[实用新型]一种锂电池能量均衡控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池电压均衡技术领域，尤其涉及一种锂电池能量均衡控制系统及方法。

背景技术

实践表明单体电池寿命长于电池组，原因是电池组在使用的过程中存在各个单体电池电量不均衡而引起的，进而减少整个电池的使用寿命。虽然电池组里的各个单体电池型号规格一样，但由于制造工艺和使用环境的区别造成了各个单体电池电量的不一致性。在电池组的放电过程中，电量最低单体电池最先使用完电量，使电池组电量不足停止工作；在电池组的充电过程中，电量最高的单体电池最先充电完成，使电池组显示电量充满，停止充电，造成其他单体电池电量均不能充完。由此可以得知，采取必要的技术手段来均衡电池能量均衡控制是非常必要的。

现有技术中此类控制系统或装置已由下列专利文献予以披露。

中国发明专利申请公开说明书CN1667909A披露了采用电阻式消耗高电量单体电池消耗电量达到电池组各个单体电池的均衡，提高电池组的充放电性能；这种方式把高容量单体电池以热量形式消耗掉，对能源的利用造成了污染，不符合社会对能源节约的要求。

中国发明专利申请公开说明书CN101826642A披露了采用使两两相连的单体电池进行能量转移均衡，采用动态能量转移方式均衡电池组各个单体电池电量达到均衡的目的；这种动态能量转移方式在于在充电过程中，往往耗时较长，系统的结构也较为复杂，系统的稳定性也较差，生产成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节约能源的锂电池能量均衡控制系统及方法。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种锂电池能量均衡控制系统，包括依次连接驱动电路、变压器、控制电路、电压采集电路组、电压放大电路组和MCU微处理器，所述电压放大电路组连接MCU处理器输入端，所述控制电路上设有MOS管，所述MCU微处理器输出端还包括CELL1、CELL2和CELL3端口分别连接所述控制电路上的MOS管，所述MCU微处理器输出端还包括连接一MOS管，所述MOS管连接系统负载。

优选的，所述MCU微处理器通过RS232通讯端口连接FPGA显示驱动器，所述FPGA显示驱动器通过16bit总线连接LCD显示器，用于完成人机信息交换。

优选的，所述MCU微处理器的输出端还包括BLEED_DRIVER端口，所述BLEED_DRIVER端口通过电阻连接光耦，用于调节驱动电路电流占空比。

优选的，所述变压器为正激变压器。

优选的，所述电压采集电路组包括数个电压采集电路和电池单元，所述电池单元连接反向比例放大器，采集各个电池单元电压。

优选的，所述每组反向比例放大器连接信号放大器，提高电压阻抗，将采集电池单元电压传送过程中损耗限制最低。

优选的，所述每组信号放大器连接MCU微处理器输入端，MCU微处理器采样比较分析电池单元电压。

本发明还提供一种锂电池能量均衡控制方法，包括用于多个电池单元，根据所述电池单元电量采集，并通过采集信号和信号处理传送至微处理器。

优选的，所述微处理器内部设有A/D和D/A端口。

优选的，所述微处理器根据信号分析判定针对最低电量电池单元充电，执行充电操作。

采用以上技术方案的有益效果是：本发明利用MCU微处理器输入端口连接的电路能够对电池组中的各个电池单元实时信号采样、处理、放大、比较和控制充电，直至整个电池组充电完成；MCU微处理器输出端还连接一个LCD显示器用于人机交换，提供充电过程的信息，可以通过显示器观测电池组充电状态；MCU微处理器连接的BLEED DRIVER端口可以调控电流占空比、根据检测电量的信息实行电路的自动开合，对电池组起到保护的作用，延长电池组使用寿命；系统中的采集电路组能够对电压信号稳压滤波，提高电压信号的稳定性；系统中的电压放大电路组提高电压信号的输入阻抗，使得MCU微处理器采集到信号的完整性；微处理器内部设有的A/D和D/A端口，减少转化电路，降低整个系统电路复杂程度；采用本发明的技术方案避免了能源浪费，缩短了充电时间。

附图说明

图1是本发明的电路图；

图2是本发明的电池能量均衡方法的流程图；

其中，1-驱动电路，2-控制电路，3-电压采集电路组，4-电压放大电路组，5-MCU微处理器，6-FPGA显示驱动器，7-LCD显示器，8-系统负载，9-变压器，10-电池单元，11-采集信号，12-信号处理，13-微处理器。

具体实施方式