[发明专利]电池组充放电均衡设备

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电管理技术领域，具体涉及一种用于电池组充放电均衡的设备，可应用到电动汽车等使用的铁锂电池组。

背景技术

由于单节铁锂电池电压很低，一般设备比如电动汽车上面需要用到的铁锂电池都是有多节串联得到较高电压才能使用的。当多节电池串联时，由于电池间的差异，长时间使用后电压容量等会出现差异，而且这种差异随着时间的积累会越来越严重。而整个电池组的性能取决于最弱的一个电池，这类似于木桶效应。常规充电器给电池充电时当检测到有一块电池充满后就停止充电，因为继续充电会损坏先充满的电池。当电池组中有些电池经常充不满电后会影响整个电池组的性能。

发明内容

本发明提供一种电池组充放电均衡设备，对每组电池单体进行充放电均衡，保证每块电池电压在一定范围内保持一致。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电池组充放电均衡设备，包括充放电均衡控制电路以及串联的电池组，所述充放电均衡控制电路包括MCU模块、与该MCU模块之间信号连接的恒流充电电路和继电器组模块，以及用于对电池组进行均压放电的恒压负载电路模块，所述恒流充电电路用于对电池组进行充电，所述恒压负载电路模块通过继电器组模块与电池组连接，该恒压负载电路模块包括依次串联的与电池组一一对应的恒压负载，其中恒压负载设置均衡电压值，当恒压负载对应的电池电压低于或等于均衡电压值时，对应的继电器断开，该恒压负载不工作，当恒压负载对应的电池电压超过均衡电压值时，对应的继电器闭合，电流不经过充满电的电池，直接从该电池对应的恒压负载放电。

所述恒流充电电路包括变压电路、整流滤波电路和恒流源模块，其中变压电路中三个继电器构成一个抽头选择电路，通过该继电器连接不同电压抽头达到宽电压输入和效率控制。

所述MCU模块信号连接有电池反接检测电路，该电池反接检测电路包括输出端并联的反接光耦，该反接光耦的输入端与电池的正负极连接，当正常接通电池时，每个反接光耦输入端处于反接状态，反接光耦不工作，其后级不输出；当某节电池反接后，反接光耦导通，其后级输出到单片机的IO口拉到低电平，单片机检测到错误信号。

本发明设备首先判断每块电池电压是否在正确的范围内，每个接口同时包含反接光耦，用于检测电池极性是否反接，防止接线错误。判断所有连接正确后，切断继电器，开启恒流电源开始充电。当电池电压超过均衡电压时恒压负载模块开始工作，电流不再经过电池，而是经过与该电池并联的恒压负载模块，从而达到保护电池不过充，当MCU模块检测到所有电流都是经过恒压负载模块时则判断均衡结束。

由以上技术方案可知，本发明通过在电池组上并联接入恒压负载模块使每个电池都能充满电且不过充，让每块电池都能发挥出最大容量，从而使电池组达到充放电均衡和最佳工作状态。

附图说明

图1为本发明的系统原理图；

图2为本发明常规充电状态电流流向图；

图3为本发明部分电池充满时充电电流流向示意图；

图4为本发明中电池反接检测电路示意图；

图5为本发明中恒流充电电路原理图；

图6为本发明中主充放电电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

本发明设备主要是均衡铁锂电池组中各组电池，通过充放电达到电压在一定范围内保持一致。

如图1所示，电池组充放电均衡设备包括充放电均衡控制电路1以及串联的电池组2，所述充放电均衡控制电路包括MCU模块11、与该MCU模块之间信号连接的恒流充电电路13和继电器组模块12，以及用于对电池组进行均压放电的恒压负载电路模块14，所述恒流充电电路用于对电池组进行充电。电池组的每块电池的正负极都与充放电均衡控制电路连接。

如图5所示，所述恒流充电电路包括变压电路131、整流滤波电路132和恒流源模块133，其中变压电路采用工频变压器，具有寿命长，过载能力强，电磁干扰小，稳定性好的特性，配合后续整流滤波电路和恒流源模块电路使用。