一種采用動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)的電池均壓控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種采用動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)對(duì)蓄電池中的各個(gè)單體電池實(shí)現(xiàn)均壓的電池均壓控制裝置，包括充電機(jī)以及并接充電機(jī)的串聯(lián)電池組，串聯(lián)電池組的每個(gè)電池單體正負(fù)極間均并聯(lián)一個(gè)DC/DC模塊和一個(gè)分壓取樣電阻，每個(gè)分壓取樣電阻的阻值均等于電池單體數(shù)；采用取樣電阻對(duì)電池組總的輸出電壓實(shí)時(shí)采樣，獲得平均單體電壓作為動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓，在整個(gè)充電過程中精確進(jìn)行均衡補(bǔ)充充電，均衡時(shí)間長(zhǎng)，DC/DC模塊只要提供較小的功率就能實(shí)現(xiàn)電池的均壓，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【專利說明】一種采用動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)的電池均壓控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及蓄電池領(lǐng)域，具體涉及對(duì)蓄電池中的各個(gè)單體電池實(shí)現(xiàn)均壓的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]蓄電池由多個(gè)單體電池串聯(lián)組成，蓄電池組由多個(gè)蓄電池串聯(lián)組成，已廣泛地應(yīng)用在交通、電力、通信等領(lǐng)域的電子設(shè)備中。實(shí)踐表明，蓄電池組的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單體電池的壽命，最根本的原因就是在充電設(shè)備對(duì)蓄電池組充電式時(shí)，流過各個(gè)單體電池的電流大小相同，由于單體電池的容量存在差異，在以相同的充電電流充電時(shí)，會(huì)造成電池的放電深度不同，容量大的會(huì)淺充淺放，而容量小的總會(huì)過充過放，這就造成容量大的電池衰減緩慢，壽命延長(zhǎng)，容量小的電池衰減加快，壽命縮短，兩者之間的差異會(huì)越來越大。由于電池組中電池單體不一致，為了延長(zhǎng)電池組壽命，除了提高蓄電池的生產(chǎn)技術(shù)，減小蓄電池生產(chǎn)時(shí)因材料、工藝等帶來的差異，盡量選擇性能指標(biāo)接近的電池之外，必須通過輔助的電池均衡系統(tǒng)來改善電池組在使用過程中產(chǎn)生的不一致性。而均衡器是電池管理系統(tǒng)的核心部件，現(xiàn)有的均衡器主要有以下幾種:
[0003]1.能耗型與轉(zhuǎn)移型。能耗型指給各單體電池提供并聯(lián)電流支路，將電壓過高的單體電池通過分流消耗電能達(dá)到均衡目的。與能耗不同，轉(zhuǎn)移型是依據(jù)高頻開關(guān)電源的原理和技術(shù)，通過電壓變換器將單體之間的偏差，將能量饋送回電池組或單體。
[0004]2.靜態(tài)型與動(dòng)態(tài)型。靜態(tài)型均衡包括兩種，一種是充電均衡，充電過程中后期，單體電壓達(dá)到或超過截止電壓時(shí)，減小單體電流，限制單體電壓不高于充電截止電壓；另一種是放電均衡，電池組輸出功率時(shí)，通過補(bǔ)充電能限制單體電壓不低于預(yù)設(shè)的放電終止電壓。動(dòng)態(tài)均衡不論在充電狀態(tài)，還是在放電狀態(tài)，都可以通過能量轉(zhuǎn)換的方法實(shí)現(xiàn)組中單體電壓的平衡。動(dòng)態(tài)均衡集中了兩種均衡的優(yōu)點(diǎn)，盡管單體之間初始容量有差異，工作中卻能保證相對(duì)的充放電強(qiáng)度和深度的一致性。
[0005]3.單向型和雙向型。根據(jù)均衡器處理能量的流向，可分為單向型和雙向型均衡，雙向型使用雙向變換器，輸入輸出方向動(dòng)態(tài)調(diào)整。比較而言，單向型均衡性能有限，雙向型均衡性能理想，成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適合于大型動(dòng)力電池和儲(chǔ)能站電池。
[0006]4.級(jí)聯(lián)型與并行型。級(jí)聯(lián)型是每?jī)芍秽徑膯误w實(shí)現(xiàn)均衡，進(jìn)而達(dá)到各單體之間的均衡，問題是如果組中高壓?jiǎn)误w與低壓?jiǎn)误w之間間隔數(shù)只單體，從高壓?jiǎn)误w導(dǎo)出能量給低壓?jiǎn)误w，需要多只級(jí)聯(lián)的變換器同時(shí)工作，到達(dá)目的單體的能量轉(zhuǎn)換效率極低。并行型是從高壓?jiǎn)误w直接把能量變換到低壓?jiǎn)误w，任何一個(gè)高壓?jiǎn)误w都可以傳遞能量到任何一個(gè)低壓?jiǎn)误w，具有最佳的均衡效率，實(shí)現(xiàn)難度也較大。
[0007]這些均衡器均存在著部分電池單體多充后再被放出損耗掉或轉(zhuǎn)移到欠充的部分單體中，存在二次轉(zhuǎn)移時(shí)的能量損耗，同時(shí)每次充電時(shí)或充電后多充的電池單體先被充入再放出也會(huì)影響電池充電循環(huán)壽命。另外，這些均衡器都是以一個(gè)均衡范圍作為單體電池電壓偏高或偏低的依據(jù)，但在電池充電過程中單體電壓變化范圍是較大的，這種固定均衡范圍作為均衡依據(jù)的方法只能在充電后期或充電完成后進(jìn)行，會(huì)增加整體充電均衡的時(shí)間，或?qū)е戮鈺r(shí)間較短，影響均衡效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是為克服現(xiàn)有均衡器存在的問題，提出一種采用動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)的電池均壓控制裝置，能減小能量損耗，提高電池充電循環(huán)壽命和電壓均衡效果。
[0009]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:包括充電機(jī)以及并接充電機(jī)的串聯(lián)電池組，串聯(lián)電池組的每個(gè)電池單體正負(fù)極間均并聯(lián)一""h DC/DC模塊和一"Iv分壓取樣電阻，每個(gè)分壓取樣電阻的阻值均等于電池單體數(shù)。
[0010]分壓取樣電阻是用于采樣串聯(lián)電池組的輸出總電壓的電阻。
[0011]本實(shí)用新型采用取樣電阻對(duì)電池組總的輸出電壓實(shí)時(shí)采樣，獲得平均單體電壓作為動(dòng)態(tài)的基準(zhǔn)電壓，可以在整個(gè)充電過程中精確進(jìn)行均衡補(bǔ)充充電，均衡時(shí)間長(zhǎng)，DC/DC模塊均衡單元只要提供較小的功率就能實(shí)現(xiàn)電池的均壓，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參見圖1所示，本實(shí)用新型包括充電機(jī)以及并接充電機(jī)的串聯(lián)電池組，BH,
BT2......，BTn是串聯(lián)電池組中的電池單體，充電機(jī)并接串聯(lián)電池組，對(duì)串聯(lián)電池組充電。每
個(gè)電池單體BTl，BT2……，BTn正負(fù)極間均并聯(lián)一個(gè)DC/DC模塊和分壓取樣電阻，與電池單體BT1，BT2……，BTn對(duì)應(yīng)的分壓取樣電阻分別是取樣電阻SI，S2……，Sn。每個(gè)分壓取樣電阻的阻值均等于電池單體數(shù)。分壓取樣電阻用于實(shí)時(shí)采樣電池組的輸出總電壓，這個(gè)輸出總電壓就是平均單體電壓。
[0014]DC/DC模塊可以是各種正激式、反激式、BUCK-B00ST(升降壓轉(zhuǎn)換器)等不同拓?fù)湫问降碾娫崔D(zhuǎn)換模塊。
[0015]本實(shí)用新型工作時(shí)，在充電機(jī)對(duì)電池組進(jìn)行充電的同時(shí)，各個(gè)分壓取樣電阻將實(shí)時(shí)采樣的平均單體電壓。DC/DC模塊將平均單體電壓作為基準(zhǔn)電壓，當(dāng)電池單體電壓高壓平均單體電壓時(shí)，對(duì)應(yīng)DC/DC模塊的輸出電壓便高于它的基準(zhǔn)電壓，DC/DC模塊自動(dòng)停止工作，而當(dāng)電池單體電壓低于平均單體電壓時(shí)，DC/DC模塊的輸出電壓就會(huì)低于它的基準(zhǔn)電壓，DC/DC模塊會(huì)自動(dòng)給對(duì)應(yīng)電池單體充電。隨著充電的進(jìn)行，電池組總電壓也在不停的變化，基準(zhǔn)電壓也會(huì)動(dòng)態(tài)的隨之變化，這樣可以實(shí)時(shí)地調(diào)整DC/DC模塊的輸出電壓，最終達(dá)到所有電池單體電壓的均衡。
【權(quán)利要求】
1.一種采用動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)的電池均壓控制裝置，包括充電機(jī)以及并接充電機(jī)的串聯(lián)電池組，其特征是:串聯(lián)電池組的每個(gè)電池單體正負(fù)極間均并聯(lián)一個(gè)DC/DC模塊和一個(gè)分壓取樣電阻，每個(gè)分壓取樣電阻的阻值均等于電池單體數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)的電池均壓控制裝置，其特征是:分壓取樣電阻是用于采樣串聯(lián)電池組的輸出總電壓的電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用動(dòng)態(tài)基準(zhǔn)的電池均壓控制裝置，其特征是:DC/DC模塊是正激式電源轉(zhuǎn)換模塊、反激式電源轉(zhuǎn)換模塊或BUCK-BOOST電源轉(zhuǎn)換模塊。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK203607884SQ201320684815
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】吳連日 申請(qǐng)人:江蘇嘉鈺新能源技術(shù)有限公司