專利名稱：一種電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池組均衡電路，尤其涉及一種電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車電池組采用串聯(lián)方式連接使用，由于生產(chǎn)工藝等原因?qū)е赂鲉误w電池存在差異，在對(duì)電池組進(jìn)行充放電的過(guò)程中，必然會(huì)擴(kuò)大這種差異，充電時(shí)，容量小性能差的電池會(huì)出現(xiàn)過(guò)充現(xiàn)象；放電時(shí)，容量小性能差的電池又會(huì)有過(guò)放現(xiàn)象；電池組容量利用率會(huì)越來(lái)越低，長(zhǎng)此以往，這種惡性循環(huán)過(guò)程將加速電池的損壞。尤其是在大功率使用時(shí)更容易損壞電池，只有通過(guò)電池管理維護(hù)才能延長(zhǎng)使用壽命。為了減小串聯(lián)電池組的電池不一致性，必須在電池充放電過(guò)程中對(duì)電池組進(jìn)行均衡控制，均衡控制可以分為耗散型均衡和非耗散型均衡2種:耗散型均方法控制簡(jiǎn)單，但是會(huì)有能量損耗；非耗散型均衡中充放電雙向均衡方法的控制電路過(guò)于復(fù)雜而不易于實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)汽車在使用過(guò)程中，蓄電池充放電較為頻繁，充放電電流較大，且要求充電時(shí)間短。綜上所述，現(xiàn)有的各種均衡技術(shù)都存在各自的不足，均衡效果較差，很難在較短的時(shí)間內(nèi)改善電池組的一致性，因而不適用于要求均衡時(shí)間短、能量損耗小的電動(dòng)汽車電池系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種效果明顯、均衡時(shí)間短的電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路，所述電池組由兩個(gè)以上電池單元串聯(lián)構(gòu)成，所述電池單元由一節(jié)單體電池或兩節(jié)以上單體電池串聯(lián)組成，所述均衡電路包括均衡控制器、多個(gè)均衡子電路、連接各均衡子電路的母線，每個(gè)電池單元上均設(shè)置有一個(gè)均衡子電路，所述均衡子電路分別與均衡控制器連接，所述均衡子電路包括一個(gè)隔離型雙向反激變壓器和電子開關(guān)組成，所述隔離型雙向反激變壓器初級(jí)線圈兩端分別與母線的正負(fù)極相連，隔離型雙向反激變壓器次級(jí)線圈兩端分別與單體電池正負(fù)極連接，初級(jí)線圈和母線負(fù)極相連的一端與次級(jí)線圈和電源正極相連的一端互為同名端，單體電池負(fù)極和次級(jí)線圈之間串聯(lián)有一個(gè)電子開關(guān)，母線負(fù)極與初級(jí)線圈之間也串聯(lián)有一個(gè)電子開關(guān)。 優(yōu)選的，所述隔離型雙向反激變壓器次級(jí)線圈通過(guò)選通開關(guān)分別與電池單元內(nèi)的每一個(gè)單體電池正負(fù)極相連，所述電子開關(guān)位于選通開關(guān)與次級(jí)線圈之間。 優(yōu)選的，所述電子開關(guān)為N溝道MOS管開關(guān)，其漏極和源極之間反向并聯(lián)一個(gè)二極管，柵極連接驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路連接均衡控制器。本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路優(yōu)點(diǎn)如下:(I)屬于非耗散型均衡，通過(guò)均衡控制器控制MOS管開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路，使變壓器原邊繞組和副邊繞組能量轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)電能從高電量一側(cè)向低電量一側(cè)轉(zhuǎn)移；并通過(guò)多路選通開關(guān)實(shí)現(xiàn)變壓器副邊繞組分別于電池單元內(nèi)的各單體電池導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)電池單元間任意電池的能量轉(zhuǎn)移；(2)變壓器之間采取共用母線的方式進(jìn)行均衡管理，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，節(jié)約空間和成本，同時(shí)母線具有良好的電能匯集、分配和傳送能力，使得電能在各電池單元之間的轉(zhuǎn)移更加高效、快捷；(3)該電路實(shí)現(xiàn)了最短的時(shí)間內(nèi)改善電池組的一致性，從而延長(zhǎng)了電池組的使用壽命，具有均衡效果明顯、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路的電路框圖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例第一均衡子電路的電路圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例第二均衡子電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。如圖1-3所示，本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路，所述電池組由兩個(gè)以上電池單元構(gòu)成，所述電池單元由六節(jié)單體電池串聯(lián)組成，所述均衡電路包括均衡控制器、四個(gè)均衡子電路、連接各均衡子電路的母線，每個(gè)電池單元上均設(shè)置有一個(gè)均衡子電路，所述均衡子電路分別與均衡控制器連接，所述均衡子電路包括一個(gè)隔離型雙向反激變壓器，所述隔離型雙向反激變壓器初級(jí)線圈兩端分別與母線的正負(fù)極相連，隔離型雙向反激變壓器次級(jí)線圈兩端分別與單體電池正負(fù)極連接，初級(jí)線圈和母線負(fù)極相連的一端與次級(jí)線圈和電源正極相連的一端互為同名端，單體電池負(fù)極和次級(jí)線圈之間串聯(lián)有一個(gè)電子開關(guān)，母線負(fù)極與初級(jí)線圈之間也串聯(lián)有一個(gè)電子開關(guān)。隔離型雙向反激變壓器次級(jí)線圈通過(guò)選通開關(guān)分別與電池單元內(nèi)的每一個(gè)單體電池正負(fù)極相連，所述電子開關(guān)位于選通開關(guān)與次級(jí)線圈之間。電子開關(guān)為N溝道MOS管開關(guān)，其漏極和源極之間反向并聯(lián)一個(gè)二極管，柵極連接驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路連接均衡控制器。本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路是經(jīng)過(guò)均衡控制器對(duì)各電池單元均衡狀態(tài)進(jìn)行判斷，并根據(jù)得到的均衡狀態(tài)對(duì)各個(gè)電池單元間單體電池進(jìn)行充電均衡或者放電均衡，該電路的工作過(guò)程如下所述:假設(shè)某一時(shí)刻BATl電池電壓過(guò)高，而BAT12電池電壓過(guò)低，均衡控制器對(duì)BATl放電均衡，BAT12充電均衡，本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路的執(zhí)行情況如下:1、BATl的均衡子電路運(yùn)行如下:均衡控制器控制選通開關(guān)K1-2中的SlA與SlB導(dǎo)通，SlC與SlD導(dǎo)通，均衡控制器控制MOS管驅(qū)動(dòng)電路輸出脈沖，控制Q1A、Q1B導(dǎo)通，通過(guò)變壓器Tl將BATl的多余能量轉(zhuǎn)移到母線上，直到均衡控制器檢測(cè)到BATl無(wú)需均衡時(shí)，關(guān)斷Q1A、QlB和選通開關(guān)K1-2中的SlA與SIB、SlC與SlD ；2、均衡控制器控制MOS管驅(qū)動(dòng)電路輸出脈沖，控制Q2A、Q2B導(dǎo)通，均衡控制器控制選通開關(guān)K11-12中的S12A與S12B導(dǎo)通，S12C與S12D導(dǎo)通，母線通過(guò)變壓器T2對(duì)BAT12電池進(jìn)行充電，直到均衡控制器檢測(cè)到BAT12無(wú)需均衡時(shí)，關(guān)斷Q2A、Q2B和選通開關(guān)K11-12中的 S12A 與 S12B、S12C 與 S12D。母線具有匯集、分配和傳送電能的作用，各變壓器的原邊繞組之間采用母線連接，副邊繞組通過(guò)選通開關(guān)連接各單體電池，這樣就實(shí)現(xiàn)了母線與各單元單體電池之間的能量轉(zhuǎn)移。在均衡控制器的控制下，任意一節(jié)單體電池可以將多余電量輸送到母線，母線也可以對(duì)其它單元電量較低的單體電池進(jìn)行充電。換言之，母線相當(dāng)于一個(gè)電量中轉(zhuǎn)站，各節(jié)單體電池均可以與母線進(jìn)行電量轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)任意一節(jié)電池將電量轉(zhuǎn)移到其它單元單體電池中。綜上所述，該電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、均衡電流大、均衡時(shí)間短，能夠快速的完成電池之間的能量均衡，保證電池組內(nèi)單體電池的一致性，延遲電池組的使用壽命。
權(quán)利要求1.一種電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路，所述電池組由兩個(gè)以上電池單元串聯(lián)構(gòu)成，所述電池單元由一節(jié)單體電池或兩節(jié)以上單體電池串聯(lián)組成，其特征在于:所述均衡電路包括均衡控制器、多個(gè)均衡子電路、連接各均衡子電路的母線，每個(gè)電池單元上均設(shè)置有一個(gè)均衡子電路，所述均衡子電路分別與均衡控制器連接，所述均衡子電路包括一個(gè)隔離型雙向反激變壓器和電子開關(guān)組成，所述隔離型雙向反激變壓器初級(jí)線圈兩端分別與母線的正負(fù)極相連，隔離型雙向反激變壓器次級(jí)線圈兩端分別與單體電池正負(fù)極連接，初級(jí)線圈和母線負(fù)極相連的一端與次級(jí)線圈和電源正極相連的一端互為同名端，單體電池負(fù)極和次級(jí)線圈之間串聯(lián)有一個(gè)電子開關(guān)，母線負(fù)極與初級(jí)線圈之間也串聯(lián)有一個(gè)電子開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路，其特征在于:所述隔離型雙向反激變壓器次級(jí)線圈通過(guò)選通開關(guān)分別與電池單元內(nèi)的每一個(gè)單體電池正負(fù)極相連，所述電子開關(guān)位于選通開關(guān)與次級(jí)線圈之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路，其特征在于:所述電子開關(guān)為N溝道MOS管開關(guān)，其漏極和源極之間反向并聯(lián)一個(gè)二極管，柵極連接驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路連接均衡控制器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路，包括均衡電路包括均衡控制器、多個(gè)均衡子電路、連接各均衡子電路的母線，每個(gè)電池單元上均設(shè)置有一個(gè)均衡子電路，所述均衡子電路分別與均衡控制器連接，所述均衡子電路包括一個(gè)隔離型雙向反激變壓器和電子開關(guān)組成，所述隔離型雙向反激變壓器初級(jí)線圈兩端分別與母線的正負(fù)極相連，隔離型雙向反激變壓器次級(jí)線圈兩端分別與單體電池正負(fù)極連接，單體電池負(fù)極和次級(jí)線圈之間串聯(lián)有一個(gè)電子開關(guān)，母線負(fù)極與初級(jí)線圈之間也串聯(lián)有一個(gè)電子開關(guān)。本實(shí)用新型的電動(dòng)汽車電池組能量均衡電路實(shí)現(xiàn)了最短的時(shí)間內(nèi)改善電池組的一致性，從而延長(zhǎng)了電池組的使用壽命，具有均衡效果明顯、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02J7/00GK203071622SQ20132006244
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者歐書旺, 劉愛(ài)華, 徐劍虹 申請(qǐng)人:杭州高特電子設(shè)備有限公司