CN110601296A - 一种电池管理***主动均衡电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池管理***主动均衡电路，电池监测模块采集到电池组各单体电池电压；电池监测模块与主控模块进行数据通信；监测到电池组中出现电压较低的单体电池，控制电源转换模块启动；常电模块通过电源转换模块给电压较低的单体电池充电，达到各单体电池电压均衡；主控模块控制电源转换模块关闭，断开常电模块给电池组充电。本发明的有益效果为：电池监测模块监测到具体电压较低的单体电池，然后通过常电给电压较低的单体电池进行充电均衡，均衡速度快，定位精确，当电池组各单体电池电压达到均衡后，主控模块控制电源转换模块关闭，断开常电模块给电池组充电，减少能量损耗，增加安全可靠性，不需要中间储能装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池管理***主动均衡电路，属于电池管理***技术领域。
背景技术
电池管理***主要用于对电池参数的管理以及控制，提高电池的使用效率，防止电池出现过充电和过放电，大量应用于电动汽车、储能***等领域。
目前现有的电池管理***主要采用被动均衡方式，在电池两端并联一个放电电阻，当电池组内电压不一致时，通过放电电阻对电压高的电池进行放电，此方案增加能量消耗；也有部分电池管理***采用主动均衡方式，在电池组中并联一个储能装置，通过开关矩阵来回切换，把电压高的电池能量储存在储能装置中，储能装置再把能量转移到电压低电池中，此方案设计复杂，需要中间储能装置，开关矩阵每次只能转移一组电池能量，转换效率低，均衡速度慢，开关矩阵易出错。
目前，电池组在使用过程中电压出现不一致性问题常用的解决办法是对电池组中电压较低的电池从电池包拆解下来单独进行充电，使电池组内各电池电压达到一致，这种方式及其不方便，增加电池组的维修成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种电池管理***主动均衡电路，对于电池组中电压不一致的电池通过启动常电直接对电压较低的电池进行充电，使电池电压达到均衡，同时减少电池在均衡过程中能量的损耗，不需要拆开电池包，直接通过电路即可对电压较低的电池进行充电，同时不需要储能装置，方便快捷，设计稳定可靠。
本发明通过下述方案实现：一种电池管理***主动均衡电路，其通过常电模块对电池组中电压过低的电池进行补充电荷，达到各个单体电池电压均衡。
主控模块控制电源转换模块启动，常电模块通过电源转换模块对电池组中电压过低的电池进行充电。
一种电池管理***主动均衡电路，其包括以下过程：
过程一、电池监测模块采集电池组各单体电池电压；
过程二、电池监测模块与主控模块进行数据通信，主控模块处理电池组各单体电池电压数据；
过程三、监测到电池组中出现电压较低的单体电池，控制电源转换模块启动；
过程四、常电模块通过电源转换模块给电压较低的单体电池充电，达到各单体电池电压均衡；
过程五、主控模块控制电源转换模块关闭，断开常电模块给电池组充电。
所述电池监测模块在整个过程中持续采集电池组各单体电池电压。
所述电源转换模块和所述主控模块均连接到主动均衡模块，通过所述主动均衡模块给电压较低的单体电池充电。
本发明的有益效果为：电池监测模块监测到具体电压较低的单体电池，然后通过常电给电压较低的单体电池进行充电均衡，均衡速度快，定位精确，当电池组各单体电池电压达到均衡后，主控模块控制电源转换模块关闭，断开常电模块给电池组充电，减少能量损耗，增加安全可靠性，不需要中间储能装置，也不需要将电池组中电压较低的电池从电池包拆解下来单独进行充电，使用方便，维修成本低。
附图说明
图1为一种电池管理***主动均衡电路示意图；
图2为一种电池管理***主动均衡电路原理框图；
图3为一种电池管理***主动均衡电路电源转换模块电路原理图；
图4为一种电池管理***主动均衡电路主动均衡模块电路原理图。
具体实施方式
下面结合图1-4对本发明进一步说明，但本发明保护范围不局限所述内容。
为了清楚，不描述实际实施例的全部特征，在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱，应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关***或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例，另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
一种电池管理***主动均衡电路，其包括以下过程：
过程一、电池监测模块采集电池组各单体电池电压；
过程二、电池监测模块与主控模块进行数据通信，主控模块处理电池组各单体电池电压数据；
过程三、监测到电池组中出现电压较低的单体电池，控制电源转换模块启动；
过程四、常电模块通过电源转换模块给电压较低的单体电池充电，达到各单体电池电压均衡；
过程五、主控模块控制电源转换模块关闭，断开常电模块给电池组充电。
具体工作：本具体实施实例以ADI LTC6811为其中一个实例。BAT12为电池组内的最高位第12节电池，BC12为第12节电池的正极端，BC11为第12节电池的负极端连接到第11节电池的正极端，电池电压监测模块采集第12节电池电压，通过SPI总线与主控模块进行通信，主控模块得到电池组内各单体电池的电压，当第12节电池电压较低时，主控模块输出WKUP信号控制电源转换模块三极管Q2导通，从而PMOS管Q1将导通，常电模块接入到开关电源U1，开关电源U1将输出电压，主控模块同时输出Y11信号连接到光耦U2，光耦U3的一端，光耦U2，光耦U3导通，开关电源U1输出引脚+Vo连接到电阻R10，电阻R13的一端，触发NMOS管Q4导通，使第12节电池的负极端通过二极管D2连接到开关电源U1引脚-Vo，开关电源U1引脚-Vo接到电阻R6，触发PMOS管Q3导通，使开关电源U1输出引脚+Vo通过二极管D1连接到第12节电池正极端，从而使开关电源U1的输出接在第12节电池两端，对电池进行充电，当电池充满电达到各单体电池电压均衡后，主控模块断开输出信号WKUP，Y11，使三极管Q2断开，PMOS管Q1也断开，断开常电模块对单体电池的充电。当监测到电池组内其它节电池电压过低时，采用同样方式使常电模块对电压过低的电池补充电荷，从而达到电池组内各个单体电池电压均衡。
本实施例选用了LTC6811电池监测芯片，但不限于此，包括TI、ADI等电池监测芯片选用此方式的主动均衡设计。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种电池管理***主动均衡电路，其特征在于：其通过常电模块对电池组中电压过低的电池进行补充电荷，达到各个单体电池电压均衡。
2.根据权利要求1所述的一种电池管理***主动均衡电路，其特征在于：主控模块控制电源转换模块启动，常电模块通过电源转换模块对电池组中电压过低的电池进行充电。
3.根据权利要求1所述的一种电池管理***主动均衡电路，其特征在于：其包括以下过程：
过程一、电池监测模块采集电池组各单体电池电压；
过程二、电池监测模块与主控模块进行数据通信，主控模块处理电池组各单体电池电压数据；
过程三、监测到电池组中出现电压较低的单体电池，控制电源转换模块启动；
过程四、常电模块通过电源转换模块给电压较低的单体电池充电，达到各单体电池电压均衡；
过程五、主控模块控制电源转换模块关闭，断开常电模块给电池组充电。
4.根据权利要求3所述的一种电池管理***主动均衡电路，其特征在于：所述电池监测模块在整个过程中持续采集电池组各单体电池电压。
5.根据权利要求3所述的一种电池管理***主动均衡电路，其特征在于：所述电源转换模块和所述主控模块均连接到主动均衡模块，通过所述主动均衡模块给电压较低的单体电池充电。
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