一种电池能量均衡装置制造方法及图纸

本公开关于一种电池能量均衡装置，该装置包括装置包括电池组、第一比较装置、第二比较装置、储能电感、二极管组件、开关组件和开关控制器，电池组包括第一电池和第二电池，开关组件包括第一开关和第二开关，第一电池、第二电池、第二开关和第一开关依次串联连接，储能电感设置于电池组和开关组件之间，第一比较装置和第二比较装置用于比较第一电池和第二电池的能量输出比较结果，开关控制器用于根据比较结果向第一开关或第二开关输出脉冲宽度调制信号，以使第一目标电池通过储能电感、开关组件和二极管组件向第二目标电池转移能量。利用本公开实施例可以实现第一电池与第二电池之间的能量均衡，且装置的成本低，可以保证装置的耐压性能。的耐压性能。的耐压性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电池能量均衡装置


[0001]本公开涉及电池管理
，尤其涉及一种电池能量均衡装置。

技术介绍

[0002]锂电池不能出现过充或者过放，当单节电池出现过充或过放时，会引起电池失控或爆炸，而在多节锂电池串联进行充放电下，会出现单体电压不相等情况，因此需要管理每一节串连单体电池，根据木桶效应，当多节串联电池中出现某一节电池偏低或偏高，整组串联电池都必须停止充放电；为解决此问题，目前在BMS(Battery Management System，电池管理系统)中会设计多个单体电池之间的能量均衡，对偏高或偏低电池进行相互均衡，补足木桶效应。具体地，目前的方案是，通过增加单体电压采集，再回传给单片机，单片机再控制主动均衡电路，实现充放电控制，然而这种方式由于需要在单片机与单体电压采集芯片之间增加隔离通讯器件，且需要在单片机与均衡电路之间增加隔离通讯器件，从而导致成本高且隔离耐压降低。

技术实现思路

[0003]有鉴于上述存在的技术问题，本公开提出了一种电池能量均衡装置。本公开的技术方案如下：
[0004]根据本公开实施例的一方面，提供一种电池能量均衡装置，所述装置包括电池组、第一比较装置、第二比较装置、储能电感、二极管组件、开关组件和开关控制器；所述电池组包括第一电池和第二电池，所述开关组件包括第一开关和第二开关，所述二极管组件包括第一二极管和第二二极管，所述开关控制器的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述开关控制器的输出端包括第一输出端和第二输出端；
[0005]所述第一电池、所述第二电池、所述第二开关、所述第一开关依次串联连接，所述第一电池的阳极与所述第二电池的阴极连接，所述第一电池的阴极与所述第一开关连接，所述储能电感的一端与所述第一电池的阳极连接，所述储能电感的另一端与所述第一开关的第一端连接，所述第一二极管的正极与所述第一开关的第二端连接，所述第一二极管的负极与所述第一开关的第一端连接，所述第二二极管的正极与所述第二开关的第二端连接，所述第二二极管的负极与所述第二开关的第一端连接；
[0006]所述第一比较装置的第一输入端与所述第二电池的阳极连接，所述第一比较装置的第二输入端与所述第一电池的阴极连接，所述第一比较装置的输出端与所述开关控制器的第一输入端连接，所述第二比较装置的第一输入端与所述第一电池的阳极连接，所述第二比较装置的第二输入端与所述第一比较装置的第二输入端连接，所述第二比较装置的输出端与所述开关控制器的第二输入端连接；所述第一输出端与所述第一开关连接，所述第二输出端与所述第二开关连接，所述第一比较装置和所述第二比较装置用于比较所述第一电池和所述第二电池的能量输出比较结果，所述开关控制器用于根据所述比较结果向所述第一开关或所述第二开关输出脉冲宽度调制信号，以使所述第一电池和所述第二电池中第
一目标电池通过所述储能电感、所述开关组件和所述二极管组件向第二目标电池转移能量，所述第二目标电池为所述第一电池和所述第二电池中除所述第一目标电池以外的电池，所述第一目标电池的能量大于所述第二目标电池的能量。
[0007]可选的，还包括参考电位采集模块，所述参考电位采集模块包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与第二电池的阳极连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电池的阴极连接，所述第一比较装置通过所述第二电阻与所述第一电池的阴极连接，所述第二比较装置通过所述第二电阻与所述第一电池的阴极连接。
[0008]可选的，所述第一比较装置包括第一电压跟随器和第一比较器，所述第二比较装置包括第二电压跟随器和第二比较器，所述第一电压跟随器的输入端与所述第二电池的阳极连接，所述第一比较器的两个输入端分别与所述第一电压跟随器的输出端和所述第一电阻的第一端连接，所述第一比较器的输出端与所述开关控制器的第一输入端连接，所述第二电压跟随器的输入端与所述第一电池的阳极连接，所述第二比较器的两个输入端分别与所述第二电压跟随器的输出端和所述第一电阻的第一端连接，所述第二比较器的输出端与所述开关控制器的第二输入端连接。
[0009]可选的，所述开关控制器包括方向选择模块和脉冲宽度信号发生器，所述方向选择模块的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，所述脉冲宽度信号发生器的输出端与所述方向选择模块的第一输入端连接，所述脉冲宽度信号发生器用于产生所述脉冲宽度调制信号，所述方向选择模块的第二输入端与所述开关控制器的第一输入端连接，所述方向选择模块的第三输入端与所述开关控制器的第二输入端连接，所述方向选择模块的输出端分别为所述第一输出端和所述第二输出端，所述方向选择模块用于根据所述比较结果从所述第一开关和所述第二开关中确定目标开关，将所述脉冲宽度调制信号输出至所述目标开关。
[0010]可选的，所述装置还包括电流采集装置，所述开关控制器的输入端还包括第三输入端，所述电流采集装置设置于所述储能电感与所述第一开关的第一端之间，所述电流采集装置的输出端与所述开关控制器的第三输入端连接，所述电流采集装置用于采集流经所述储能电感的电流信息，所述开关控制器用于基于所述电流信息确定脉冲宽度信息，根据所述比较结果从所述第一开关和所述第二开关中确定目标开关，向所述目标开关输出所述脉冲宽度信息对应的目标脉冲宽度调制信号。
[0011]可选的，所述电流采集装置包括采样电阻和电压采集模块，所述采样电阻设置于所述储能电感与所述第一开关的第一端之间，所述电压采集模块用于采集所述采样电阻的电压信息，并基于所述电压信息和所述采样电阻的电阻信息得到所述电流信息。
[0012]可选的，所述开关控制器包括方向选择模块、反馈调节模块和脉冲宽度信号发生器，所述方向选择模块的输入端包括第一输入端、第二输入端和第三输入端，所述反馈调节模块的输入端与所述电流采集装置的输出端连接，所述反馈调节模块的输出端与所述脉冲宽度信号发生器的输入端连接，所述脉冲宽度信号发生器的输出端与所述方向选择模块的第一输入端连接，所述方向选择模块的第二输入端与所述开关控制器的第一输入端连接，所述方向选择模块的第三输入端与所述开关控制器的第二输入端连接，所述方向选择模块的两个输出端分别为所述第一输出端和所述第二输出端，所述反馈调节模块用于根据所述
电流信息输出所述脉冲宽度信息，所述脉冲宽度信号发生器用于产生所述目标脉冲宽度调制信号，所述方向选择模块用于根据所述比较结果确定所述目标开关，向所述目标开关输出所述目标脉冲宽度调制信号。
[0013]可选的，所述反馈调节模块为积分器。
[0014]可选的，所述方向选择模块包括第三开关、第四开关和开关控制子模块，所述开关控制子模块的两个输出端分别与所述第三开关和所述第四开关连接，所述开关控制子模块的两个输入端分别与所述第一比较装置的输出端和所述第二比较装置的输出端连接，所述第三开关设置于所述脉冲宽度信号发生器的输出端与所述第一开关之间，所述第四开关设置于所述脉冲宽度信号发生器的输出端与所述第二开关之间，所述开关控制子模块用于根据所述比较结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池能量均衡装置，其特征在于，所述装置包括电池组、第一比较装置、第二比较装置、储能电感、二极管组件、开关组件和开关控制器；所述电池组包括第一电池和第二电池，所述开关组件包括第一开关和第二开关，所述二极管组件包括第一二极管和第二二极管，所述开关控制器的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述开关控制器的输出端包括第一输出端和第二输出端；所述第一电池、所述第二电池、所述第二开关和所述第一开关依次串联连接，所述第一电池的阳极与所述第二电池的阴极连接，所述第一电池的阴极与所述第一开关连接，所述储能电感的一端与所述第一电池的阳极连接，所述储能电感的另一端与所述第一开关的第一端连接，所述第一二极管的正极与所述第一开关的第二端连接，所述第一二极管的负极与所述第一开关的第一端连接，所述第二二极管的正极与所述第二开关的第二端连接，所述第二二极管的负极与所述第二开关的第一端连接；所述第一比较装置的第一输入端与所述第二电池的阳极连接，所述第一比较装置的第二输入端与所述第一电池的阴极连接，所述第一比较装置的输出端与所述开关控制器的第一输入端连接，所述第二比较装置的第一输入端与所述第一电池的阳极连接，所述第二比较装置的第二输入端与所述第一比较装置的第二输入端连接，所述第二比较装置的输出端与所述开关控制器的第二输入端连接；所述第一输出端与所述第一开关连接，所述第二输出端与所述第二开关连接，所述第一比较装置和所述第二比较装置用于比较所述第一电池和所述第二电池的能量输出比较结果，所述开关控制器用于根据所述比较结果向所述第一开关或所述第二开关输出脉冲宽度调制信号，以使所述第一电池和所述第二电池中第一目标电池通过所述储能电感、所述开关组件和所述二极管组件向第二目标电池转移能量，所述第二目标电池为所述第一电池和所述第二电池中除所述第一目标电池以外的电池，所述第一目标电池的能量大于所述第二目标电池的能量。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括参考电位采集模块，所述参考电位采集模块包括串联的第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与第二电池的阳极连接，所述第二电阻的第二端与所述第一电池的阴极连接，所述第一比较装置通过所述第二电阻与所述第一电池的阴极连接，所述第二比较装置通过所述第二电阻与所述第一电池的阴极连接。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一比较装置包括第一电压跟随器和第一比较器，所述第二比较装置包括第二电压跟随器和第二比较器，所述第一电压跟随器的输入端与所述第二电池的阳极连接，所述第一比较器的两个输入端分别与所述第一电压跟随器的输出端和所述第一电阻的第一端连接，所述第一比较器的输出端与所述开关控制器的第一输入端连接，所述第二电压跟随器的输入端与所述第一电池的阳极连接，所述第二比较器的两个输入端分别与所述第二电压跟随器的输出端和所述第一电阻的第一端连接，所述第二比较器的输出端与所述开关控制器的第二输入端连接。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的装置，其特征在于，所述开关控制器包括方向选择模块和脉冲宽度信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨冬强，李明星，徐天财，
申请(专利权)人：杭州华塑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：