本實(shí)用新型涉及一種電池管理系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路。

背景技術(shù)：

在綠色能源的倡導(dǎo)下，動(dòng)力電池作為新能源電動(dòng)汽車的主要?jiǎng)恿?lái)源，在整車系統(tǒng)中起著不可替代的作用，其日漸受到大眾的歡迎，與此同時(shí)，如何最大限度的延長(zhǎng)電池的使用年限成為關(guān)注的焦點(diǎn)。新電池組各個(gè)單體之間的物理特性差異較小，隨著使用時(shí)間的累積、外環(huán)境的差異變化、電池內(nèi)部部件老化等因素，導(dǎo)致各個(gè)單體之間的差異逐漸變大，即各個(gè)單體電池之間的一致性變差。這種差異可能降低電池的總?cè)萘?，如電池狀態(tài)跟蹤不密切到位，將可能引起某電池單體過(guò)充或者過(guò)放的情況發(fā)生，從而損壞單體電芯或者破壞整個(gè)電池組，損壞整車系統(tǒng)的核心部件，最終導(dǎo)致部件起火，在電動(dòng)汽車的使用過(guò)程中存在著重大的安全隱患。

針對(duì)電池單體存在不可避免的不一致的問(wèn)題，便產(chǎn)生了各種解決電池充放電均衡的方案，以減小電池之間的差異，提高單體電池之間的一致性?，F(xiàn)階段主要的有兩種均衡技術(shù)：被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡。在每個(gè)被動(dòng)均衡電路中，通常將單體電池、功率電阻和開(kāi)關(guān)串聯(lián)，采用電池控制芯片控制開(kāi)關(guān)的通斷，進(jìn)而可以控制單體電池的充放電，實(shí)現(xiàn)電池一致性的均衡。但是在實(shí)際使用過(guò)程中，容易出現(xiàn)功率電阻失效的情況，使整個(gè)均衡電路失效，同時(shí)單體電池的反接也同樣會(huì)破壞均衡電路的組件，引起電路的失效，并且電阻在耗能時(shí)也會(huì)發(fā)熱，不能承受較大的電流，致使均衡系統(tǒng)的可靠性較差，安全效果也不好。最終導(dǎo)致均衡電路失效，引起系統(tǒng)故障，均衡系統(tǒng)無(wú)法工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種保護(hù)均衡回路、提高均衡系統(tǒng)的可靠性以及安全性的電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路，包括：兩個(gè)或兩個(gè)以上的單體電池、采集線、均衡電阻、均衡開(kāi)關(guān)及電池檢測(cè)及管理IC；

兩個(gè)或兩個(gè)以上的所述單體電池依次連接；

所述單體電池與所述均衡開(kāi)關(guān)之間串聯(lián)有所述均衡電阻，所述均衡電阻與所述均衡開(kāi)關(guān)連接，所述均衡電阻由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻并聯(lián)組成；

所述均衡開(kāi)關(guān)與所述均衡電阻及所述單體電池構(gòu)成均衡回路，所述均衡開(kāi)關(guān)的控制端與所述電池檢測(cè)及管理IC連接。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述均衡開(kāi)關(guān)為MOS管或三極管。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述均衡回路中還串聯(lián)有緩沖電阻。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述緩沖電阻串聯(lián)于所述單體電池的正極與所述均衡電阻之間。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述均衡回路中還串聯(lián)有防反接二極管。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述防反接二極管串聯(lián)在所述單體電池負(fù)極與所述均衡開(kāi)關(guān)之間，所述防反接二極管的陽(yáng)極與均衡開(kāi)關(guān)連接，所述二極管的陰極與所述單體電池的負(fù)極連接。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述均衡回路中還串聯(lián)有保險(xiǎn)絲。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述保險(xiǎn)絲串聯(lián)在所述單體電池正極與所述均衡電阻之間。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述均衡回路中還串聯(lián)有保險(xiǎn)絲，所述保險(xiǎn)絲串聯(lián)在所述單體電池正極與所述緩沖電阻之間。

作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述電池檢測(cè)及管理IC依次連接有電池電壓采集芯片、單片機(jī)控制芯片及驅(qū)動(dòng)輸出管腳，所述單片機(jī)控制芯片包括有定時(shí)器，所述電池電壓采集芯片的采集輸入端口與所述采集線連接，所述驅(qū)動(dòng)輸出管腳與所述均衡開(kāi)關(guān)的控制端連接。

均衡電阻采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻組成，有效的利用電阻的數(shù)量關(guān)系，使得均衡回路即使存在某一電阻開(kāi)路失效的情況，其余的電阻也能夠在均衡回路中繼續(xù)正常工作，保證均衡功能不受影響。在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中，巧妙地降低了被動(dòng)均衡電路的均衡電阻潛在失效的概率，提高了均衡系統(tǒng)的可靠性及安全性，降低了由于電阻均衡失效的因素引起的意外事故的發(fā)生。

更重要的是，兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻并聯(lián)使用，一方面可以承受較大的均衡電流，從而可以快速對(duì)不匹配或不一致的電池進(jìn)行均衡操作；另一方面也可以加大電阻的散熱面積，快速實(shí)現(xiàn)散熱的功能，提高散熱的效率，使得均衡回路的熱平衡效果達(dá)到最佳狀態(tài)，最終可以提高整個(gè)均衡系統(tǒng)的安全性能及可靠性能。

均衡回路還包括串聯(lián)于單體電池的正極與均衡電阻之間的緩沖電阻。均衡回路中串聯(lián)的緩沖電阻可有效減小均衡開(kāi)關(guān)開(kāi)啟瞬間的突變電壓對(duì)均衡回路各個(gè)組件的沖擊，尤其是電壓敏感型的均衡開(kāi)關(guān)，使得均衡電流平滑上升至一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，保護(hù)了均衡回路中的各個(gè)器件，提高了均衡回路器件的使用壽命。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型通過(guò)在均衡電阻中并聯(lián)兩個(gè)或兩個(gè)以上電阻，當(dāng)出現(xiàn)其中一個(gè)電阻失效時(shí)，均衡電路仍然可以實(shí)現(xiàn)均衡功能，同時(shí)可以承受較大的電流和提高快速散熱的效率，提高了均衡回路的可靠性及安全性。并且在該均衡回路還設(shè)有保險(xiǎn)絲、防反接二極管以及兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻組成的均衡電阻，使得均衡系統(tǒng)具有多重的保護(hù)屏障，均衡系統(tǒng)也變得更加智能有效，同時(shí)又具有較低的成本、性價(jià)比更高等優(yōu)勢(shì)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例的被動(dòng)均衡電路的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

請(qǐng)參閱圖1，一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路10包括：兩個(gè)或兩個(gè)以上的單體電池100、采集線200、均衡電阻300、均衡開(kāi)關(guān)400及電池檢測(cè)及管理IC500。

兩個(gè)或兩個(gè)以上的單體電池100依次連接；單體電池100與均衡開(kāi)關(guān)400之間串聯(lián)有均衡電阻300，均衡電阻300與均衡開(kāi)關(guān)400的一端連接，均衡電阻300由兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻并聯(lián)組成；均衡開(kāi)關(guān)400與均衡電阻300及單體電池100構(gòu)成均衡回路，均衡開(kāi)關(guān)400的控制端與電池檢測(cè)及管理IC500連接。具體的，均衡開(kāi)關(guān)為MOS管或三極管。

電池檢測(cè)及管理IC500通過(guò)采集線200與單體電池100的正極連接。電池檢測(cè)及管理IC500通過(guò)采集線200采集每節(jié)單體電池100上的電壓值，同時(shí)通過(guò)控制均衡開(kāi)關(guān)400的通斷，實(shí)現(xiàn)均衡電路對(duì)單體電池100的放電。所述均衡電阻300用于均衡單體電池100中的電量。

均衡電阻300采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻組成，充分利用電阻的數(shù)量關(guān)系，使得均衡回路即使存在某一電阻開(kāi)路失效的情況，其余的電阻也能夠在均衡回路中繼續(xù)正常工作，保證均衡功能不受影響。在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中，巧妙地降低了被動(dòng)均衡電路的均衡電阻300潛在失效的概率，提高了均衡系統(tǒng)的可靠性及安全性，降低了由于電阻均衡失效的因素引起的意外事故的發(fā)生。

更重要的是，兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻并聯(lián)使用，一方面可以承受較大的均衡電流，從而可以快速對(duì)不匹配或不一致的電池進(jìn)行均衡操作；另一方面也可以加大電阻的散熱面積，快速實(shí)現(xiàn)散熱的功能，提高散熱的效率，使得均衡回路的熱平衡效果達(dá)到最佳狀態(tài)，最終也可以提高整個(gè)均衡系統(tǒng)的安全性能及可靠性能。

均衡回路中還串聯(lián)有緩沖電阻310。緩沖電阻310串聯(lián)于單體電池100的正極與均衡電阻300之間。均衡回路中串聯(lián)的緩沖電阻310可有效減小均衡開(kāi)關(guān)400閉合瞬間，單體電池100的輸出電壓對(duì)均衡回路各個(gè)組件的沖擊，尤其是電壓敏感型的均衡開(kāi)關(guān)400，使得均衡電流平滑上升至一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值，保護(hù)了均衡回路中的各個(gè)器件，提高了均衡回路器件的使用壽命。

緩沖電阻310不宜過(guò)大，一般來(lái)說(shuō)都應(yīng)該要小于50歐，偏大則會(huì)影響均衡電流的輸出，偏小則降低對(duì)浪涌電壓的抑制效果。均衡電阻300與緩沖電阻310的功率和阻值大小可以根據(jù)均衡電流的大小和實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)合選擇合適的、匹配的參數(shù)。

均衡回路中還串聯(lián)有防反接二極管320。防反接二極管320串聯(lián)在單體電池100負(fù)極與均衡開(kāi)關(guān)400之間，防反接二極管320的陽(yáng)極與均衡開(kāi)關(guān)400的另一端連接，防反接二極管320的陰極與單體電池100的負(fù)極連接。均衡回路中串聯(lián)了防反接二極管320，防反接二極管320的陽(yáng)極可間接與單體電池100的正極連接，可以防止電池反接誤操作現(xiàn)象或者是不規(guī)范的操作對(duì)均衡回路器件和電池的損壞，可操作性好，并且有效地降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

均衡回路中還串聯(lián)有保險(xiǎn)絲330。保險(xiǎn)絲330串聯(lián)在單體電池100正極與均衡電阻300之間。所述保險(xiǎn)絲330也可以串聯(lián)在單體電池100正極與緩沖電阻310之間。均衡回路中串聯(lián)保險(xiǎn)絲330的作用是為電路提供了一道保護(hù)的屏障，如果回路中的電流過(guò)大或者說(shuō)瞬時(shí)的電流很大時(shí)，那么保險(xiǎn)絲330將被熔斷，斷開(kāi)整個(gè)均衡回路，有效地保護(hù)電池電芯不受過(guò)放電或者短路的損壞，使得均衡系統(tǒng)更加可靠，安全系數(shù)更高。

在均衡回路中設(shè)置有保險(xiǎn)絲330、防反接二極管320以及兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻組成的均衡電阻300，使得均衡系統(tǒng)具有多重的保護(hù)屏障，均衡系統(tǒng)也變得更加智能有效，同時(shí)又具有較低的成本，性價(jià)比更高的優(yōu)勢(shì)。

請(qǐng)參閱圖2，電池檢測(cè)及管理IC500依次連接有電池電壓采集芯片510、單片機(jī)控制芯片520及驅(qū)動(dòng)輸出管腳530，單片機(jī)控制芯片520包括有定時(shí)器522，電池電壓采集芯片510的采集輸入端口與采集線200連接，驅(qū)動(dòng)輸出管腳530與均衡開(kāi)關(guān)400的控制端連接。

單片機(jī)控制芯片520定時(shí)的向電池電壓采集芯片510發(fā)出采集指令，電池電壓采集芯片510通過(guò)采集線200測(cè)得單體電池100的電壓值，電池電壓采集芯片510再將測(cè)得的電壓值傳遞給單片機(jī)控制芯片520，單片機(jī)控制芯片520求出每個(gè)單體電池100的電池容量以及電池組的平均電池容量，單片機(jī)控制芯片520再控制驅(qū)動(dòng)輸出管腳530接通均衡開(kāi)關(guān)400，將高于平均電池容量的單體電池100進(jìn)行放電，直到單體電池100的電池容量值達(dá)到平均值時(shí)，再斷開(kāi)均衡開(kāi)關(guān)400，從而實(shí)現(xiàn)電池均衡的功能。

以上實(shí)施方式僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。