[实用新型]一种锂离子电池均衡与保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池管理系统。

背景技术

锂离子电池是我国新能源电动汽车的最主要技术之一，其工作的稳定性和使用寿命直接影响整车的性能。锂离子电池组由于电池自放电率的不同，长时间的积累，造成电池容量的差异；电池使用过程中，由于使用环境如温度、电池接触内阻的差异，也会导致电池容量的不平衡。这些容量的不平衡会直接对电池的使用产生影响。在充电时，因为整车电池的容量不一致，某些单体电池会先被充满，为防止电池过充（锂离子电池过充有可能发生起火爆炸的危险）充电过程停止，这样整车的电池并没有充满，影响电动汽车的续航里程。放电时，那些长期充电不足的蓄电池，会因经常过放使蓄电池容量下降，内阻增加，造成蓄电池的早期损坏，影响电池的使用寿命。为了确保电池组的安全、高效、长寿命运行,必须使用电池均衡方法抑制上述不均衡现象。目前，锂离子电池组均衡主要包括能耗型和回馈型两种方式。能耗型是指给各个单体电池提供并联支路，将电压过高的单体电池通过分流转移电能达到均衡目的。回馈型是指通过能量转换器将单体之间的偏差能量馈送回电池组或电池组中的某些单体。能耗型的均衡方式结构简单，便于实现，其缺点在于产生较大能耗，不利于提高电池能量利用效率，而且均衡速度有限、发热严重,例如专利201298735Y。理论上讲，回馈型的均衡方法具有很高的能量利用效率。然而在实际应用时，由于能量在电池间转移需要使用大量电感、电容等储能元件，电路复杂，控制困难,如专利202231461U。本实用新型采用低压降的开关元件实现电池组中每个单体电池的连接与隔离，无需使用储能器件和耗散电阻即可实现电池均衡和保护功能。

实用新型内容

针对现有技术中的技术缺陷，本实用新型提供一种锂离子电池均衡与保护装置，其特征在于，包括：充电组件，串接于待充电的锂离子电池组，充电组件提供充电电流和电压；电池电压测量电路，并接于锂离子电池组中的单体电池并采集单体电池的电压；控制组件，具有输入端和输出端，输入端连接到所述电池电压测量电路的输出端；数据存储器，连接到所述电池电压测量电路的输出端，数据存储器存储电池电压测量电路的输出的参数；以及状态指示器，连接到控制组件和数据存储器的输出端，状态指示器显示单体电池的状态参数。

优选地，所述装置还包括：开关控制组件，用于控制所述单体电池的接入与隔离，其与所述单体电池相连接。

优选地，所述开关控制组件包括两个控制开关，其中，第一控制开关串接于所述单体电池，第二控制开关并接于第一控制开关以及所述单体电池。

优选地，所述控制开关通过MOS管、三极管以及电阻实现。

本实用新型通过对锂离子电池组充放电的控制，解决串联电池组充放电不均衡导致电池组有效容量小、使用寿命缩短等问题，实现避免能耗型均衡充电时电能的无谓浪费以及回馈型电路复杂控制困难等问题的锂离子电池组充放电均衡与保护装置。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本实用新型的第一实施例的，一种锂离子电池均衡与保护装置的结构示意图：

图2示出根据本实用新型的第二实施例的，电源均衡开关控制组件的原理示意图；

图3示出现有技术中能量耗散型电池均衡方法原理图；。

图4示出根据本实用新型的第三实施例的，电池组最右端单体电池相应开关控制组件的电路图；

图5示出根据本实用新型的第三实施例的，电池组中间部分单体电池相应开关控制组件的电路图；以及

图6示出根据本实用新型的第三实施例的，电池组最左端单体电池相应开关控制组件的电路图。

具体实施方式

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1示出根据本实用新型的第一实施例的，一种锂离子电池均衡与保护装置的结构示意图。具体地，本图示出了充电组件1、电池电压测量电路2、控制组件3、数据存储器4、状态指示器5以及待充电锂离子电池组和相应的开关控制组件。所述充电组件1串接于待充电的锂离子电池组；所述电池电压测量电路2并接于待充电的锂离子电池组的单体电池，所述待充电的锂离子电池组的各单体电池串联，所述电池电压测量电路2的输出端接控制组件3和数据存储器4的输入端，控制组件3和数据存储器4的输出端接状态指示器5的输入端。