一種多功能安全保護(hù)均衡電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于大中型儲(chǔ)能及動(dòng)力電池控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能安全保護(hù)均衡電路。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前全球面臨日益嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題和能源問(wèn)題，電動(dòng)汽車在降低石油消耗，減少環(huán)境污染方面有點(diǎn)突出。電動(dòng)汽車具有節(jié)能、零污染、零排放、能源利用率高、高性能等優(yōu)勢(shì)，使其在節(jié)約和環(huán)保的各種能源戰(zhàn)略中脫穎而出，大中型儲(chǔ)能系統(tǒng)也不斷得到推廣應(yīng)用。
[0003]電動(dòng)汽車動(dòng)力電池為滿足高電壓輸出要求，需要將多節(jié)單體電池或者單體超級(jí)電容串聯(lián)使用。然而，由于現(xiàn)有制造技術(shù)以及阻抗和溫度特性等各方面的差異，單體電池之間的性能會(huì)有所差異，使其在相同的充放電電流下，各節(jié)電池的電壓和可用容量都會(huì)有所不同，而不斷重復(fù)的充放電過(guò)程更加劇了不一致現(xiàn)象。這種情況會(huì)導(dǎo)致電池的性能惡化，最終甚至將導(dǎo)致串聯(lián)電池組無(wú)法工作。超級(jí)電容的不一致現(xiàn)象也會(huì)嚴(yán)重影響超級(jí)電容組的工作狀態(tài)。因此為解決單體電源/單體超級(jí)電容之間的不一致性，必須對(duì)其進(jìn)行均衡管理，以保持串聯(lián)后電源系統(tǒng)的整體容量，延長(zhǎng)電源系統(tǒng)的使用壽命。
[0004]目前電源系統(tǒng)做均衡管理的時(shí)候容易出現(xiàn)電壓過(guò)均衡、均衡過(guò)溫等問(wèn)題，目前主要是采用純軟件配合單開(kāi)關(guān)進(jìn)行保護(hù)，從功能安全上來(lái)看，存在較大的安全隱患。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種多功能安全保護(hù)均衡電路，用于對(duì)電源系統(tǒng)的儲(chǔ)能單元進(jìn)行均衡，兼容硬件保護(hù)機(jī)制與軟件保護(hù)機(jī)制，具有過(guò)均衡硬件自保護(hù)、均衡過(guò)溫自保護(hù)功能。
[0006]本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種多功能安全保護(hù)均衡電路，所述多功能安全保護(hù)均衡電路連接于儲(chǔ)能單元的正極和負(fù)極之間，所述多功能安全保護(hù)均衡電路包括串聯(lián)連接的均衡等效電阻、均衡控制開(kāi)關(guān)及均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的集電極與基極之間連接有第一偏置電阻，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的基極與發(fā)射極之間連接有第二偏置電阻。
[0008]作為上述方案進(jìn)一步的方案，所述第二偏置電阻并聯(lián)一熱敏電阻。
[0009]具體的，所述儲(chǔ)能單元的負(fù)極與均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極連接;所述均衡等效電阻和所述均衡控制開(kāi)關(guān)串聯(lián)于所述儲(chǔ)能單元的正極與所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的集電極之間。
[0010]具體的，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管為開(kāi)關(guān)三極管。
[0011]具體的，所述熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
[0012]具體的，所述均衡控制開(kāi)關(guān)與可編程執(zhí)行器信號(hào)連接。
[0013]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0014](I)本實(shí)用新型所述多功能安全保護(hù)均衡電路具有過(guò)均衡硬件自保護(hù)功能，通過(guò)硬件電路起到過(guò)均衡自保護(hù)作用。
[0015](2)本實(shí)用新型所述多功能安全保護(hù)均衡電路具有均衡過(guò)溫自保護(hù)功能，利用硬件電路中設(shè)置的熱敏電阻起到均衡過(guò)溫保護(hù)作用。
[0016](3)本實(shí)用新型所述多功能安全保護(hù)均衡電路的均衡控制開(kāi)關(guān)可通過(guò)軟件編程進(jìn)行控制，兼容了硬件與軟件保護(hù)功能。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的用于動(dòng)力電池均衡電路的安全保護(hù)電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0019]實(shí)施例1
[0020]一種多功能安全保護(hù)均衡電路，可用于儲(chǔ)能單元進(jìn)行均衡控制，并具有過(guò)均衡自保護(hù)以及均衡過(guò)溫自保護(hù)功能。所述儲(chǔ)能單元為單體電池或者單體超級(jí)電容，或者是多節(jié)單體電池或者多節(jié)單體超級(jí)電容串聯(lián)后的電池包。所述儲(chǔ)能單元即為所述多功能安全保護(hù)均衡電路的均衡目標(biāo)。
[0021]所述多功能安全保護(hù)均衡電路的具體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
[0022]在圖1中，所述多功能安全保護(hù)均衡電路連接于儲(chǔ)能單元E的正極和負(fù)極之間。所述多功能安全保護(hù)均衡電路包括串聯(lián)連接的均衡等效電阻R1、均衡控制開(kāi)關(guān)SI及均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql;儲(chǔ)能單元E的負(fù)極與均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的發(fā)射極連接;所述均衡等效電阻Rl和所述均衡控制開(kāi)關(guān)SI串聯(lián)于儲(chǔ)能單元E的正極與所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的集電極之間；所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的集電極與基極之間連接有第一偏置電阻R2，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的基極與發(fā)射極之間連接有第二偏置電阻R3，所述第二偏置電阻R3并聯(lián)一熱敏電阻Rt。
[0023]具體的，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql為開(kāi)關(guān)三極管。
[0024]具體的，所述熱敏電阻Rt為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
[0025]具體的，所述均衡控制開(kāi)關(guān)SI與可編程執(zhí)行器M信號(hào)連接。
[0026]本多功能安全保護(hù)均衡電路正常均衡啟動(dòng)模式為:控制均衡控制開(kāi)關(guān)SI閉合，此時(shí)儲(chǔ)能單元E的電壓較高，溫度在合理方位內(nèi)，均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的基極處的分壓較高，大于均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的導(dǎo)通電壓閾值，使均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql導(dǎo)通，形成均衡回路。
[0027]所述多功能安全保護(hù)均衡電路可進(jìn)行過(guò)均衡自保護(hù)、均衡過(guò)溫自保護(hù)以及軟件保護(hù)，各保護(hù)技術(shù)的工作機(jī)理為:
[0028]1、過(guò)均衡自保護(hù)工作機(jī)理:
[0029]當(dāng)儲(chǔ)能單元E由于均衡控制失效等其他原因，可能會(huì)導(dǎo)致過(guò)均衡。在過(guò)均衡狀態(tài)下，儲(chǔ)能單元E的電壓比較低，由于均衡等效電阻R1、第一偏置電阻R2和熱敏電阻Rt組成的混合分壓作用，使均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的基極處的電壓Vb下降，當(dāng)電壓Vb降到均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的開(kāi)通電壓以下，使均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，切斷均衡回路，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)均衡硬件自保護(hù)。
[0030]如果所需要過(guò)均衡保護(hù)的儲(chǔ)能單元E的電壓不一樣時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整第一偏置電阻R2、第二偏置電阻R3和熱敏電阻Rt的值或參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同的硬件過(guò)均衡自保護(hù)要求。
[0031]2、均衡過(guò)溫自保護(hù)工作機(jī)理:
[0032]當(dāng)儲(chǔ)能單元E因均衡控制失效等其他原因，可能會(huì)導(dǎo)致均衡等效電阻Rl過(guò)熱異常。在這種狀態(tài)下，多功能安全保護(hù)均衡電路的溫度較高，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻Rt阻值下降，由于均衡等效電阻R1、第一偏置電阻R2和熱敏電阻Rt組成的混合分壓作用，使均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的基極處的電壓Vb同時(shí)下降，當(dāng)電壓Vb降到均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql的開(kāi)通電壓以下，會(huì)使均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管Ql處于截止?fàn)顟B(tài)，切斷均衡回路，實(shí)現(xiàn)均衡過(guò)溫自保護(hù)。
[0033]如果所需要均衡過(guò)溫自保護(hù)的儲(chǔ)能單元E的溫度值不一樣時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整第一偏置電阻R2、第二偏置電阻R3和熱敏電阻Rt的值或者參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同的硬件過(guò)溫度自保護(hù)要求。
[0034]3、軟件保護(hù):
[0035]所述多功能安全保護(hù)均衡電路的均衡控制開(kāi)關(guān)SI與可編程執(zhí)行器M信號(hào)連接，受可編程執(zhí)行器M的控制，可通過(guò)程序設(shè)計(jì)，設(shè)定不同的開(kāi)關(guān)啟動(dòng)電壓值，實(shí)現(xiàn)均衡保護(hù)控制。
[0036]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多功能安全保護(hù)均衡電路，所述多功能安全保護(hù)均衡電路連接于儲(chǔ)能單元的正極和負(fù)極之間，其特征在于:所述多功能安全保護(hù)均衡電路包括串聯(lián)連接的均衡等效電阻、均衡控制開(kāi)關(guān)及均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的集電極與基極之間連接有第一偏置電阻，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的基極與發(fā)射極之間連接有第二偏置電阻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能安全保護(hù)均衡電路，其特征在于:所述第二偏置電阻并聯(lián)一熱敏電阻。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能安全保護(hù)均衡電路，其特征在于:所述儲(chǔ)能單元的負(fù)極與均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的發(fā)射極連接;所述均衡等效電阻和所述均衡控制開(kāi)關(guān)串聯(lián)于所述儲(chǔ)能單元的正極與所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的集電極之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能安全保護(hù)均衡電路，其特征在于:所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管為開(kāi)關(guān)三極管。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能安全保護(hù)均衡電路，其特征在于:所述熱敏電阻為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能安全保護(hù)均衡電路，其特征在于:所述均衡控制開(kāi)關(guān)與可編程執(zhí)行器信號(hào)連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于動(dòng)力電池控制技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種多功能安全保護(hù)均衡電路。所述多功能安全保護(hù)均衡電路連接于儲(chǔ)能單元的正極和負(fù)極之間，所述多功能安全保護(hù)均衡電路包括串聯(lián)連接的均衡等效電阻、均衡控制開(kāi)關(guān)及均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的集電極與基極之間連接有第一偏置電阻，所述均衡保護(hù)開(kāi)關(guān)管的基極與發(fā)射極之間連接有第二偏置電阻。所述第二偏置電阻并聯(lián)一熱敏電阻。所述多功能安全保護(hù)均衡電路具有過(guò)均衡硬件自保護(hù)功能和均衡過(guò)溫自保護(hù)功能，并兼容了硬件與軟件保護(hù)功能。
【IPC分類】H02J7/00, H02H7/18
【公開(kāi)號(hào)】CN205283104
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521107137
【發(fā)明人】徐文賦, 任素云
【申請(qǐng)人】惠州市藍(lán)微新源技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日