本實用新型涉及一種隔離均衡電路，尤其是涉及一種用于電池管理系統(tǒng)中的隔離均衡電路。

背景技術：

目前，大量單體充電電池串聯(lián)組成電池組為電動汽車提供能源，充電電池的性能參數成為影響電動汽車性能的關鍵因素。近年充電電池技術進步巨大，但是其各個參數(電壓、荷電狀態(tài)SOC、內阻、自放電系數等)在生產過程中無法控制到完全一致而存在一些微小的差異，隨著充電電池在電動汽車實際使用中充放電次數的增多，由于溫度、自放電等因素的影響，這些差異將被放大。電池組的容量由組內容量最低的單體電池決定，故一旦有某個電池出現深度放電，整個電池組就必須停止工作；同樣，一旦有單個電池出現過度充電，充電過程也要立即停止，否則電池壽命會嚴重衰減，甚至引起安全隱患。因此需要對電池組內電池間的不一致性進行均衡處理，使電池組內的單體電池保持較好的一致性。

目前，通過電池管理系統(tǒng)來是現實對電池組內的各單體電池進行管理，其中，電池管理系統(tǒng)(BMS)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監(jiān)控電池的狀態(tài)，其能夠準確估測動力電池組的荷電狀態(tài)保證SOC維持在合理的范圍內，防止由于過充電或過放電對電池的損傷，從而隨時預報混合動力汽車儲能電池還剩余多少能量或者儲能電池的荷電狀態(tài)；還能夠在電池充放電過程中，實時采集電動汽車蓄(應該為動力電池組)電池組中的每塊電池的端電壓和溫度、充放電電流及電池包總電壓，防止電池發(fā)生過充電或過放電現象；還能夠實現單體電池均衡充電，使電池組中各個電池都達到均衡一致的狀態(tài)。其中均衡技術是電池管理系統(tǒng)的關鍵技術之一。

目前的電池管理系統(tǒng)中的均衡電路主要是通過在兩單體電池之間設置控制電路，通過控制電路對單體電池的電壓、電流、溫度等信息進行采集，并將采集到的信號進行處理比較，當單體電池的電壓高于某個基準值時，則控制電路則將該單體電池與連接在控制電路輸出端的單體電池接通，使得兩個單體電池之間的電能進行轉移，使其電平趨于一致。上述均衡電路在一定程度上能夠實現單體電池之間電能的平衡，使整個電池組中各電池達到均衡一致的狀態(tài)，但是，上述均衡電路的結構復雜，需要對連 接在控制電路兩端的單體電池狀態(tài)進行監(jiān)測，從而使得控制電路的結構復雜，其需要處理的數據多，對器件要求較高，且易受高壓系統(tǒng)的干擾。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種從電氣上進行了隔離且結構簡單的用于電池管理系統(tǒng)的隔離均衡電路，該電路既能夠實現單體電池之間的電能均衡，又能夠實現電氣上的隔離，使其有效防止高壓系統(tǒng)的干擾影響，且結構簡單。

為了實現本實用新型的目的，所采用的技術方案是：

一種用于電池管理系統(tǒng)的隔離均衡電路，包括主控制器和均衡支路：所述均衡支路主要包括隔離單元和能量消耗單元，所述主控制器的輸出通過隔離單元與所述能量消耗單元的輸入連接。

本實用新型所提供的技術方案通過隔離單元將主控制器和能量消耗單元進行隔離，通過能量消耗單元能夠對單體電池的電能進行消耗，既實現了電氣上的隔離，又實現了單體電池之間的電能均衡，有效地防止了高壓系統(tǒng)的干擾影響，使電路的運行穩(wěn)定、可靠。此外，整個電路只需要對輸入主控制器電壓值或電流值進行處理比較，對于多余的電能進行耗能器件進行消耗，簡化了整個電路的結構。

具體的，所述均衡支路的數量大于單體電池的數量，或者小于單體電池的數量，或者等于單體電池的數量。

具體的，所述隔離單元包括光電耦合器。

具體的，所述能量消耗單元包括電池、電子開關及若干消耗電阻，所述電池的正極通過第一消耗電阻R2連接至所述隔離單元的第一路輸出，負極通過第二消耗電阻R3連接至隔離單元的第二路輸出，所述電池負極還與電子開關的接地端連接，所述電子開關的電源端連接至所述隔離單元的第二路輸出，所述電子開關的輸出端通過第三消耗電阻與所述電池的正極連接。

具體的，所述第三消耗電阻主要由串聯(lián)的電阻R4和電阻R5構成。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理框圖；

圖2為本實用新型的一種電路結構原理圖。

具體實施方式

為使本實用新型實現的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本實用新型。

參照圖1所示，本實用新型在此提供了一種用于電池管理系統(tǒng)的隔離均衡電路，包括用于接收單體電池的電壓值或電流值，并將各單體電池的電壓值或電流值進行比較，并輸出控制信號的主控制器和用于均衡各單體電池電能的均衡支路：所述均衡支路主要包括隔離單元和能量消耗單元，所述主控制器的輸出通過隔離單元與所述能量消耗單元的輸入連接。

其中，所記載的均衡支路的數量是任意的，可以是大于單體電池的數量，也可以是小于單體電池的數量，還可以與單體電池的數量相同；均衡支路采用以上方式設計，既能夠實現單體電池之間的電能均衡，又能夠避免因均衡支路出現問題而無法實現單體電池放電而使單體電池之間無法實現電能均衡的問題，并且能夠減低獨立均衡支路上的能量消耗單元的負擔，還能夠同時對多個單體電池進行放電，提高了效率。

本申請所記載的隔離單元可以采用任何一種具有單向導通特性的元器件，如二極管，但最好是采用光電耦合器，在此以4腳光電耦合器為例來說明其與主控制器和能量消耗電路的具體連接關系：光電耦合器U的1腳輸入通過電阻R1與主控制器的一路輸出連接，2腳接地，輸出腳3和4分別與能量消耗單元的兩路輸入連接，如圖2 所示。

本申請所記載的能量消耗單元可以是任何一種由能夠消耗電能的元器件組成的電路，在此提供的一種包括電池E、電子開關Q及若干消耗電阻，如圖2所示，所述電池E的正極通過第一消耗電阻R2連接至所述隔離單元的第一路輸出，負極通過第二消耗電阻R3連接至隔離單元的第二路輸出，所述電池E負極還與電子開關Q的接地端連接，所述電子開關Q的電源端連接至所述隔離單元的第二路輸出，所述電子開關Q的輸出端通過第三消耗電阻與所述電池的正極連接。本申請?zhí)峁┑哪芰肯膯卧ㄟ^電池、消耗電阻和電子開關形成回路，消耗單體電池多余的能量，起到均衡的功能。

其中第三消耗電阻可以獨立的電阻，也可以是主要由串聯(lián)的電阻R4和電阻R5構成，進行分壓。

所記載的消耗電阻既能夠實現消耗單體電阻多余能量的作用，還能夠實現限流作用。而所記載的主控制器可以是單片機。

本申請所記載的電子開關Q可以是三極管、可以是場效應管、還可以是可控硅， 但其為場效應管時，其連接關系為：其源極通過與電池E的負極連接，漏極通過第三消耗電阻連接至電池E的正極，其柵極與隔離電路的第二路輸出連接。

本實用新型的工作原理是：將電池管理系統(tǒng)中各電壓檢測電路或電流檢測電路的檢測到的各單體電池的電壓值或電流值分別輸入至主控制器；主控制器將接收到的各個電壓值或電流值進行處理，并將處理后的各個電壓值或電流值進行比較，若各電壓值或電流值相等，則主控制器不輸出控制信號；若各電壓值或電流值不相等，主控制器輸出控制信號控制隔離單元導通；相應的單體電池與能量消耗單元連通，由單體電池向能量消耗單元供電；能量消耗單元對單體電池的電能進行消耗，直至其輸入主控制器的電壓值或電流值與其余單體電池的電壓值或電流值相等為止；主控制器輸出控制信號控制隔離單元截止，停止能量消耗。

其中，所記載的主控制器將各電壓值或電流值進行比較，其具體的將各個單體電池的電壓值或電流值分別進行對比，得出最小的電壓值或電流值，以此為基準值，而將大于該基準值的單體電池進行放電，從而達到各單體電池之間的電能均衡。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中 描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。