CN201860130U - 防止单体电池过充电和过放电的*** - Google Patents

防止单体电池过充电和过放电的*** Download PDF

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Abstract

防止单体电池过充电和过放电的***，设有电池管理***、开关矩阵、备用电池组及该备用电池组的充电装置，所电池管理***通过线路连接于开关矩阵、备用电池组、动力电池组及充电装置，该动力电池组的各个单体电池经由开关矩阵连接于备用电池组。当动力电池组充电时，一旦发现某个单体电池发生过充电，电池管理***通过开关矩阵将其与备用电池组接通，以防止动力电池组的单体电池过充。当动力电池组放电时，一旦发现某个单体电池电压过低，电池管理***立即通过开关矩阵，以备用电池组中的单体电池取代该电压过低的单体电池向外供电。本实用新型有效防止了动力电池组的各个单体电池过充电和过放电，显著地延长了动力电池组的使用寿命。

Description

防止单体电池过充电和过放电的*** 
技术领域
本实用新型涉及动力电池领域，具体地，涉及一种防止单体电池过充电和过放电的***。 
背景技术
现在的电动车行业最大的问题之一就是电池的寿命问题，电池的过充电和过放电问题与电池的寿命紧密相关。 
通常电池都是由多个单体电池组合形成一个电池组，因为电池老化程度和电池温度的不同，造成每个单体电池的状态各不相同。随着充放电次数的增加，电池间的电压差也会逐渐增加，导致电池间的不平衡加重，最终会使得电池寿命大大缩短。具体地，当电池以较大电流进行一段时间的放电时，且此时电池之间的不平衡达到一定程度，容量最小的电池上产生的极性方向会给该电池造成不可挽回的损坏。 
现有的电池均衡电路都是在过充电电池和欠充电电池之间进行平衡，或者在电池放电时在过放电电池与非过放电电池之间进行平衡。然而，这种平衡电路无法及时对过放电电池进行适当地充电，并且在过充电电池和欠充电电池之间进行平衡效果也不理想，因此并不能有效地延长电池的寿命。 
有鉴于此，需要一种新型的防止单体电池过充电和过放电的***。 
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种防止单体电池过充电和过放电的***，以克服现有技术的上述缺陷，从而有效地防止动力电池组的各个单体电池过充电和过放电，有效地延长动力电池组的使用寿命。 
上述目的通过以下技术方案实现：防止单体电池过充电和过放电的***，设有电池管理***、开关矩阵、备用电池组及该备用电池组的充电装置，所述电池管理***通过线路连接于所述开关矩阵、所述备用电池组、动力电池组及所述备用电池组的充电装置，该动力电池组的各个单体电池经由所述开关矩阵连接于所述备用电池组。 
优选地，所述备用电池组具有三至五个单体电池。 
优选地，所述备用电池组的充电装置设有太阳能电池板和充电电路，所述太阳能电池板经由所述充电电路连接于所述备用电池组，并且所述电池管理***通过线路连接于所述充电电路。 
优选地，所述备用电池组的充电装置设有风扇、发电机和充电电路，所述风扇驱动所述发电机，该发电机经由充电电路连接于所述备用电池组，并且所述电池管理***通过线路连接于所述充电电路。 
优选地，所述开关矩阵包括译码器、隔离器以及多个接点，所述译码器连接于所述隔离器，所述多个接点分别连接到所述隔离器上。 
通过本实用新型的上述技术方案，所述防止单体电池过充电和过放电的***采用一块较小的备用电池组，在动力电池组充电时可以防止该动力电池组的单体电池过充电，在动力电池组放电时又可防止其过放电。所述备用电池组的充电方式可灵活选择。动力电池组充电时一旦发现该动力电池组中的某个单体电池发生过充电，所述电池管理***通过开关矩阵将其与备用电池组的某个电压低的单体电池接通，以防止动力电池组的单体电池过充。当动力电池组放电时，一旦发现该动力电池组中的某个单体电池电压过低，所述电池管理***立即通过开关矩阵，以备用电池组中的单体电池取代动力电池组中的该电压过低的单体电池向外供电，同时也可以对该电压过低的单体电池适当充电。由此可见，本实用新型的防止单体电池过充电和过放电的可在电池充电时防止电池过充，将过充的电量存入备用电池，而电池过放电时可由备用电池提供电量，且可以对存在过放电的电池随时进行充电。所述备用电池可以采用绿色环保充电 形式，并可随时对外放电。本实用新型的防止单体电池过充电和过放电的***有效地防止动力电池组的各个单体电池过充电和过放电，显著地延长了动力电池组的使用寿命。 
附图说明
图1为本实用新型的防止单体电池过充电和过放电的***的结构框图； 
图2为本实用新型的备用电池组采用太阳能发电充电形式的示意图； 
图3为本实用新型的备用电池组采用风力发电充电形式的示意图；以及 
图4为本实用新型的开关矩阵的结构原理图。 
具体实施方式
以下结合附图描述本实用新型的防止单体电池过充电和过放电的***。 
参见图1所示，本实用新型公开了一种防止单体电池过充电和过放电的***，其设有电池管理***(即BMS)、开关矩阵、备用电池组及该备用电池组的充电装置，所述电池管理***通过线路连接于所述开关矩阵、所述备用电池组、动力电池组及所述备用电池组的充电装置，该动力电池组的各个单体电池经由所述开关矩阵连接于所述备用电池组。 
由此可见，所述防止单体电池过充电和过放电的***采用一块较小的备用电池，在电池充电时可以防止单体电池过充电，在动力电池组放电时又可防止其过放电。所述备用电池的充电方式可灵活选择。动力电池组充电时一旦发现该动力电池组中的某个单体电池发生过充电，所述电池管理***通过开关矩阵将其与备用电池组的某个电压低的单体电池接通，以防止动力电池组的单体电池过充。当动力电池组放电时，一旦发现该动力电池组中的某个单体电池电压过低，所述电池管理***立即通过开关矩阵，以备用电池组中的单体电池取代动力电池组中的该电压过低的单体电池向外供电，同时也可以对该电压过低的单体电池适当充电。由此可见，本实用新型的防止单体电池过充电和过放电的可在电池充电时防止电池过充，将过充的电量存入备用电池，而电池过放电时 可由备用电池提供电量，且可以对存在过放电的电池随时进行充电。本实用新型的防止单体电池过充电和过放电的***有效地防止动力电池组的各个单体电池过充电和过放电，显著地延长了动力电池组的使用寿命。 
所述备用电池组可以采用绿色环保充电形式进行充电，并可随时对外放电。相应地，本实用新型的防止单体电池过充电和过放电的***还可以设有所述备用电池组的充电装置。参见图1所示，例如，所述备用电池组可以选择风力发电充电、太阳能充电以及刹车制动动能回收能量充电等绿色环保充电方式。所以，所述备用电池组基本上可以做到随时对电压过低的单体电池进行适当充电，并代替动力电池组中该电压过低的单体电池向外供电。对所述备用电池的各个单体电池的充电，可以采用逐个充电的方式。这样可以保证每个单体电池充电一样，避免产生过充和欠充。所述备用电池组的充电可以通过所述电池管理***进行管理。 
图2和图3分别显示了所述备用电池组的太阳能充电形式和风能充电形式。在图2中，所述备用电池组的充电装置利用太阳能电池板产生的电能，经过充电电路给备用电池充电。所述充电电路由电池管理***控制，所述备用电池组的单体电池的充电状态由测量电路反馈给电池管理***，以由电池管理***对所述备用电池的单体电池的充电进行调节。图3显示的利用风能进行充电的方式与太阳能充电方式的原理相同，只是能力来源不同，图3中，所述充电装置包括风扇、发电机以及充电电路，风扇带动发电机发电，所述发电机产生的电能经由充电电路连接于所述备用电池组。 
此外，参见图4所示，所述开关矩阵可以设有译码器和隔离器，具体地，由控制信号经译码器控制接点1、2、3、4的打开和关闭。经译码器出来的信号A可以控制接点1和2的导通与截止。当A为高电平的时候，接点1和2是截止的，当A为低电平的时候，接点1和2是导通的。信号B与接点3和4原理与A的相同。当然，本实用新型的矩阵开关并不限于图4中所示的仅有四个接点的情形，根据应用需要可以设置更多个接点。 
在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，可以通过任何合适的方式进行任意组合，其同样落入本实用新型所公开的范围之内。另外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。 
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。本实用新型的保护范围由权利要求限定。 

Claims (5)

1.防止单体电池过充电和过放电的***，其特征在于，设有电池管理***、开关矩阵、备用电池组及该备用电池组的充电装置，所述电池管理***通过线路连接于所述开关矩阵、所述备用电池组、动力电池组及所述备用电池组的充电装置，该动力电池组的各个单体电池经由所述开关矩阵连接于所述备用电池组。
2.根据权利要求1所述的防止单体电池过充电和过放电的***，其特征在于，所述备用电池组有三至五个单体电池。
3.根据权利要求1所述的防止单体电池过充电和过放电的***，其特征在于，所述备用电池组的充电装置设有太阳能电池板和充电电路，所述太阳能电池板经由所述充电电路连接于所述备用电池组，并且所述电池管理***通过线路连接于所述充电电路。
4.根据权利要求1所述的防止单体电池过充电和过放电的***，其特征在于，所述备用电池组的充电装置设有风扇、发电机和充电电路，所述风扇驱动所述发电机，该发电机经由所述充电电路连接于所述备用电池组，并且所述电池管理***通过线路连接于所述充电电路。
5.根据权利要求1所述的防止单体电池过充电和过放电的***，其特征在于，所述开关矩阵包括译码器、隔离器以及多个接点，所述译码器连接于所述隔离器，所述多个接点分别连接到所述隔离器上。 
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