[发明专利]一种锂电池组内各单体电池电压均压的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及电源稳压技术领域，特别是一种锂电池组内各单体电池电压均压的方法及其装置。

背景技术

电动自行车或电动汽车所用的锂电池组在出厂时通常采用对各单体电池进行电压筛选的方法挑选出电压一致的单体电池组装成锂电池组。但由于各单体电池内在质量差异，在实际使用中往往会很快出现某些单体电池电压过高或过低的现象，从而影响整个锂电池组的有效工作寿命。对于这种情况，在现有技术中通常采用电阻放电耗能的方法，例如中国第02116423.1号专利中公开的技术，将电压过高的单体电池放掉部分能量，使之电压下降，以避免因单体电池电压过高而引发的爆炸事故。这种方法能对电压过高的单体电池进行放电降压、可以有效地避免发生锂电池组爆炸事故，具有一定实用性。但由于其中只解决了某些电压过高单体电池的放电降压问题，而对于锂电池组中的电压过低的单体电池是不起任何作用的，而且对电压过高单体电池的放电降压采用的是电阻耗能的方法，能量没有得到合理利用，而是被消耗浪费掉了，此外，由于对电压偏低的单体电池没有采取升压措施，所以对锂电池组的整体工作寿命帮助不大，因而从经济性和实用性角度考虑，尚欠理想。

发明内容

本发明的目的是要提供一种既能解决锂电池组中某些单体电池电压过高的问题，又能解决某些单体电池电压过低的问题，从而有利于锂电池组中所串联的各单体电池电压趋于一致、有利于延长锂电池组有效工作寿命的锂电池组内各单体电池电压均压的方法及其装置。

本发明的锂电池组内各单体电池电压均压的方法是这样的：通过设置一个能受控接收存贮电能和受控向外转移所存贮电能的储能元件、设置一具有信号输入和输出控制信号功能的单片机、一组设置在锂电池组中各单体电池电极与储能元件及单片机信号输入/输出脚之间的电子开关，由单片机按需控制各电子开关的闭合/断开，执行对各单体电池的电压采样检测、并判断各单体电池的电压状况，再据此按需控制闭合设置在单体电池与储能元件间的相应电子开关，执行将电压偏高单体电池中的电能向储能元件作转移性储存、使之降压。然后，将储能元件中所储存的电能按需对电压偏低的单体电池进行电能补充，使之升压，于是在单片机的自动巡回检测和控制下将电压偏高单体电池中的电能转送到电压偏低的单体电池中去，使锂电池组内各单体电池的电压趋于一致，从而实现锂电池组内各单体电池的电压均压。

基于本发明方法制造的锂电池组内各单体电池电压的均压装置主体包含有盒体、锂电池组和电气线路板，锂电池组和电气线路板均设置在盒体腔内，锂电池组由多个单体电池按需串联而成，电气线路板上固定包含设置有电子开关组件、储能元件、采样电子开关和单片机。其中：所述的电子开关组件由一组一端分别与单体电池串联后形成的电极引出脚电气相连、另一端经极性转换开关后与储能元件的引出脚电气相连的电子开关组成，电子开关的设置数量与锂电池组中所设置的单体电池的数量有关，对于由n个单体电池串联后形成的n+1个电极引出脚上就需对应设置n+1个电子开关，此外，在单片机的信号输入/输出脚与储能元件两端的引出脚之间还分别设置有采样电子开关；所述的储能元件由电容器或电感器充任。

工作时，由单片机按序控制各电子开关的闭合或断开，执行对各单体电池电压的采样检测，并按需闭合与储能元件引出脚电气相连的相应电子开关，执行将电压偏高单体电池中的多余电能取出，使之电压降低，并将取出的电能转送至储能元件中储存，再将储能元件中所储存的电能转送到电压偏低的单体电池中去，使之电压升高，这样在单片机的自动控制下不间断地按需转移电能，最终使锂电池组中的各单体电池电压趋于一致，从而实现锂电池组内各单体电池的电压均压。

此外，在本发明的锂电池组内各单体电池电压的均压装置中还可按需设置有确保单片机正常工作的电压转换电路和具有锂电池充放电保护功能的电压采样控制电路、电流采样控制电路、温度采样电路及温度传感器。