一種電磁均衡式電池保護(hù)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池管理保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁均衡式電池保護(hù)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，經(jīng)過串、并聯(lián)連接的電池組通常都采用電池管理器進(jìn)行過流、過壓、欠壓、過溫等保護(hù)，在一般的電池組使用領(lǐng)域由于本身就使用了相關(guān)參數(shù)保護(hù)的控制器，例如電動(dòng)車領(lǐng)域中的電機(jī)控制器在行駛中已經(jīng)具有電池組欠壓、過流、過溫等保護(hù)功能，而現(xiàn)有電池管理系統(tǒng)應(yīng)用在電動(dòng)車上又重復(fù)檢測控制電池組的欠壓、過流、過溫等參數(shù)，這樣檢測不但造成經(jīng)濟(jì)成本的浪費(fèi)，同時(shí)還增加了整車出故障的概率。
[0003]現(xiàn)有電池組在成組過程中，控制點(diǎn)多，接線和管理復(fù)雜，一套電池組管理系統(tǒng)的成本非常高，例如在電動(dòng)車領(lǐng)域就占到電池組總成本一半左右。
[0004]由于電池組充電時(shí)，會(huì)出現(xiàn)每只電池電壓不一致的情況，電壓已經(jīng)充高的電池如果不及時(shí)斷開繼續(xù)充電，它的電壓會(huì)超過允許的最高充電電壓，該電池就會(huì)出現(xiàn)鼓包或者爆炸，如果長時(shí)間斷開，則電壓低的電池因?yàn)闆]有充滿電而影響使用，要做到既安全充滿電又不影響使用容量，這就需要采用一種能量均衡法來達(dá)到各電池電壓在充電完成后基本一致，現(xiàn)有電池管理器采用的動(dòng)態(tài)能量均衡法由于均衡的能量很小，均衡效果較差，而采用的靜態(tài)能量均衡法由于均衡的能量本質(zhì)上是通過電阻發(fā)熱，系統(tǒng)的熱可靠性不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小，成本低廉，能對電池進(jìn)行能量均衡及安全保護(hù)的電磁均衡式電池保護(hù)器。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電磁均衡式電池保護(hù)器，包括光電轉(zhuǎn)換器、回差比較器、光電驅(qū)動(dòng)器和電壓均衡器，
[0007]所述光電轉(zhuǎn)換器和電壓均衡器的第一輸入端連接待充電電池正極，所述光電轉(zhuǎn)換器和電壓均衡器的第二輸入端連接待充電電池負(fù)極，所述電壓均衡器包含第一繼電器，所述待充電電池的正極通過所述第一繼電器的常閉觸點(diǎn)輸出電壓，所述光電轉(zhuǎn)換器上設(shè)置有電池電壓值信號輸出端；
[0008]所述光電轉(zhuǎn)換器高電位輸出端連接所述回差比較器的高電位輸入端，
[0009]所述回差比較器高電位輸出端連接所述光電驅(qū)動(dòng)器的高電位輸入端，
[0010]所述光電驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號輸出端連接所述電壓均衡器的驅(qū)動(dòng)信號輸入端，所述光電驅(qū)動(dòng)器的高壓接地端與電壓均衡器的高壓接地端均連接至待充電電池負(fù)極，
[0011 ] 光電轉(zhuǎn)換器的高電位輸出端將待充電電池正負(fù)極之間的電壓傳遞到回差比較器的高電位輸入端，光電轉(zhuǎn)換器的電池電壓值信號輸出端同步輸出待充電電池的電壓值給回差比較器，回差比較器根據(jù)所接收到的待充電電池的電壓值向所述光電驅(qū)動(dòng)器發(fā)送高低電平信號，所述光電驅(qū)動(dòng)器根據(jù)所接收的高低電平信號向電壓均衡器輸出高低電平信號，所述電壓均衡器根據(jù)光電驅(qū)動(dòng)器發(fā)送高低電平信號對電池充放電進(jìn)行控制。
[0012]當(dāng)待充電電池正負(fù)極之間的電壓通過光電轉(zhuǎn)換器的高電位輸出端傳遞給回差比較器的高電位輸入端的同時(shí)，又通過光電轉(zhuǎn)換器的電壓值信號輸出端同步輸出待充電電池的電壓值給外部控制器，外部控制器對電池的電壓值進(jìn)行顯示及監(jiān)控，回差比較器根據(jù)接收到的待充電電池的電壓值進(jìn)行比較:
[0013]如果待充電電池的電壓值 >設(shè)置的允許的最高上限電壓時(shí)，回差比較器的高電位輸出端由原來的高電平輸出轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖捷敵鼋o光電驅(qū)動(dòng)器的高電位輸入端，光電驅(qū)動(dòng)器接收到輸入端為低電平后，光電驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號輸出端由原來的低電平輸出轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖捷敵鼋o電壓均衡器的驅(qū)動(dòng)信號輸入端，電壓均衡器接收到驅(qū)動(dòng)信號輸入端為高電平后，停止對待充電電池充電，電壓均衡器對待充電電池進(jìn)行電磁放電均衡，直到待充電電池的電壓值下降到允許的滿電電壓下限值時(shí)，停止放電。
[0014]如果待充電電池的電壓值 <設(shè)置的允許的最高上限電壓時(shí)，回差比較器的高電位輸出端保持高電平輸出給光電驅(qū)動(dòng)器的高電位輸入端，光電驅(qū)動(dòng)器接收到高電位輸入端為高電平后，光電驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號輸出端保持低電平輸出給電壓均衡器的驅(qū)動(dòng)信號輸入端，電壓均衡器接收到驅(qū)動(dòng)信號輸入端為低電平后，控制待充電電池繼續(xù)充電。
[0015]該電池保護(hù)器能對電池進(jìn)行能量均衡及安全保護(hù)，使得電池不存在過流、過壓或是欠壓的問題。
[0016]進(jìn)一步的，所述光電轉(zhuǎn)換器包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻，第一電容、第二電容、第一光電耦合器、同相放大器，
[0017]所述第一電阻的一端與待充電電池的正極連接，另一端通過第一電容與待充電電池的負(fù)極連接，所述第一電容并聯(lián)在所述第一光電耦合器輸入端的二極管兩端，所述第一光電耦合器的集電極通過第二電阻與第一直流電源連接，所述第一光電耦合器的發(fā)射極通過第三電阻和第二電容接地，所述第三電阻和第二電容并聯(lián)，所述第一光電耦合器的發(fā)射極通過第四電阻與所述同相放大器的同相端連接，同相放大器的同相端通過第五電阻接地，同相放大器的反相端通過第六電阻接地，所述第七電阻的兩端分別與同相放大器的反相端和輸出端連接，所述同相放大器的輸出端連接第八電阻的一端，所述第八電阻的另一端為電池電壓值信號輸出端。
[0018]該電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，實(shí)現(xiàn)了電池組內(nèi)高壓回路單只電池的電壓值測量，同時(shí)解決了電池組高壓回路與低壓控制回路的電隔離。
[0019]進(jìn)一步的，所述回差比較器包括第九電阻、第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻和比較器，
[0020]所述第十電阻一端連接所述比較器的反相端，所述第十電阻和比較器的連接點(diǎn)處連接所述第九電阻的一端，所述第九電阻另一端接地，所述比較器的正相端通過所述第十三電阻接地，所述比較器的正相端通過第十二電阻連接第一直流電源，所述比較器的正相端通過第十一電阻連接比較器輸出端。
[0021]回差比較器實(shí)現(xiàn)了電池組中的每一只電池在充電后的電壓都落在滿電電壓與最高允許電壓之間，該電路結(jié)構(gòu)清晰簡單，減小了該電池保護(hù)器的體積。
[0022]進(jìn)一步的，所述光電驅(qū)動(dòng)器包括第十四電阻、第十五電阻、第十六電阻、第十七電阻、第十八電阻、第十九電阻、第二十電阻、第二十一電阻，第四光電耦合器、第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管和第五三極管，
[0023]所述第十四電阻的一端為電光驅(qū)動(dòng)器的高電位輸入端，其另一端連接所述第一三極管的基極，所述第一三極管的基極通過所述第十六電阻接地，所述第一三極管的發(fā)射極接地，其集電極通過所述第十五電阻連接第一直流電源，所述第一三極管的集電極連接第二三極管的基極，所述第二三極管的基極通過第十八電阻接地，所述第二三極管的發(fā)射極接地，其集電極通過第十七電阻連接至第四光電耦合器輸入端的二極管負(fù)極，所述第四光電耦合器輸入端的二極管正極連接第一直流電源，所述第四光電耦合器的光電接收管集電極連接第二直流電源，所述第四光電耦合器的光電接收管發(fā)射極通過第十九電阻連接第三三極管的基極，所述第三三極管的基極通過第二十電阻接地，所述第三三極管的發(fā)射極通過第二十一電阻接地，所述第三三極管的發(fā)射極分別連接第四三極管和第五三極管的基極，所述第三三極管的集電極和第四三極管的集電極均連接至第二直流電源，所述第四三極管的發(fā)射極連接第五三極管的發(fā)射極，所述第五三極管的集電極接高壓地。
[0024]該電路實(shí)現(xiàn)了高低壓回路的電隔離，保證高低壓回路能夠可靠工作。
[0025]進(jìn)一步的，所述電壓均衡器包括第二十二電阻、第二十三電阻、第一二極管、第一繼電器和第六場效應(yīng)管，
[0026]所述第二十二電阻與第二十三電阻相連接，兩者的連接點(diǎn)為所述電壓均衡器的驅(qū)動(dòng)信號輸入端，所述第二十二電阻另一端接高壓地，所述第二十三電阻另一端連接第六場效應(yīng)管的柵極，所述第六場效應(yīng)管的源極接