串聯(lián)電池組中各個單體電池的正極相連接，各個所述主路開關管的輸出端分別與所述控制電路的電壓檢測端相連接，各個所述主路開關管的控制端分別與所述控制電路中輸出脈沖調(diào)制信號、控制主路通斷的主路控制端相連接，構(gòu)成控制主路通斷的回路；
[0007]由多個旁路開關管構(gòu)成的旁路開關管組，各個所述旁路開關管的輸入端分別與所述串聯(lián)電池組中各個單體電池的負極相連接，各個所述旁路開關管的輸出端分別與所述控制電路的電壓檢測端相連接，各個所述旁路開關管的控制端分別與所述控制電路中輸出脈沖調(diào)制信號、控制旁路通斷的旁路控制端相連接，構(gòu)成控制旁路通斷的回路。
[0008]進一步地，在該串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，所述主路開關管的輸出端和所述旁路開關管的輸出端共接于所述控制電路的電壓檢測端。
[0009]進一步地，在該串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，所述主路開關管和旁路開關管為具有開關作用的電子元器件。
[0010]進一步地，在該串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，所述主路開關管和旁路開關管為NPN型三極管，所述NPN型三極管的集電極、發(fā)射極和基極分別為所述開關管的輸入端、輸出端和控制端。
[0011]進一步地，在該串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，所述主路開關管和旁路開關管為NMOS管，所述NMOS管漏極、源極和柵極分別為所述開關管的輸入端、輸出端和控制端。
[0012]進一步地，在該串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，所述串聯(lián)電池組包括單體電池BT1、BT2、BT3、BT4，所述控制電路為微控制單元MCU，所述主路開關管包括NPN型三極管Ql、Q3、Q5、Q7，所述旁路開關管包括NPN型三極管Q2、Q4、Q6、Q8 ;
[0013]所述NPN型三極管Q1、Q3、Q5、Q7的輸入端分別與所述串聯(lián)電池組中單體電池BT1、BT2、BT3、BT4的正極相連接，輸出端分別與所述MCU的電壓檢測端Al、A2、A3、A4相連接，控制端分別與所述MCU中輸出脈沖調(diào)制信號、控制主路通斷的主路控制端B1、B2、B3、B4相連接，構(gòu)成控制主路通斷的回路；
[0014]所述NPN型三極管Q2、Q4、Q6、Q8的輸入端分別與所述串聯(lián)電池組中單體電池BT1、BT2、BT3、BT4的負極相連接，輸出端分別與所述MCU的電壓檢測端Al、A2、A3、A4相連接，控制端分別與所述MCU中輸出脈沖調(diào)制信號、控制旁路通斷的旁路控制端B1、B2、B3、B4相連接，構(gòu)成控制旁路通斷的回路。
[0015]在本實施例中，串聯(lián)電池組充放電均衡電路包括主路開關管組和旁路開關管組，控制電路可輸出脈沖調(diào)制信號、控制主路開關管組的主路開關管導通和截止，進而控制主路的通斷，也可以輸出脈沖調(diào)制信號、控制旁路開關管組中的旁路開關管導通和截止，進而控制旁路的通斷。解決了現(xiàn)有的串聯(lián)電池組充放電均衡電路中，串聯(lián)電池組各單體電池的充放電曲線差異，導致不能夠最大化利用電能且降低了單體電池的使用壽命的問題。消除了串聯(lián)電池組中各個單體電池之間電壓的差異，從而在串聯(lián)電池組正常使用的情況下，既可以最大化利用電能，也可以提高單體電池的使用壽命。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型實施例提供的串聯(lián)電池組充放電均衡電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2是本實用新型實施例提供的串聯(lián)電池組充放電均衡電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0019]實施例一
[0020]參考圖1，圖1是本實用新型實施例提供的串聯(lián)電池組100充放電均衡電路的結(jié)構(gòu)框圖，詳述如下:
[0021]一種串聯(lián)電池組100充放電均衡電路，外接提供電源或者用戶設備，包括由多個單體電池串聯(lián)組成的串聯(lián)電池組100、控制電路200，所述控制電路200與所述串聯(lián)電池組100相連接，所述串聯(lián)電池組100充放電均衡電路還包括:
[0022]由多個主路開關管構(gòu)成的主路開關管組300，各個所述主路開關管的輸入端分別與所述串聯(lián)電池組100中各個單體電池的正極相連接，各個所述主路開關管的輸出端分別與所述控制電路200的電壓檢測端相連接，各個所述主路開關管的控制端分別與所述控制電路200中輸出脈沖調(diào)制信號、控制主路通斷的主路控制端相連接，構(gòu)成控制主路通斷的回路；
[0023]由多個旁路開關管構(gòu)成的旁路開關管組400，各個所述旁路開關管的輸入端分別與所述串聯(lián)電池組100中各個單體電池的負極相連接，各個所述旁路開關管的輸出端分別與所述控制電路200的電壓檢測端相連接，各個所述旁路開關管的控制端分別與所述控制電路200中輸出脈沖調(diào)制信號、控制旁路通斷的旁路控制端相連接，構(gòu)成控制旁路通斷的回路。
[0024]其工作原理如下:
[0025]獲取的電壓最高的單體電池，電壓最高的單體電池的主路開關導通，旁路開關截止，充電電流從旁路開關流過，不經(jīng)過電壓最高的單體電池，充入電壓最高的單體電池的電壓減少。為了避免充電兩端電壓電流突變，MCU以脈沖調(diào)制方式(Pulse Width Modulat1n，PWM)，輸出脈沖調(diào)制信號、控制主路開關導通，旁路開關截止，使單體電池BTl以脈沖方式充電，由于控制了 PWM的占空比，等效于電壓最高的單體電池，以低于其他電池的電壓電流充電。
[0026]在本實用新型實施例中，可以通過同時控制其中的多組單體串聯(lián)電池組100的旁路與否的多組PWM狀態(tài)，實現(xiàn)輸出電壓的控制，可以實現(xiàn)輸出的穩(wěn)壓和調(diào)壓功能，理論上可以實現(xiàn)O?η個單體串聯(lián)電池組100串聯(lián)最尚電壓的調(diào)整，減少串聯(lián)電池組100組后級穩(wěn)壓調(diào)壓的電路，并且具有極高的效率，其中η為正整數(shù)。
[0027]在本實用新型實施例中，可以通過檢測整體充電電壓或者單體串聯(lián)電池組100充電電壓，控制開關管組狀態(tài)，來實現(xiàn)對串聯(lián)電池組100單體串聯(lián)電池組100的充放電過壓過放保護功能。
[0028]在本實用新型實施例中，可以通過檢測充放電電流，控制開關管組狀態(tài)，來實現(xiàn)對串聯(lián)電池組100單體串聯(lián)電池組100的充放電過流短路保護功能。對于單體串聯(lián)電池組100電流的檢測，至少可以有以下兩種方式:
[0029]1.通過檢測到的電壓值，和串聯(lián)電池組100單體串聯(lián)電池組10