基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供了一種基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路，所述多節(jié)串聯(lián)電池為多個(gè)電池串聯(lián)連接，所述各電池兩端均連接有一所述均衡充電的電路，該電路包括：一開關(guān)控制元件、三個(gè)電阻R1、R2、R3以及一三端穩(wěn)壓管；所述開關(guān)控制元件的一端與所述電池的正極連接，另一端分別與所述電阻R1、電阻R3連接；所述電阻R3與所述三端穩(wěn)壓管的負(fù)極連接；所述電阻R1分別與所述電阻R2、三端穩(wěn)壓管的電壓調(diào)整端連接；所述電阻R2與所述電池的負(fù)極連接；所述三端穩(wěn)壓管的正極與所述電池的負(fù)極連接。本實(shí)用新型專利技術(shù)避免了多節(jié)串聯(lián)電池組由于一致性差異而造成充電時(shí)有的電池過充、有的電池沒有充滿的問題。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路
本技術(shù)涉及一種基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路，特別涉及應(yīng)用于多節(jié)串聯(lián)使用的電池組中，使電池組里的每個(gè)電池在充電完成時(shí)，都達(dá)到預(yù)設(shè)電壓值，從而達(dá)到充電均衡的目的。
技術(shù)介紹
隨著電池行業(yè)的飛速發(fā)展，多節(jié)串聯(lián)電池的應(yīng)用越來(lái)越多，比如電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能系統(tǒng)、通信后備電池組等領(lǐng)域。而電池在多節(jié)串聯(lián)使用時(shí)，由于電池的不一致性， 會(huì)造成電池組的荷電狀態(tài)不一致而失去平衡，這又會(huì)導(dǎo)致在電池組在充電時(shí)，內(nèi)部會(huì)有一些電芯出現(xiàn)過充電，而有一些電芯沒有充滿；在電池組放電時(shí)，沒充滿的電芯容易出現(xiàn)過放電而導(dǎo)致壽命衰減加劇或是出現(xiàn)安全問題，這使得電池組整體使用壽命大大縮短，因此多節(jié)串聯(lián)的電池組在沒有進(jìn)行平衡而使用時(shí)，壽命會(huì)很短，而且容易出現(xiàn)安全性問題。目前市場(chǎng)上幾乎所有的鉛酸電池組和相當(dāng)一部分的鋰離子電池組在充電時(shí)都不帶充電平衡系統(tǒng)，多數(shù)帶有充電平衡系統(tǒng)的電池組所采用的平衡方案成本較高，如果可以利用低成本的三端可調(diào)精密穩(wěn)壓管來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的電壓監(jiān)控和分流平衡，不僅平衡的電壓精度會(huì)較高，而且平衡電路的成本會(huì)較低，有利于電池組充電平衡管理應(yīng)用的普及，從而使電池組的整體壽命得以延長(zhǎng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題，在于提供一種基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路；該充電的電路在電池充電時(shí)可以監(jiān)測(cè)電池的電壓，并在電池電壓達(dá)到預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，打開分流放電電路，使電池電壓穩(wěn)定在預(yù)設(shè)電壓值上，在電池組充電完成時(shí)，電池組中每個(gè)電池的電壓值就是所預(yù)設(shè)的電壓值。本技術(shù)是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路，所述多節(jié)串聯(lián)電池為多個(gè)電池串聯(lián)連接，所述各電池兩端均連接有一所述均衡充電的電路，該電路包括一開關(guān)控制元件、三個(gè)電阻Rl、R2、R3以及一三端穩(wěn)壓管；所述開關(guān)控制元件的一端與所述電池的正極連接，另一端分別與所述電阻R1、電阻R3連接；所述電阻 R3與所述三端穩(wěn)壓管的負(fù)極連接；所述電阻Rl分別與所述電阻R2、三端穩(wěn)壓管的電壓調(diào)整端連接；所述電阻R2與所述電池的負(fù)極連接；所述三端穩(wěn)壓管的正極與所述電池的負(fù)極連接。進(jìn)一步地，所述均衡充電的電路還包括一二極管，所述二極管串聯(lián)于所述電阻R3 和三端穩(wěn)壓管之間，即所述二極管的正極與所述電阻R3連接，二極管的負(fù)極與所述三端穩(wěn)壓管的負(fù)極連接；或者所述二極管設(shè)于所述電阻R3和開關(guān)控制元件之間，即所述二極管的正極與所述開關(guān)控制元件連接，所述二極管的負(fù)極與所述電阻R3連接。進(jìn)一步地，所述開關(guān)控制元件為開關(guān)、場(chǎng)效應(yīng)管、三極管、繼電器、光電耦合器中的任意一種。進(jìn)一步地，所述三端穩(wěn)壓管的型號(hào)為TL431或者TL432。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于本技術(shù)將多節(jié)串聯(lián)電池中的每個(gè)串聯(lián)電池都連接有一個(gè)采用三端穩(wěn)壓管為核心元件構(gòu)成的均衡充電的電路，在電池進(jìn)行充電時(shí)，將開關(guān)控制元件導(dǎo)通，如果串聯(lián)中的單節(jié)電池電壓低于預(yù)設(shè)電壓值，與電池相連的均衡充電的電路不會(huì)產(chǎn)生放電電流，當(dāng)某節(jié)電池電壓達(dá)到或超過預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，相對(duì)應(yīng)的均衡充電的電路就會(huì)對(duì)該節(jié)電池進(jìn)行放電，放電電流可以通過調(diào)整R3的阻值使流過的電流預(yù)設(shè)在IOmA IOOmA之間，在電池組充電電流小于該放電電流時(shí)，隨著充電進(jìn)行，電池電壓最終都會(huì)穩(wěn)定在預(yù)設(shè)電壓值，在充電完成時(shí)，所有電池都會(huì)達(dá)到預(yù)設(shè)電壓值，達(dá)到電池均衡充滿的目的。 本技術(shù)避免了多節(jié)串聯(lián)電池組由于一致性差異而造成充電時(shí)有的電池過充、有的電池沒有充滿的問題。附圖說(shuō)明圖I是本技術(shù)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本技術(shù)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本技術(shù)第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖I所示，本技術(shù)的第一實(shí)施例的一種基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路，所述多節(jié)串聯(lián)電池為多個(gè)電池串聯(lián)連接，所述各電池兩端均連接有一所述均衡充電的電路，該電路包括一開關(guān)控制元件、三個(gè)電阻Rl、R2、R3以及一三端穩(wěn)壓管NI ;所述開關(guān)控制元件的一端與所述電池的正極連接，另一端分別與所述電阻R1、電阻 R3連接；所述電阻R3與所述三端穩(wěn)壓管NI的負(fù)極連接；所述電阻Rl分別與所述電阻R2、 三端穩(wěn)壓管NI的電壓調(diào)整端連接；所述電阻R2與所述電池的負(fù)極連接；所述三端穩(wěn)壓管 NI的正極與所述電池的負(fù)極連接。其中，所述開關(guān)控制元件為開關(guān)、場(chǎng)效應(yīng)管、三極管、繼電器、光電稱合器中的任意一種。在本實(shí)施例中，所述三端穩(wěn)壓管NI的型號(hào)為TL431或者 TL432。請(qǐng)參閱圖2所示，為本技術(shù)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于所述均衡充電的電路還包括一二極管VD1，所述二極管VDl串聯(lián)于所述電阻R3和三端穩(wěn)壓管NI之間，即所述二極管VDl的正極與所述電阻R3連接，二極管VDl 的負(fù)極與所述三端穩(wěn)壓管NI的負(fù)極連接。請(qǐng)參閱圖3所示，為本技術(shù)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于所述均衡充電的電路還包括一二極管VD1，所述二極管VDl設(shè)于所述電阻R3和開關(guān)控制元件之間，即所述二極管VDl的正極與所述開關(guān)控制元件連接，所述二極管VDl的負(fù)極與所述電阻R3連接。本技術(shù)的工作原理如下當(dāng)多節(jié)串聯(lián)電池組處于充電狀態(tài)時(shí)，將所有均衡充電的電路中的開關(guān)控制元件都導(dǎo)通，這時(shí)，電池的電壓經(jīng)過兩個(gè)串聯(lián)電阻Rl和電阻R2分壓后，成為三端穩(wěn)壓管NI的輸入控制電壓，三端穩(wěn)壓管NI產(chǎn)生分流的動(dòng)作電壓值為預(yù)設(shè)的電池充滿電壓，當(dāng)電源電壓為2.5V時(shí)，預(yù)設(shè)電壓值與電阻Rl和電阻R2的關(guān)系為預(yù)設(shè)電壓值=2.5V* (R2+R1) /R2例如，當(dāng)電阻Rl = 5. Ik,電阻R2 = 7. 5k時(shí)，預(yù)設(shè)電壓值為4. 2V ；以預(yù)設(shè)電壓值為4. 2V此值為例，在充電 過程中，當(dāng)電池的電壓值小于4. 2V時(shí)，這時(shí)三端穩(wěn)壓管NI的輸入電壓值小于2. 5V,三端穩(wěn)壓管NI處于截止?fàn)顟B(tài),這時(shí)均衡充電的電路不對(duì)電池放電，當(dāng)電池的電壓達(dá)到4. 2V時(shí)，三端穩(wěn)壓管NI的輸入電壓達(dá)到2. 5V，此時(shí)三端穩(wěn)壓管NI會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)，會(huì)有電流從電阻R3、二極管VDl和三端穩(wěn)壓管NI流過，均衡充電的電路成為一個(gè)并聯(lián)精密穩(wěn)壓電路，只要電池組的充電電流小于均衡充電的電路的平衡電流值，對(duì)此節(jié)電池的充電電流會(huì)自動(dòng)處于平衡狀態(tài)，使電池電壓穩(wěn)定在4. 2V,隨著充電過程的進(jìn)行，電池最終會(huì)完全充滿，充滿后的電壓保持在4. 2V。[0021 ] 由于該均衡充電的電路會(huì)使電池組中的所有串聯(lián)電池，在充電完成時(shí)的電壓都穩(wěn)定在4. 2V，因此達(dá)到了整個(gè)電池組充電均衡的目的。其中，均衡充電的電路的放電電流值可以通過電阻R3的電阻阻值來(lái)預(yù)設(shè)，電流設(shè)定值可以在IOmA IOOmA之間,超過IOOmA有可能會(huì)損壞三端穩(wěn)壓管NI。最大放電電流值與電阻R3的關(guān)系為最大放電電流值=(預(yù)設(shè)電壓值一二極管VDl的管壓降值一三端穩(wěn)壓管NI的完全導(dǎo)通電壓值)/R3。例子I、在鋰離子電池組的實(shí)際運(yùn)用中，電阻Rl設(shè)為5. 1匕電阻1 2設(shè)為7.51^二極管VDl采用1N4148 (該二極管的壓降值為O. 7V)，三端穩(wěn)壓管NI型號(hào)采用TL431 (該三端穩(wěn)壓管NI的完全導(dǎo)通電壓值為I. 7V)，電阻R3阻值設(shè)為20 Ω，則電壓預(yù)設(shè)值為普通鋰離子電池的恒壓充電值4. 2V ；最大放電電流值=(4.本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路，所述多節(jié)串聯(lián)電池為多個(gè)電池串聯(lián)連接，其特征在于：所述各電池兩端均連接有一所述均衡充電的電路，該電路包括：一開關(guān)控制元件、三個(gè)電阻R1、R2、R3以及一三端穩(wěn)壓管；所述開關(guān)控制元件的一端與所述電池的正極連接，另一端分別與所述電阻R1、電阻R3連接；所述電阻R3與所述三端穩(wěn)壓管的負(fù)極連接；所述電阻R1分別與所述電阻R2、三端穩(wěn)壓管的電壓調(diào)整端連接；所述電阻R2與所述電池的負(fù)極連接；所述三端穩(wěn)壓管的正極與所述電池的負(fù)極連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路，所述多節(jié)串聯(lián)電池為多個(gè)電池串聯(lián)連接，其特征在于所述各電池兩端均連接有一所述均衡充電的電路，該電路包括 一開關(guān)控制元件、三個(gè)電阻R1、R2、R3以及一三端穩(wěn)壓管；所述開關(guān)控制元件的一端與所述電池的正極連接，另一端分別與所述電阻R1、電阻R3連接；所述電阻R3與所述三端穩(wěn)壓管的負(fù)極連接；所述電阻Rl分別與所述電阻R2、三端穩(wěn)壓管的電壓調(diào)整端連接；所述電阻R2 與所述電池的負(fù)極連接；所述三端穩(wěn)壓管的正極與所述電池的負(fù)極連接。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于多節(jié)串聯(lián)電池中保證各電池均衡充電的電路，其特征在于所述均衡充...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：俞峰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：飛毛腿福建電子有限公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：