[实用新型]分流均衡装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及蓄电池领域，具体涉及对蓄电池中各个单体电池进行分流均衡的装置。

背景技术

蓄电池由多个单体电池串联组成，蓄电池组由多个蓄电池串联组成，已广泛地应用在交通、电力、通信等领域的电子设备中。实践表明，蓄电池组的寿命远远低于单体电池的寿命，最根本的原因就是在充电设备对蓄电池组充电式时，流过各个单体电池的电流大小相同，然而由于单体电池的容量存在差异，在以相同的充电电流充电时，会造成有的单体电池未充满，而有的单体电池过冲的现象，也就是造成单体电池充电不均衡，严重降低了蓄电池组的寿命。现有的充电均衡器能够有效弥补在充电过程中不一致性，最大限度地发挥电池的效用，延长电池的使用寿命。常见的充电均衡器有如下几种：

（1）被动放电式充电均衡器。这种充电均衡器利用电池管理系统（BMS）检测充电机在充电过程中的单体电池电压，检测到端电压较高的单体电池，则闭合相应的开关，将负载接入为单体电池放电，直到其两端电压与其余单体电池电压接近为止。这种充电均衡器，优点是结构简单，容易实现；缺点是比较耗能，充电机的输出能量不能充分得到利用，有一部分被消耗在无用的负载上，相当于部分单体电池多充后能量再被放出来损耗掉。

（2）电容切换式充电均衡器。这种充电均衡器，利用电容在蓄电池组问来回切换实现电压均衡充放电，通过单刀双掷的双向开关进行切换。每个电容都与相邻的两个蓄电池相连。切换过程中，电压发生转化，向蓄电池释放或者吸收能量，最终达到相邻两个单体蓄电池的容量一致的目的。这种方法优点是不用消耗能量，效率较高；缺点是这种方法由于引进电容，所以均衡频率受到一定限制。另外，单刀双掷开关的实现比较复杂。同样存在部分电池单体多充后再被放出来转移到欠充的电池单体，转移过程中同样会再次造成能量损耗。

（3）放电平衡式均衡充电机。以最低单体电压为基准，高于这个基准的单体电池则闭合相应的开关，为其放电，直至电压等于最低的单体电池电压，这时，所有闭合的开关都打开，充电机为串联电池组以相同的电流充电，单体电池的电压自动平衡。这种方法的优点是简单易行，缺点是电压检测电路较复杂，电池能量得不到充分利用。同样存在部分电池单体多充后再被放出来损耗掉了。

发明内容

本实用新型的目的是为解决现有充电均衡器存在的部分电池单体多充后再被放出损耗掉或转移到欠充的部分单体中存在二次转移时的能量损耗，同时每次充电时或充电后多充的电池单体先被充入再放出也会影响电池充电循环寿命的问题，提出一种新型的均衡效果好的分流均衡装置。

本实用新型采用的技术方案是：包括充电机及并联于充电机的串联电池组，串联电池组的每个电池单体均并联一个分流装置，所有的分流装置均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置分别连接于控制电路，每个分流装置均是由一个电感器、一个开关、一个电感、一个电容和两个二极管构成的正激式升压开关电源。

本实用新型采用上述技术后，与常见的电池充电均衡器相比，具有以下优点：

本实用新型通过控制电路控制分流装置的开关，可以在充电一开始时就对单体电压偏高的单体进行减少充电电流的均衡动作，均衡过程可以在整个充电过程中进行，可采用动态的基准电压给各个分流装置，整个充电过程中精确分流均衡，均衡时间长；整个充电过程中单体都不会存在过充现象，也不会产生过充或多充后再放出来消耗掉或转移到其它单体的问题，均衡效果较好。

附图说明

  图1是本实用新型的电路结构框图；

 图中：1.充电机；2.分流装置；3.控制电路；4.检测电路。   

具体实施方式

参见图1所示，本实用新型包括充电机1以及并联于充电机1的串联电池组，B1，B2，……，Bn是串联电池组中的电池单体，充电机1并接串联电池组，对串联电池组充电。每个电池单体B1，B2，……，Bn均并联一个分流装置2，所有的分流装置2均连接检测电路4，检测电路4和所有的分流装置2分别连接于控制电路1。每个分流装置2均由一个电感器、一个开关、一个电感、一个电容和两个二极管构成，构成正激式升压开关电源。与电池单体B1，B2，……，Bn对应的电感器分别是电感器LF1，LF2，……，LFn，与电池单体B1，B2，……，Bn对应的开关分别是开关S1，S2，……，Sn，与电池单体B1，B2，……，Bn对应的电感分别是电感L1，L2，……，Ln，与电池单体B1，B2，……，Bn对应的电容分别是电容C1，C2，……，Cn, 与电池单体B1，B2，……，Bn对应的两个二极管分别是二极管D1、D2，D3、D4，……，D2n-1、D2n。

本实用新型工作时，由控制电路3接受检测电路4中来的各单体电压与电池组总电压，形成以平均单体电压作为控制各分流装置2的动态电压基准，结合各电池单体电压，给各个电池单体的充电电流进行分流，所分流的能量通过分流装置2回馈给电池组充电。以平均单体电压作为控制各开关S1，S2，……，Sn的动态电压基准，将各电池单体电压与平均单体电压逐个地进行比较，确定出比平均单体电压高的电池单体，控制电路3启动并联于比平均单体电压高的电池单体的分流装置2，控制这些分流装置2减少这部分电池单体的充电电流，给这部分电池单体的充电电流进行分流，直到它们的电压与平均单体电压相等时，并联的分流装置2停止工作。