CN203607881U - 一种分流均衡充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种分流均衡充电装置，包括充电机以及并接充电机的串联电池组，串联电池组中的每个电池单体均并联一个分流装置，所有的分流装置均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置分别连接控制电路，每个分流装置均是由变压器、开关、二极管和电容构成的反激式的开关电源模块；通过控制电路控制开关，在充电一开始时就对单体电压偏高的单体进行减少充电电流的均衡动作，均衡过程可以在整个充电过程中进行，采用动态的基准电压给各个分流装置，均衡时间长，均衡效果较好。

Description

一种分流均衡充电装置

技术领域

本实用新型涉及蓄电池领域，具体涉及对蓄电池中各个单体电池进行均衡充电的装置。

背景技术

蓄电池由多个单体电池串联组成，蓄电池组由多个蓄电池串联组成，已广泛地应用在交通、电力、通信等领域的电子设备中。实践表明，蓄电池组的寿命远远低于单体电池的寿命，最根本的原因就是在充电设备对蓄电池组充电式时，流过各个单体电池的电流大小相同，然而由于单体电池的容量存在差异，在以相同的充电电流充电时，会造成有的单体电池未充满，而有的单体电池过冲的现象，也就是造成单体电池充电不均衡，严重降低了蓄电池组的寿命。现有的充电均衡器能够有效弥补在充电过程中不一致性，最大限度地发挥电池的效用，延长电池的使用寿命。常见的充电均衡器有如下几种：

（1）高放低充式充电均衡器。这种充电均衡器由放电装置和充电装置共同组成，利用BMS检测充电过程中的单体电池电压，检测到端电压较高的单体电池则闭合相应的开关，同时为端电压低的单体电池补充充电直到与其他单体电压接近为止。这种充电均衡器，优点是单体电池有充有放，相对减少了部分能量损耗；缺点是控制比较复杂，同时也有不必要的能量损耗，同样有部分单体电池多充后能量再被放出来损耗掉。

（2）放电平衡式均衡充电机。以最低单体电压为基准，高于这个基准的单体电池则闭合相应的开关，为其放电，直至电压等于最低的单体电池电压，这时，所有闭合的开关都打开，充电机为串联电池组以相同的电流充电，单体电池的电压自动平衡。这种方法的优点是简单易行，缺点是电压检测电路较复杂，电池能量得不到充分利用。同样存在部分电池单体多充后再被放出来损耗掉了。

（3）高放低充均衡充电机。每两个相邻的单体电池之间都有一个双向充电器，当检测到某一单体电池低压低于相邻的单体电池电压时，双向充电器开始工作，由单体电压高的单体电池提供能量，为电压较低的单体电池补充充电，由于相邻的单体电池间都有一个双向充电器，所以当电压不均衡时，双向充电器自动开始工作，电压高的为电压低的补充充电，最终达到单体电池电压均衡的效果。这种方式的优点显而易见，充电效率较高，能量损耗小；缺点是双向充电器的控制很复杂，成本较高。

发明内容

本实用新型的目的是为解决现有充电均衡器存在的部分电池单体多充后再被放出损耗掉或转移到欠充的部分单体中存在二次转移时的能量损耗，同时每次充电时或充电后多充的电池单体先被充入再放出也会影响电池充电循环寿命的问题，提出一种新型的均衡效果好的分流均衡充电装置。

本实用新型采用的技术方案是：包括充电机以及并接充电机的串联电池组，串联电池组中的每个电池单体均并联一个分流装置，所有的分流装置均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置分别连接控制电路，每个分流装置均是由变压器、开关、二极管和电容构成的反激式的开关电源模块；所述检测电路是用于检测电池组总电压与各电池单体电压的电路；所述控制电路是用于接受检测电路输来的电池组总电压与各电池单体电压、计算出电池组的平均单体电压并以平均低单体电压作为控制各所述开关的动态电压基准的电路。

本实用新型采用上述技术后，与常见的电池充电均衡器相比，具有以下优点：

本实用新型通过控制电路控制开关，可以在充电一开始时就对单体电压偏高的单体进行减少充电电流的均衡动作，均衡过程可以在整个充电过程中进行，可采用动态的基准电压给各个均衡单元，在整个充电过程中精确进行分流均衡，均衡时间长，因此在整个充电过程中单体都不会存在过充现象，也不会产生过充或多充后再放出来消耗掉或转移到其它单体的问题，均衡效果较好。

附图说明

 图1是本实用新型电路结构框图。

 图中：1.充电机；2.分流装置；3.控制电路；4.检测电路。   

具体实施方式

参见图1所示，本实用新型包括充电机1以及并接充电机的串联电池组，B1，B2，……，Bn是串联电池组中的电池单体，充电机1并接串联电池组，对串联电池组充电。每个电池单体B1，B2，……，Bn均并联一个分流装置2，所有的分流装置2均连接检测电路4，检测电路4和所有的分流装置2分别连接于控制电路1。每个分流装置2均是由变压器、开关、二极管和电容C1构成的反激式的开关电源模块，

在变压器的初级和电池单体之间串接一个开关，即变压器L1，L2，……Ln的初级和对应的电池单体B1，B2，……，Bn之间串接对应的开关S1，S2，……，Sn。在变压器的次级并联电容，即变压器L1，L2，……Ln的次级并联对应的电容C1，C2，……，Cn，每个变压器的次级和对应的电容之间连接一个二极管，即变压器L1，L2，……Ln的次级和对应的电容C1，C2，……，Cn之间连接相应的二极管D1，D2，……Dn，二极管的正极连接变压器的次级，负极接电容。

本实用新型工作时，充电机正常给电池组充电，在电池充电过程中，在各个电池单体电压都在正常范围内时，由检测电路4对电池组的充电电压进行检测取样，检测取样到电池组总电压与各电池单体电压，并输入控制电路3，控制电路3接受检测电路4输来的电池组总电压与各电池单体电压，计算出电池组在充电过程中相同时间内的平均单体电压，平均单体电压为电池组总电压除以单体总数得到。以平均低单体电压作为控制各开关S1，S2，……，Sn的动态电压基准，将各电池单体电压与平均单体电压逐个地进行比较，确定出比平均单体电压高的电池单体，控制电路3启动并联于比平均单体电压高的电池单体的分流装置2，控制这些分流装置2减少这部分电池单体的充电电流，给这部分电池单体的充电电流进行分流，直到它们的电压与平均单体电压相等时，并联的分流装置2停止工作。 

Claims (1)

1.一种分流均衡充电装置，包括充电机以及并接充电机的串联电池组，其特征是：串联电池组中的每个电池单体均并联一个分流装置，所有的分流装置均连接检测电路，检测电路和所有的分流装置分别连接控制电路，每个分流装置均是由变压器、开关、二极管和电容构成的反激式的开关电源模块；所述检测电路是用于检测电池组总电压与各电池单体电压的电路；所述控制电路是用于接受检测电路输来的电池组总电压与各电池单体电压、计算出电池组的平均单体电压并以平均低单体电压作为控制各所述开关的动态电压基准的电路。

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