專利名稱：一種蓄電池或電容充放電管理均衡電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種蓄電池或電容充放電管理均衡電路。
背景技術(shù)：
近年來，蓄電池組在電動汽車、大型后備電源等場景的應(yīng)用越來越廣泛。受單節(jié)電池容量及電壓限制，蓄電池的應(yīng)用經(jīng)常以多節(jié)電池串聯(lián)或并聯(lián)成組以達到所需要求。由于電池組包含多個單體電池，因此就要保證單體電池之間的一致性。如果單體電池之間出現(xiàn)差異又不能夠及時做均衡處理，則這種差異會在電池組的日常使用中進一步加大，最終導(dǎo)致整個電池組的容量嚴(yán)重衰減，最終可能由于某個單體的性能下降而使整個電池組都面臨著報廢的危險?，F(xiàn)有技術(shù)中常見的電池均衡電路包括無源電阻均衡電路和包含電容、電感或變壓器的有源均衡電路。無源電阻均衡電路通過電阻消耗多余的電池能量，效率低、發(fā)熱嚴(yán)重。而常用的有源均衡電路由于控制復(fù)雜、穩(wěn)定性差、體積大、均衡電流小等問題，很難應(yīng)用到產(chǎn)品中?，F(xiàn)有的一種通過電容器傳遞能量的主動均衡電路是通過控制開關(guān)的導(dǎo)通使電容在相鄰電池間傳遞能量，最終以使各電池能量達到平衡。本方案雖然相對無源均衡電阻方案效率較高，但能量只能在相鄰電池間傳遞，且控制較為復(fù)雜。還有一種通 過變壓器傳遞能量的主動均衡電路，可實現(xiàn)任意一節(jié)單體電池與整組電池之間能量的雙向傳遞。該方案均衡速度較快，但由于多繞組變壓器的存在，限制了其成本及體積。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種可自動控制的、均衡能力大、高效率、小體積的蓄電池或電容充放電管理均衡電路。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的實施例提供一種所述蓄電池或電容充放電管理均衡電路，連接一節(jié)單體電池或電容；包括:脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器PWM、開關(guān)管Tl、二極管Dl和儲能電感LI ;其中蓄電池或電容Cl的正極與開關(guān)管Tl，儲能電感LI，蓄電池或電容Cl的負(fù)極順次串聯(lián)；二極管Dl的陰極連接開關(guān)管Tl與儲能電感LI的連接點；所述脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器PWM包括三個管腳，其中一個管腳連接開關(guān)管Tl的一端，第二管腳通過儲能電感LI連接開關(guān)管Tl的另一端，第三管腳連接開關(guān)管Tl的控制端以控制所述開關(guān)管Tl開啟/關(guān)閉。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述開關(guān)管Tl為接觸器、場效應(yīng)管、晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、IGCT, IGBT中的一種。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述二極管Dl為肖特基二極管或快恢復(fù)二極管。本實用新型的上述技術(shù)方案的有益效果如下:[0013]本實用新型提出的蓄電池或電容充放電管理均衡電路，具有接線簡單、模塊化結(jié)構(gòu)、實用性強、過充能量回饋、過放能量補償?shù)葍?yōu)點。

圖1為本實用新型實施例的蓄電池或電容充放電管理均衡電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為應(yīng)用本實用新型的均衡電路的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細(xì)描述。本實用新型實施例提出了一種如圖1所示的蓄電池或電容充放電管理均衡電路，能夠用來對蓄電池或超級電容等設(shè)備進行充放電時進行均衡管理。該系統(tǒng)包括集中控制模塊和至少兩個均衡模塊，所述每一均衡模塊都連接所述集中控制模塊，且每一均衡模塊連接一節(jié)單體電池或電容；其中所述每一均衡模塊包括脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器PWM、開關(guān)管Tl、二極管Dl和儲能電感LI，蓄電池或電容Cl的正極與開關(guān)管Tl，儲能電感LI ;其中蓄電池或電容Cl的負(fù)極順次串聯(lián)；二極管Dl的陰極連接開關(guān)管Tl與儲能電感LI的連接點，二極管Dl的陽極連接整個電池組的充/放電輸出端的負(fù)極；所述脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器PWM包括三個管腳，其中一個管腳連接開關(guān)管Tl的一端，另一管腳通過儲能電感LI連接開關(guān)管Tl的另一端，還有一管腳連接開關(guān)管Tl的控制端以控制所述開關(guān)管Tl開啟/關(guān)閉。其中，所述開關(guān)管Tl為接觸器、場效應(yīng)管、晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、IGCT、IGBT中的一種。所述開關(guān)管Tl為接觸器、場效應(yīng)管、晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、IGCT, IGBT中的一種。所述二極管Dl為肖特基二極管或快恢復(fù)二極管。其中，使用該如圖1所示的蓄電池或電容充放電管理均衡電路，能夠用來對蓄電池或超級電容等設(shè)備進行充放電時進行均衡管理，以形成一個蓄電池或電容充放電管理均衡系統(tǒng)。如圖2所示的，該系統(tǒng)包括集中控制模塊和至少兩個如圖1所示的蓄電池或電容充放電管理均衡電路，所述每一蓄電池或電容充放電管理均衡電路都連接所述集中控制模塊，且每一蓄電池或電容充放電管理均衡電路連接一節(jié)單體電池或電容；其中所述每一蓄電池或電容充放電管理均衡電路包括脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器PWM、開關(guān)管Tl、二極管Dl和儲能電感LI，蓄電池或電容Cl的正極與開關(guān)管Tl，儲能電感LI ;其中蓄電池或電容Cl的負(fù)極順次串聯(lián)；二極管Dl的陰極連接開關(guān)管Tl與儲能電感LI的連接點，二極管Dl的陽極連接整個電池組的充/放電輸出端的負(fù)極；所述脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器PWM包括三個管腳，其中一個管腳連接開關(guān)管Tl的一端，另一管腳通過儲能電感LI連接開關(guān)管Tl的另一端，還有一管腳連接開關(guān)管Tl的控制端以控制所述開關(guān)管Tl開啟/關(guān)閉。該系統(tǒng)在電池組放電狀態(tài)下時，集中控制模塊檢測到某一節(jié)或幾節(jié)電池過放時，可將其余電池的部分能量轉(zhuǎn)移到這一節(jié)或幾節(jié)電池上，以達到均衡目的。在充電狀態(tài)下，集中控制模塊檢測到某一節(jié)或幾節(jié)電池過充時，可將這一節(jié)或幾節(jié)電池部分能量轉(zhuǎn)移到其余電池上，以達到均衡目的。
該系統(tǒng)當(dāng)電池組處于放電工作狀態(tài)時，性能差的電池放電速度快，集中控制模塊檢測到需要主動均衡時，根據(jù)當(dāng)前整組電池放電電流大小、最低單體電池電壓與單體電池電壓平均值的偏差等參數(shù)決定開啟幾個蓄電池或電容充放電管理均衡電路進行快速均衡，起到過放能量補償?shù)淖饔谩．?dāng)電池組處于充電工作狀態(tài)時，性能差的電池充電速度快，電壓上升塊，集中控制模塊檢測到需要主動均衡時，根據(jù)當(dāng)前整組電池放電電流大小、最低單體電池電壓與單體電池電壓平均值的偏差等參數(shù)決定開啟幾個蓄電池或電容充放電管理均衡電路進行快速均衡，起到過充能量回饋的作用。以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為 本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種蓄電池或電容充放電管理均衡電路，其特征在于，所述蓄電池或電容充放電管理均衡電路連接一節(jié)單體電池或電容；其中所述蓄電池或電容充放電管理均衡電路包括:脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器(PWM)、開關(guān)管(Tl)、二極管(Dl)和儲能電感(LI);其中蓄電池或電容(Cl)的正極與開關(guān)管(Tl)，儲能電感(LI)，蓄電池或電容(Cl)的負(fù)極順次串聯(lián)；二極管(Dl)的陰極連接開關(guān)管(Tl)與儲能電感(LI)的連接點；所述脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器(PWM)包括三個管腳，其中一個管腳連接開關(guān)管(Tl)的一端，第二管腳通過儲能電感(LI)連接開關(guān)管(Tl)的另一端，第三管腳連接開關(guān)管(Tl)的控制端以控制所述開關(guān)管(Tl)開啟/關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池或電容充放電管理均衡電路，其特征在于，所述開關(guān)管(Tl)為接觸器、場效應(yīng)管、晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、電力晶體管、IGCT、IGBT中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池或電容充放電管理均衡電路，其特征在于，所述二極管(Dl)為肖特基二 極管或快恢復(fù)二極管。
專利摘要本實用新型提供一種蓄電池或電容充放電管理均衡電路，連接一節(jié)單體電池或電容；包括脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器、開關(guān)管、二極管和儲能電感；其中蓄電池或電容的正極與開關(guān)管，儲能電感，蓄電池或電容的負(fù)極順次串聯(lián)；二極管的陰極連接開關(guān)管與儲能電感的連接點；所述脈沖寬度調(diào)制發(fā)生器包括三個管腳，其中一個管腳連接開關(guān)管的一端，第二管腳通過儲能電感連接開關(guān)管的另一端，第三管腳連接開關(guān)管的控制端以控制所述開關(guān)管開啟/關(guān)閉。本實用新型提出的蓄電池或電容充放電管理均衡電路，具有接線簡單、模塊化結(jié)構(gòu)、實用性強、過充能量回饋、過放能量補償?shù)葍?yōu)點。
文檔編號H02J7/00GK203104010SQ20122073886
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者楊雄文, 任志慧 申請人:石家莊通合電子科技股份有限公司