一种电池组均衡系统、电源装置和电子设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种电池组均衡系统、电源装置和电子设备。一种电池组均衡系统，包括电池组件、开关组件、控制模块、处理模块、测量模块；所述控制模块、所述测量模块分别与所述处理模块连接；所述电池组件包括串联的多个电池单元；所述测量模块，用于测量每个所述电池单元的电压数据，并输送到所述处理模块中；所述开关组件包括多个双向开关和多个单向开关，均与所述控制模块连接；所述控制模块，用于根据所述处理模块的指令信号驱动所述开关组件。电路简单，只需要控制好相应的开关动作，就能实现均衡效果，操作、控制方便，成本低，尤其是在电池模块串联数较多的时候，更加能够体现这个均衡方式的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种电池组均衡系统、电源装置和电子设备
本技术涉及电池组均衡领域，尤其涉及一种电池组均衡系统、电源装置和电子设备。
技术介绍
在电池行业中，锂电池由于其能量密度高，循环寿命长，自放电率低等优点，应用越来越广泛，但是鉴于目前锂电池的制造水平和工艺，锂电池电芯在生产过程中，各个锂电池单体会存在细微的差别，也就是不一致性问题，其不一致性主要表现在锂电池单体容量、内阻、自放电率、充放电效率等方面，电池在使用过程中，经常被串联或并联使用以获得更高的电压和更大容量来满足负载的需求，但由于电池组性能因木桶效应受特性最差单体制约，所以无论是电池组的充电或放电，电池单体的不一致性都将导致电池组可用容量减少，而且电池组在经过多次的充放电循环后，电池单体差异会逐渐变大，这将会更加影响电池组的使用性能和寿命。为了解决上述问题，通常需要对电池组进行均衡，而电池组的均衡又主要分为能量耗散型和能量转移型两种。能量耗散型主要是在电池组中每节单体电池两端并联电阻，能量通过并联电阻转化为热能耗散掉，从而降低单体电池之间的电压差异，这种方法结构简单、成本低，但是会导致能量的浪费，还会加重电池组热管理的负担。能量转移型主要是把SOC高的单体电池电量转移到SOC低的单体电池中的方法，能最大减少能量浪费，这种方法一般是系统中加入储能元件(电容、电感、变压器等)，在电池组电池数量较多时，会增加拓扑结构复杂程度与成本。申请号为CN201210027136.2的专利文献公开了一种电池均衡电路，其包括第一电池单元、第二电池单元、检流电阻、均衡电感、第一控制开关、第二控制开关和反馈控制电路。其中，该第一电池单元和该第二电池单元串联，该第一电池单元、该检流电阻、该均衡电感和该第一控制开关相互电性连接以形成第一回路，而该第二电池单元、该检流电阻、该均衡电感和该第二控制开关相互电性连接以形成第二回路，该反馈控制电路并联于该检流电阻以侦测该检流电阻的电压降，并发出控制信号分别至该第一控制开关和该第二控制开关以在该第一回路和该第二回路之间进行切换，从而使均衡电流基本恒定。但还是不能有效解决上述问题。因而现有的电池组均衡领域存在不足，还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本技术的目的在于提供一种电池组均衡系统、电源装置和电子设备，在不需要增加额外的储能元件的情况下，达到电池组内各个电池之间的电压均衡。为了达到上述目的，本技术采取了以下技术方案：一种电池组均衡系统，包括电池组件、开关组件、控制模块、处理模块、测量模块；所述控制模块、所述测量模块分别与所述处理模块连接；所述电池组件包括串联的多个电池单元；所述测量模块，用于测量每个所述电池单元的电压数据，并输送到所述处理模块中；所述开关组件包括多个双向开关和多个单向开关，均与所述控制模块连接；所述双向开关、所述单向开关分别与所述控制模块连接；所述双向开关装设在相邻的两个电池单元之间，输入端与一个电池单元的电极连接，两向输出端与另一个电池单元的正负极分别连接；所述单向开关连接在两个相邻的电池单元的相同的电极，连接的是电池单元未连接所述双向开关输入端的电极；所述控制模块，用于根据所述处理模块的指令信号驱动所述开关组件；所述处理模块，用于根据电压数据，驱动所述控制模块控制所述开关组件实现电池单元之间电压均衡。优选的，所述的电池组均衡系统，所述控制模块包括多个控制单元；所述控制单元包括固态继电器和中继器；所述固态继电器的输入端与所述处理模块连接，输出端与所述中继器连接；所述中继器上的常开开关或常闭开关形成所述双向开关和单向开关。优选的，所述的电池组均衡系统，所述测量模块包括多个测量单元；所述测量单元包括放大器和三极管；所述放大器输入端分别与电池单元的正负极连接，输出端与所述三极管连接；所述三极管与所述处理模块连接。优选的，所述的电池组均衡系统，所述放大器的正极输入端还连接有参考电源。优选的，所述的电池组均衡系统，所述参考电源为锂电池。优选的，所述的电池组均衡系统，还包括告警模块，与所述处理模块连接。优选的，所述的电池组均衡系统，所述告警模块包括发光二极管和蜂鸣器。优选的，所述的电池组均衡系统，所述处理模块为MCU芯片。一种电源装置，包括所述的锂电池均衡系统。一种电子设备，使用所述的电源装置供电。相较于现有技术，本技术提供的一种电池组均衡系统、电源装置和电子设备，具有以下有益效果：通过改变电池模组串并联的模式来达到均衡的效果，使系统既实现了均衡的目的，又不需要增加额外的储能元件，电路简单，控制方便。1)本技术提供的电池组均衡系统基于能量转移型方式构建均衡系统，均衡方式不同于能耗式均衡(将多余的能量以热能的形式消耗掉，从而造成能量的浪费)，均衡时不会造成能量的浪费；2)本技术提供的电池组均衡系统在均衡时不依靠外部储能元件，有别于现有的一些的能量转移式均衡方案采用能量转移式的均衡需要增加一些额外的储能元件(比如电容、电感、变压器等)来进行能量转移，本均衡系统不需要增加这些储能元件，依靠电池单元本身就能完成均衡操作；3)本技术提供的电池组均衡系统在所用的元器件比较少，所以电路简单，只需要控制好相应的开关动作，就能实现均衡效果，操作、控制方便，成本低，尤其是在电池模块串联数较多的时候，更加能够体现这个均衡方式的优势。附图说明图1是本技术提供的电池组均衡系统结构图；图2是本技术提供的检测单元电路图；图3是本技术提供的控制模块一种实施方式的电路图；图4是本技术提供的告警模块电路图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请参阅图1，本技术提供一种电池组均衡系统，包括电池组件(为标识)、开关组件(未标示)、控制模块3、处理模块2、测量模块1；所述控制模块3、所述测量模块1分别与所述处理模块2连接；所述电池组件包括串联的多个电池单元B1-Bn；优选的，所述电池单元B1-Bn为本领域常用的单个电池或一般电池组，相应的电池类型不做限定，优选为锂电池；根据设备需求将多个所述电池单元B1-Bn串联后对外供电。所述测量模块1，用于测量每个所述电池单元B1-Bn的电压数据；所述测量模块1使用本领域常用的测量手段，本技术不做限定。电池系统的测量模块1，主要是实时检测各个电池单元B1-Bn的电压，为处理模块2提供数据支持。所述开关组件包括多个双向开关S11/S21/……和多个单向开关S12/S22/……，均与所述控制模块3连接；所述双向开关S11/S21/……、所述单向开关S12/S22/……分别与所述控制模块3连接；所述双向开关S11/S21/……装设在相邻的两个电池单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池组均衡系统，其特征在于，包括电池组件、开关组件、控制模块、处理模块、测量模块；所述控制模块、所述测量模块分别与所述处理模块连接；/n所述电池组件包括串联的多个电池单元；/n所述测量模块，用于测量每个所述电池单元的电压数据，并输送到所述处理模块中；/n所述开关组件包括多个双向开关和多个单向开关，均与所述控制模块连接；所述双向开关、所述单向开关分别与所述控制模块连接；所述双向开关装设在相邻的两个电池单元之间，输入端与一个电池单元的电极连接，两向输出端与另一个电池单元的正负极分别连接；所述单向开关连接在两个相邻的电池单元的相同的电极，连接的是电池单元未连接所述双向开关输入端的电极；/n所述控制模块，用于根据所述处理模块的指令信号驱动所述开关组件；/n所述处理模块，用于根据电压数据，驱动所述控制模块控制所述开关组件实现电池单元之间电压均衡。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池组均衡系统，其特征在于，包括电池组件、开关组件、控制模块、处理模块、测量模块；所述控制模块、所述测量模块分别与所述处理模块连接；
所述电池组件包括串联的多个电池单元；
所述测量模块，用于测量每个所述电池单元的电压数据，并输送到所述处理模块中；
所述开关组件包括多个双向开关和多个单向开关，均与所述控制模块连接；所述双向开关、所述单向开关分别与所述控制模块连接；所述双向开关装设在相邻的两个电池单元之间，输入端与一个电池单元的电极连接，两向输出端与另一个电池单元的正负极分别连接；所述单向开关连接在两个相邻的电池单元的相同的电极，连接的是电池单元未连接所述双向开关输入端的电极；
所述控制模块，用于根据所述处理模块的指令信号驱动所述开关组件；
所述处理模块，用于根据电压数据，驱动所述控制模块控制所述开关组件实现电池单元之间电压均衡。


2.根据权利要求1所述的电池组均衡系统，其特征在于，所述控制模块包括多个控制单元；所述控制单元包括固态继电器和中继器；所述固态继电器的输入端与所述处理模块连接，输出端与所述中继器连接；所述中继器上的常开开...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙刚，姚银壮，禹朝辉，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43