電壓均衡器制造技術(shù)

一種電壓均衡器1，包括：用于檢測電池單元81-84和91-94的電壓V81-V84和電壓V91-94的電壓檢測器2和3、開關(guān)41-44和51-54以及控制器7，控制器7反復將電壓檢測器2和3檢測到的電壓中的最低電壓設(shè)置為每個電池組8和9中的目標電壓Vt1或Vt2，并且反復接通/關(guān)斷每個開關(guān)41-44和51-54，使得除具有最低電壓的電池單元之外的其他電池單元的電壓變成每個電池組8和9的目標電壓Vt1或Vt2，直到控制器7基于電壓檢測器2和3檢測到的電壓V81-V84和電壓V91-94確定不需要執(zhí)行均衡操作。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】電壓均衡器
本專利技術(shù)涉及電壓均衡器，所述電壓均衡器對構(gòu)成彼此并聯(lián)的多個電池組中的每一個電池組的多個電池單元的電壓進行均衡。
技術(shù)介紹
通過將多個可再充電電池單元串聯(lián)以實現(xiàn)高電壓電池來配置電池組的技術(shù)已投入實際使用。近年來，在安裝于諸如電動鏟車、混合車輛或電動車輛等車輛上時，這種類型的電池引人注目。這種類型的電池中的一些被配置為將多個電池組彼此并聯(lián)以向負載穩(wěn)定地提供大的電功率。當在多個電池單元串聯(lián)的狀態(tài)下對所述多個電池單元充電時，各個電池單元的電壓(或各個電池單元的充電容量)有時變得不均勻。當上述電池安裝在車輛上時，重復以下操作：在驅(qū)動行駛用電動機時使電池放電，在行駛用電動機產(chǎn)生電力時對電池充電，反復充電和放電有時也導致各個電池單元的電壓不均勻。各個電池單元的電壓不均勻可能導致一些電池單元劣化加劇，并且可能導致整個電池的效率降低。各個電池單元的電壓不均勻可以是由于各個電池單元的制造差異或隨時間劣化而引起的。鑒于前述，提出了一種電壓均衡器，所述電壓均衡器例如通過利用電阻器對多個電池單元之中電壓高于目標電壓的電池單元放電來均衡所述多個電池單元的電壓(例如，參見專利文獻1)。現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1：日本特開專利公開No.2012-60691
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的問題然而，在各個電池組彼此并聯(lián)的情況下，當各個電池組中各個電池單元的電壓被均衡而各個電池組的總電壓不均勻時，回流電流在各個電池組之間流動，使得各個電池組中一個電池組被放電而另一個電池組被充電，因此各個電池組中各個電池單元的電壓可能變得不均勻。本專利技術(shù)的目的在于提供一種電壓均衡器，能夠?qū)?gòu)成了彼此并聯(lián)的多個電池組中的每一個電池組的多個電池單元的電壓進行均衡。解決問題的手段根據(jù)本專利技術(shù)的電壓均衡器包括：電壓檢測器，檢測構(gòu)成了彼此并聯(lián)的多個電池組中的每個電池組的多個電池單元的電壓；多個電阻器，分別與所述多個電池單元并聯(lián)；多個開關(guān)，分別設(shè)置在所述多個電池單元與所述多個電阻器之間；以及控制器，在所述多個電池組中的每個電池組中反復將電壓檢測器檢測到的電壓中的最低電壓設(shè)置為目標電壓，并且反復接通/關(guān)斷所述多個開關(guān)中的每一個，使得在所述多個電池組中的每個電池組中除具有所述最低電壓的電池單元之外的其他電池單元的電壓變成所述目標電壓，直到控制器基于電壓檢測器檢測到的電壓確定所述多個電池單元的電壓不需要被均衡。這允許在每個電池組中以高精度反復執(zhí)行電壓均衡，直到各個電池組具有彼此相似的總電壓并且由于回流電流或電阻器的能量消耗的影響而引起的電池單元電壓波動變得較小。也就是說，這允許構(gòu)成彼此并聯(lián)的電池組中的每一個的多個電池單元的各電壓被均衡。控制器可以配置為：在所述多個電池組中每個電池組中，在電壓檢測器檢測到的電壓中的最高電壓與最低電壓之間的電壓差變成小于或等于電壓閾值時，確定所述多個電池單元的電壓不需要被均衡。根據(jù)本專利技術(shù)的電壓均衡器還可以包括檢測在各電池組之間流動的電流的電流檢測器，控制器可以配置為當電流檢測器檢測到的電流具有小于或等于電流閾值的值時，開始確定所述多個電池單元的電壓是否需要被均衡。本專利技術(shù)的效果根據(jù)本專利技術(shù)，能夠?qū)?gòu)成彼此并聯(lián)的多個電池組中的每一個電池組的多個電池單元的電壓進行均衡。附圖說明圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)實施例的電壓均衡器。圖2是示出了控制器的電池單元平衡控制操作的流程圖。圖3示出了在電池單元平衡控制操作期間各個電池單元的電壓的增大或減小的示例。具體實施方式圖1示出了根據(jù)本專利技術(shù)實施例的電壓均衡器。圖1所示的電壓均衡器1均衡電池中各個電池單元的電壓，所述電池安裝于諸如電動鏟車、混合車輛或電動車等車輛上，所述電壓均衡器1包括電壓檢測器2和3、電池單元平衡部4和5、電流檢測器6以及控制器7。電池包括彼此并聯(lián)的兩個電池組8和9。電池組8包括彼此串聯(lián)的四個電池單元81-84，電池組9包括彼此串聯(lián)的四個電池單元91-94。作為示例，利用鋰離子二次電池或類似物來配置電池單元81-84和電池單元91-94中的每一個。假定電池經(jīng)由倒相電路對行駛用電動機供電，或者向諸如照明器、加熱器或汽車導航設(shè)備等電子設(shè)備供電。彼此并聯(lián)以配置電池的電池組的數(shù)目不限于兩個。構(gòu)成每個電池組的電池單元的數(shù)目不限于四個。電壓檢測器2包括電壓傳感器21-24，電壓傳感器21檢測電池單元81的電壓V81，電壓傳感器22檢測電池單元82的電壓V82，電壓傳感器23檢測電池單元83的電壓V83，電壓傳感器24檢測電池單元84的電壓V84。電壓檢測器3包括電壓傳感器31-34，電壓傳感器31檢測電池單元91的電壓V91，電壓傳感器32檢測電池單元92的電壓V92，電壓傳感器33檢測電池單元93的電壓V93，電壓傳感器34檢測電池單元94的電壓V94。電池單元平衡部4包括開關(guān)41-44和電阻器45-48。彼此串聯(lián)的開關(guān)41和電阻器45與電池單元81并聯(lián)，彼此串聯(lián)的開關(guān)42和電阻器46與電池單元82并聯(lián)，彼此串聯(lián)的開關(guān)43和電阻器47與電池單元83并聯(lián)，彼此串聯(lián)的開關(guān)44和電阻器48與電池單元84并聯(lián)。例如使用MOSFET、電磁繼電器或類似物來配置開關(guān)41-44。當開關(guān)41接通并且電池單元81與電阻器45彼此電連接時，利用電阻器45將電池單元81放電，并且電池單元81的電壓減小。當開關(guān)42接通并且電池單元82與電阻器46彼此電連接時，利用電阻器46將電池單元82放電，并且電池單元82的電壓減小。當開關(guān)43接通并且電池單元83與電阻器47彼此電連接時，利用電阻器47將電池單元83放電，并且電池單元83的電壓減小。當開關(guān)44接通并且電池單元84與電阻器48彼此電連接時，利用電阻器48將電池單元84放電，并且電池單元84的電壓減小。電池單元平衡部5包括開關(guān)51-54和電阻器55-58。彼此串聯(lián)的開關(guān)51和電阻器55與電池單元91并聯(lián)，彼此串聯(lián)的開關(guān)52和電阻器56與電池單元92并聯(lián)，彼此串聯(lián)的開關(guān)53和電阻器57與電池單元93并聯(lián)，彼此串聯(lián)的開關(guān)54和電阻器58與電池單元94并聯(lián)。例如使用MOSFET、電磁繼電器或類似物來配置開關(guān)41-44。當開關(guān)51接通并且電池單元91與電阻器55彼此電連接時，利用電阻器55將電池單元91放電，并且電池單元91的電壓減小。當開關(guān)52接通并且電池單元92與電阻器56彼此電連接時，利用電阻器56將電池單元92放電，并且電池單元92的電壓減小。當開關(guān)53接通并且電池單元93與電阻器57彼此電連接時，利用電阻器57將電池單元93放電，并且電池單元93的電壓減小。當開關(guān)54接通并且電池單元94與電阻器58彼此電連接時，利用電阻器58將電池單元94放電，并且電池單元94的電壓減小。電流檢測器6設(shè)置在將電池組8和9彼此并聯(lián)的路徑中，檢測從電池組8流向電池組9的電流(回流電流)或從電池組9流向電池組8的電流(回流電流)，并將檢測的電流發(fā)送至控制器7。控制器7例如由CPU(中央處理單元)、可編程器件(FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)或PLD(可編程邏輯器件))或類似物配置，在控制器7中CPU和可編程器件讀取和執(zhí)行存儲單元(未示出)中存儲的程序，使得基于電壓檢測器2和3檢測到的電壓或電流檢測器6檢測到的電流來執(zhí)行電池單元平衡控制操作。存儲單元可以設(shè)置在控制器7外部。圖2是示出了控制器7的電池本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種電壓均衡器，包括：電壓檢測器，檢測構(gòu)成了彼此并聯(lián)的多個電池組中的每個電池組的多個電池單元的電壓；多個電阻器，分別與所述多個電池單元并聯(lián)；多個開關(guān)，分別設(shè)置在所述多個電池單元與所述多個電阻器之間；以及控制器，在所述多個電池組中的每個電池組中反復將電壓檢測器檢測到的電壓中的最低電壓設(shè)置為目標電壓，并且反復接通/關(guān)斷所述多個開關(guān)中的每一個，使得在所述多個電池組中的每個電池組中除具有所述最低電壓的電池單元之外的其他電池單元的電壓變成所述目標電壓，直到控制器基于電壓檢測器檢測到的電壓確定所述多個電池單元的電壓不需要被均衡。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2012.11.07 JP 2012-2449801.一種電壓均衡器，包括：電壓檢測器，檢測構(gòu)成了彼此并聯(lián)的多個電池組中的每個電池組的多個電池單元的電壓；多個電阻器，其中所述多個電阻器中的每一個與所述多個電池單元之一并聯(lián)；多個開關(guān)，分別設(shè)置在所述多個電池單元中的各電池單元以及與其并聯(lián)的電阻器之間；電流檢測器，檢測在各個電池組之間流動的電流；以及控制器，基于由于所述多個電池組之間流動的回流電流和電阻器的能量消耗而引起波動之后所述多個電池單元的電壓，在所述多個電池組中的每個電池組中反復將電壓檢測器檢測到的電壓中的最低電...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：山本悟士，廣瀨慎司，牧志涉，
申請(專利權(quán))人：株式會社豐田自動織機，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP