一種智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電源管理領(lǐng)域，特別涉及一種智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，越來越多的產(chǎn)品采用鋰離子電池做為主要電源，主要是由于鋰離子電池具有體積小，能量密度高，無記憶效應(yīng)，循環(huán)壽命高，自放電率低等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)鋰離子電池對(duì)充放電要求很高，當(dāng)過充、過放、過電流及短路等情況發(fā)生時(shí)，鋰離子電池壓力與熱量大量增加，容易產(chǎn)生火花、燃燒甚至爆炸，因此，鋰離子電池?zé)o一例外地都加有過充放電保護(hù)電路。另外，當(dāng)對(duì)一組鋰離子電池充放電時(shí)，考慮到各個(gè)單體電池的不一致性，可采取均衡措施來確保安全性和穩(wěn)定性。
[0003]均衡控制電路的意義就是利用電子技術(shù)，使鋰離子電池單體電壓偏差保持在預(yù)期的范圍內(nèi)，從而保證每個(gè)單體電池在正常的使用時(shí)不發(fā)生損壞。若不進(jìn)行均衡控制，隨著充放電循環(huán)的增加，各單體電池電壓逐漸分化，使用壽命將大大縮減?，F(xiàn)有的均衡控制電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)比較麻煩，成本較高，性價(jià)比不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、實(shí)現(xiàn)比較麻煩、成本較高、性價(jià)比不高的缺陷，提供一種電路結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)比較方便、成本較低、性價(jià)比較高的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)，包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的動(dòng)態(tài)均衡電路，所述動(dòng)態(tài)均衡電路包括均衡控制電路、電池組、電壓采樣電路、主控MCU和第一電壓轉(zhuǎn)換電路，所述電池組包括多節(jié)串聯(lián)的電池，所述均衡控制電路與所述主控MCU連接，所述電池組與所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路連接，所述電壓采樣電路與所述電池組連接、用于采集所述電池組中每節(jié)電池的電池電壓，并將采集的電池電壓傳送到所述主控MCU，當(dāng)所述主控MCU檢測(cè)到所述電池組內(nèi)有電池壓差大于壓差設(shè)定值時(shí)，所述主控MCU控制所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路為所述均衡控制電路進(jìn)行供電，所述均衡控制電路控制所述電池組中電壓高的電池將其電量向電壓偏低的電池轉(zhuǎn)移，或檢測(cè)到各電池組之間的電池組壓差大于壓差設(shè)定值時(shí)，電池組電壓最高的動(dòng)態(tài)均衡電路中的主控MCU控制其對(duì)應(yīng)的第一電壓轉(zhuǎn)換電路為電池組電壓偏低的動(dòng)態(tài)均衡電路中的均衡控制電路進(jìn)行供電，將其多余電量轉(zhuǎn)移到所述電池組電壓偏低的動(dòng)態(tài)均衡電路中的電池組。
[0006]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，所述電池組的正極通過高壓總線正端與所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路連接，所述電池組的負(fù)極通過高壓總線負(fù)端與所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路連接。
[0007]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，當(dāng)多個(gè)所述動(dòng)態(tài)均衡電路串聯(lián)時(shí)，每個(gè)所述動(dòng)態(tài)均衡電路中的電池組依次串聯(lián)，每個(gè)所述動(dòng)態(tài)均衡電路中的第一電壓轉(zhuǎn)換電路依次連接，電池組串聯(lián)后的總電池組的正極與所述高壓總線正端連接，電池組串聯(lián)后的總電池組的負(fù)極與所述高壓總線負(fù)端連接。
[0008]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，當(dāng)多個(gè)所述動(dòng)態(tài)均衡電路并聯(lián)時(shí)，每個(gè)所述動(dòng)態(tài)均衡電路中的電池組的正極均與所述高壓總線正端連接，每個(gè)所述動(dòng)態(tài)均衡電路中的電池組的負(fù)極均與所述高壓總線負(fù)端連接，每個(gè)所述動(dòng)態(tài)均衡電路中的第一電壓轉(zhuǎn)換電路均與所述高壓總線正端連接，每個(gè)所述動(dòng)態(tài)均衡電路中的第一電壓轉(zhuǎn)換電路還均與所述高壓總線負(fù)端連接。
[0009]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，所述均衡控制電路包括均衡開關(guān)控制模塊和多個(gè)第二電壓轉(zhuǎn)換電路，所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路的數(shù)量與所述電池組中電池的數(shù)量相同，每個(gè)所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路分別與所述均衡開關(guān)控制模塊和對(duì)應(yīng)的電池連接，所述均衡開關(guān)控制模塊還與所述主控MCU連接，每個(gè)所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路還均與所述第一電壓轉(zhuǎn)換單元連接。
[0010]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，所述均衡控制電路包括均衡開關(guān)控制模塊和多個(gè)第二電壓轉(zhuǎn)換電路，所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路的數(shù)量與所述電池組中電池的數(shù)量相同，每個(gè)所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路分別與所述均衡開關(guān)控制模塊和對(duì)應(yīng)的電池連接，所述均衡開關(guān)控制模塊還通過CAN總線與所述主控MCU連接，所述均衡開關(guān)控制模塊的一端與均衡總線正端連接，所述均衡開關(guān)控制模塊的另一端與均衡總線負(fù)端連接。
[0011]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路中設(shè)有第一隔離模塊，所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路中設(shè)有第二隔離模塊。
[0012]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，所述電池組包括32節(jié)串聯(lián)的電池。
[0013]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，所述第一電壓轉(zhuǎn)換電路將100V電壓轉(zhuǎn)換為12V電壓，所述第二電壓轉(zhuǎn)換電路將12V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓。
[0014]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，所述均衡開關(guān)控制模塊通過所述CAN總線與所述主控MCU進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，所述電壓采樣電路通過SPI總線與所述主控MCU進(jìn)彳丁通{目。
[0015]在本實(shí)用新型所述的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中，所述壓差設(shè)定值為50mV。
[0016]實(shí)施本實(shí)用新型的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)，具有以下有益效果:由于每個(gè)動(dòng)態(tài)均衡電路包括均衡控制電路、電池組、電壓采樣電路、主控MCU和第一電壓轉(zhuǎn)換電路，當(dāng)主控MCU檢測(cè)到電池組內(nèi)有電池壓差大于壓差設(shè)定值時(shí)，主控MCU控制第一電壓轉(zhuǎn)換電路為均衡控制電路進(jìn)行供電，均衡控制電路控制電池組中電壓高的電池將其電量向電壓偏低的電池轉(zhuǎn)移，或者當(dāng)檢測(cè)到組之間的電池組壓差大于壓差設(shè)定值時(shí)，電池組電壓最高的動(dòng)態(tài)均衡電路中的主控MCU控制其對(duì)應(yīng)的第一電壓轉(zhuǎn)換電路為電池組電壓偏低的動(dòng)態(tài)均衡電路中的均衡控制電路進(jìn)行供電，將其多余電量轉(zhuǎn)移到電池組電壓偏低的動(dòng)態(tài)均衡電路中的電池組，這樣就能實(shí)現(xiàn)針對(duì)單個(gè)電池組能量自身轉(zhuǎn)移補(bǔ)充均衡，也可以實(shí)現(xiàn)多電池組能量往低電池組中的低電壓的電池均衡，所以其電路結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)比較方便、成本較低、性價(jià)比較高。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本實(shí)用新型智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為所述實(shí)施例中兩個(gè)動(dòng)態(tài)均衡電路串聯(lián)時(shí)的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為所述實(shí)施例中兩個(gè)動(dòng)態(tài)均衡電路并聯(lián)時(shí)的智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0022]在本實(shí)用新型智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)實(shí)施例中，其智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)在三種情況下的結(jié)構(gòu)示意圖分別如圖1、圖2和圖3所示。本實(shí)施例中，該智能動(dòng)態(tài)均衡電源管理系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的動(dòng)態(tài)均衡電路，圖1為本實(shí)施例中只有一個(gè)動(dòng)態(tài)均衡電路時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)施例中只有兩個(gè)串聯(lián)的動(dòng)態(tài)均衡電路時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3本實(shí)施例中只有兩個(gè)并聯(lián)的動(dòng)態(tài)均衡電路時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。值得一提的是，在本實(shí)施例的一些情況下，串聯(lián)的動(dòng)態(tài)均衡電路的個(gè)數(shù)可以是多個(gè)，并聯(lián)的動(dòng)態(tài)均衡電路的個(gè)數(shù)也可以是多個(gè)，只不過是圖2和圖3中分別只畫出了兩個(gè)動(dòng)態(tài)均衡電路進(jìn)行說明，串聯(lián)或并聯(lián)的動(dòng)態(tài)均衡電路的個(gè)數(shù)具體擴(kuò)展到多少個(gè)，可以根據(jù)具體需要進(jìn)行調(diào)整。
[0023]本實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)均衡電路包括均衡控制電路1、電池組2、電壓采樣電路3、主控MCU4和第一電壓轉(zhuǎn)換電路CT1，電池組2包括多節(jié)串聯(lián)的電池BT，均衡控制電路1與主控MCU4連接，電池組2與第一電壓轉(zhuǎn)換電路CT1連接，電壓采樣電路3與電池組2連接、用于采集電池組2中每節(jié)電池BT的電池電壓，并將采集的電池電壓傳送到主控MCU4，當(dāng)只有一個(gè)動(dòng)態(tài)均衡電路時(shí)，當(dāng)主控MCU4檢測(cè)到電池組2內(nèi)有電池壓差大于壓差設(shè)定值時(shí)，主控MCU4控制第一電壓轉(zhuǎn)換電路CT1為均衡控制電路1進(jìn)行供電，均衡控制電路1控制電池組2中電壓高的電池BT將其電量向電壓偏低的電池BT轉(zhuǎn)移；當(dāng)有多個(gè)動(dòng)態(tài)均衡電路時(shí)，如果檢測(cè)到各電池組2之間的電池組壓差大于壓差設(shè)定值，電池組電壓最高的動(dòng)態(tài)均衡電路中的主控MCU4控制其對(duì)應(yīng)的第一電壓轉(zhuǎn)換電路CT1為電池組電壓偏低的動(dòng)態(tài)均衡電路中的均衡控制電路1進(jìn)行供電，將其多余電量轉(zhuǎn)移到電池組電壓偏低的動(dòng)態(tài)均衡電路中的電池組2。這樣就能實(shí)現(xiàn)針對(duì)單個(gè)電池組能量自身轉(zhuǎn)移補(bǔ)充均衡，也可以實(shí)現(xiàn)多電池組能量往低電池組中的低電壓的電池均衡，所以其電路結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)比較方便、成本較低、性價(jià)比較高。值得一提的是，本實(shí)施例中，第一電壓轉(zhuǎn)換電路CT1將100V電壓轉(zhuǎn)換為12V電壓，電壓采樣電路3的采樣精度控制在5mV?10mV，壓差設(shè)定值為50mV，也就是當(dāng)電池壓差或電池組壓差在小于或等于該壓差設(shè)定值時(shí)，不用啟動(dòng)均衡回路，電壓采樣電路3通過SPI總線與主控MCU4進(jìn)行通信。經(jīng)過電壓均衡后，單電池組單節(jié)壓差或多電池組之間總壓差小于10mV。
[0024]具體的，當(dāng)有一個(gè)動(dòng)態(tài)均衡電路時(shí)，電池組2的正極通過高壓總線正端與第一電壓轉(zhuǎn)換電路CT1連接，電池組2的負(fù)極通過高壓總線負(fù)