當(dāng)前采集的電壓值中最大、最小值之間的差值大小來(lái)判定是否需要均衡，當(dāng)采集的電壓值Vl?Vn中最大值與最小值之間的差值大于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)Va，微控制器105會(huì)控制充電電路103對(duì)最小電壓值的電池進(jìn)行充電，此處預(yù)設(shè)的電壓閾值Va根據(jù)電池電芯的實(shí)際電壓的不同而設(shè)置，是電壓最大值與最小值之間的電壓偏差值，即:當(dāng)Vl?Vn中最大值與最小值之間的差值小于預(yù)設(shè)的電壓閾值時(shí)Va時(shí)，是不需要對(duì)電芯電壓進(jìn)行均衡的，其中充電的均衡電壓為采集到的電壓值Vl?Vn所有電芯電壓相加后的平均值，微控制器105通過(guò)獲得的各個(gè)電池的電壓數(shù)據(jù)來(lái)控制充電電路103的使能EN、充電電壓、充電電流以及控制隔離開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)充電電路103的輸出連接到哪一個(gè)電池上，微控制器105會(huì)實(shí)時(shí)采集此待均衡電池的電壓，對(duì)采集到的電壓值Vl?Vn進(jìn)行排序，若需要均衡，首先對(duì)Vl?Vn中最小的電壓值進(jìn)行均衡，并按照從小到大的順序依次對(duì)需要均衡的電池進(jìn)行充電，對(duì)需要進(jìn)行均衡的電池進(jìn)行均衡(即進(jìn)行充電)，均衡同時(shí)對(duì)該電池兩端電壓進(jìn)行采樣以判定其是否完成均衡。此處，在對(duì)待均衡電池進(jìn)行充電的能量來(lái)自整個(gè)串聯(lián)電池組101的能量，即:采用其他高于均衡電壓的電池的電壓去給待均衡電池進(jìn)行充電，依次循環(huán)，直到所有電池的電壓均達(dá)到均衡電壓值。待一個(gè)電池完成均衡后再進(jìn)行剩下需要均衡電池的均衡。待所有電池均衡完成后，再掃描所有電池以查看是否有需要均衡的電池。此種掃描方式可以實(shí)現(xiàn)電池充電、放電、動(dòng)態(tài)的均衡。
[0085]本發(fā)明還提供一種串聯(lián)電池組均衡電路的均衡方法，均衡方法包括以下步驟:
[0086]步驟S101.直流變換器104將串聯(lián)電池組的電壓進(jìn)行直流變換后輸出給充電電路103和微控制器105。
[0087]步驟S102.微控制器105控制開(kāi)關(guān)模塊102導(dǎo)通以采集串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的電壓值。
[0088]步驟S103.微控制器105根據(jù)每一個(gè)單體電池的電壓值獲得最大電壓值、最小電壓值以及所有單體電池的電壓均值，并計(jì)算最大電壓值與最小電壓值之間的電壓差值。
[0089]步驟S104.微控制器105判斷電壓差值是否大于預(yù)設(shè)值，是，則控制開(kāi)關(guān)模塊102導(dǎo)通使充電電路103逐個(gè)向電壓值小于電壓均值的單體電池充電，完成充電后返回執(zhí)行步驟S101，直至所有單體電池的電壓值達(dá)到電壓均值；否，則返回執(zhí)行所述步驟S101。
[0090]在步驟S104中，微控制器控制開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通使充電電路逐個(gè)向電壓值小于電壓均值的單體電池充電步驟具體為:
[0091]微控制器按照電壓值從小到大的順序使充電電路依次向電壓值小于所述電壓均值的單體電池充電。
[0092]本發(fā)明提供串聯(lián)電池組均衡電路及均衡方法，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)可以達(dá)到如下技術(shù)效果:實(shí)現(xiàn)串聯(lián)電池組之間電壓的平衡，解決了串聯(lián)電池組中的“木桶效應(yīng)”，使得整個(gè)電池串聯(lián)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)正常的滿充電、滿放電，在均衡過(guò)程中具有較高的轉(zhuǎn)換效率，通過(guò)優(yōu)異的算法，使N個(gè)串聯(lián)電池組最多僅需要N-1次均衡就可完成整個(gè)電池組的平衡，采用了獨(dú)特的采樣設(shè)計(jì)，即使再多的串聯(lián)電池單體也僅需要一路ADC采樣通道，同時(shí)ADC采樣精度僅與單體電池電壓有關(guān)，與整個(gè)串聯(lián)電池組之間的電壓無(wú)關(guān)，實(shí)現(xiàn)在充電、放電以及動(dòng)態(tài)時(shí)均可實(shí)現(xiàn)均衡，使用較小的功率即可完成對(duì)電池的均衡，降低了功率器件的成本。
[0093]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的應(yīng)用實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書(shū)確定的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種串聯(lián)電池組均衡電路，其特征在于，所述串聯(lián)電池組均衡電路包括開(kāi)關(guān)模塊、微控制器、充電電路以及直流變換器； 所述直流變換器的第一電壓輸入端和第二電壓輸入端連接所述串聯(lián)電池組的正極和負(fù)極，所述直流變換器的電壓輸出端連接所述充電電路的電壓輸入端和所述微控制器的電壓輸入端，所述充電電路的電壓輸出端連接所述開(kāi)關(guān)模塊的電壓輸入端，所述充電電路和所述開(kāi)關(guān)模塊的控制端連接所述微控制器的輸出端，所述開(kāi)關(guān)模塊的電壓采集輸出端連接所述微控制器的輸入端； 所述直流變換器將所述串聯(lián)電池組的電壓進(jìn)行直流變換后輸出給所述充電電路和所述微控制器； 所述微控制器控制所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通以采集所述串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的電壓值，并根據(jù)所述每一個(gè)單體電池的電壓值獲得最大電壓值、最小電壓值以及所有單體電池的電壓均值，并計(jì)算所述最大電壓值與所述最小電壓值之間的電壓差值，判斷所述電壓差值是否大于預(yù)設(shè)值，當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，控制所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通使所述充電電路逐個(gè)向電壓值小于所述電壓均值的單體電池充電，完成充電后再驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通以采集所述串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的電壓值，直至所有單體電池的電壓值達(dá)到電壓均值；當(dāng)判斷結(jié)果為否時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通以采集所述串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的電壓值。
2.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)電池組均衡電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)模塊包括多個(gè)隔離開(kāi)關(guān)，每一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的第一電壓輸入端和第二電壓輸入端連接串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的正極和負(fù)極，所述每一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的控制端連接所述微控制器的一個(gè)輸出端，所述每一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的電壓采集輸出端連接所述微控制器的輸入端和所述充電電路的輸出端。
3.如權(quán)利要求2所述的串聯(lián)電池組均衡電路，其特征在于，所述串聯(lián)電池組均衡電路還包括譯碼器，所述譯碼器的控制端連接所述微控制器的輸出端，所述譯碼器的輸出端分別連接所述每一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的控制端； 所述微控制器判定所述電壓差值是否大于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制譯碼器逐個(gè)導(dǎo)通電壓值小于所述電壓均值的單體電池所對(duì)應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)，使所述充電電路逐個(gè)向電壓值小于所述電壓均值的單體電池充電。
4.如權(quán)利要求2所述的串聯(lián)電池組均衡電路，其特征在于，所述每一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)為電磁繼電器或者場(chǎng)效應(yīng)管式繼電器。
5.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)電池組均衡電路，其特征在于，所述直流變換器為隔離式直流變換器，所述隔離式直流變換器用于將所述串聯(lián)電池組的負(fù)極與所述隔離式直流變換器的接地端隔離。
6.如權(quán)利要求1所述的串聯(lián)電池組均衡電路，其特征在于，所述微控制器控制所述充電電路對(duì)所述串聯(lián)電池組中的單體電池進(jìn)行恒流充電或恒壓充電。
7.如權(quán)利要求6所述的串聯(lián)電池組均衡電路，其特征在于，所述微控制器包括: 第一降壓模塊、控制器、譯碼器以及第二反饋單元； 所述第一降壓模塊的輸入端為所述微控制器的電壓輸入端，所述第一降壓模塊的輸出端連接所述控制器的電壓輸入端和所述譯碼器的電壓輸入端，所述第二反饋單元的輸入端為所述微控制器的輸入端，所述第二反饋單元的反饋端連接所述控制器的輸入端，所述控制器的輸出端連接所述譯碼器的控制端，所述譯碼器的輸出端分別連接所述每一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)的控制端； 所述微控制器判定所述電壓差值是否大于預(yù)設(shè)值時(shí)，控制譯碼器使最小電壓值的單體電池所對(duì)應(yīng)的隔離開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，使所述最小電壓值的單體電池的電壓值達(dá)到均衡電壓值。
8.如權(quán)利要求6所述的串聯(lián)電池組均衡電路，其特征在于，所述微控制器的輸出端連接所述充電電路的恒壓控制端、恒流控制端以及使能端； 所述微控制器通過(guò)所述恒流控制端和所述使能端控制所述充電電路對(duì)所述串聯(lián)電池組中的單體電池進(jìn)行恒流充電，并在對(duì)所述單體電池進(jìn)行恒流充電完畢后，通過(guò)所述恒壓控制端和所述使能端控制所述充電電路對(duì)所述單體電池進(jìn)行恒壓充電。
9.一種基于權(quán)利要求1所述的串聯(lián)電池組均衡電路的均衡方法，其特征在于，所述均衡方法包括以下步驟: A.所述直流變換器將所述串聯(lián)電池組的電壓進(jìn)行直流變換后輸出給所述充電電路和所述微控制器； B.所述微控制器控制所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通以采集所述串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的電壓值； C.所述微控制器根據(jù)所述每一個(gè)單體電池的電壓值獲得最大電壓值、最小電壓值以及所有單體電池的電壓均值，并計(jì)算所述最大電壓值與所述最小電壓值之間的電壓差值； D.所述微控制器判斷所述電壓差值是否大于預(yù)設(shè)值，是，則控制所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通使所述充電電路逐個(gè)向電壓值小于所述電壓均值的單體電池充電，完成充電后返回執(zhí)行所述步驟A，直至所有單體電池的電壓值達(dá)到電壓均值；否，則返回執(zhí)行所述步驟A。
10.如權(quán)利要求9所述的均衡方法，其特征在于，所述步驟D中，所述控制器控制所述開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通使所述充電電路逐個(gè)向電壓值小于所述電壓均值的單體電池充電步驟具體為: 所述控制器按照電壓值從小到大的順序使所述充電電路依次向電壓值小于所述電壓均值的單體電池充電。
【專利摘要】本發(fā)明涉及電池均衡技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種串聯(lián)電池組均衡電路及均衡方法，串聯(lián)電池組均衡電路包括開(kāi)關(guān)模塊、微控制器、充電電路以及直流變換器；微控制器控制開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通以采集串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的電壓值；計(jì)算最大電壓值與最小電壓值之間的電壓差值，判斷電壓差值是否大于預(yù)設(shè)值，當(dāng)判斷結(jié)果為是時(shí)，控制開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通使充電電路逐個(gè)向電壓值小于所述電壓均值的單體電池充電，完成充電后再驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)模塊導(dǎo)通以采集串聯(lián)電池組中每一個(gè)單體電池的電壓值，直至所有單體電池的電壓值達(dá)到電壓均值，本發(fā)明提供的技術(shù)方案在充電、放電以及動(dòng)態(tài)時(shí)均可實(shí)現(xiàn)均衡，使用較小的功率即可完成對(duì)電池的均衡，同時(shí)降低了功率器件的成本。
【IPC分類】H02J7-00, H01M10-44
【公開(kāi)號(hào)】CN104600799
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510013377
【發(fā)明人】王賢江, 胡振營(yíng)
【申請(qǐng)人】深圳市理邦精密儀器股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日