一種可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術涉及一種可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置，包括第一模塊以及與所述第一模塊通信連接的第二模塊；所述第一模塊包括依次電連接的第一CPU單元、電池電壓監測均衡控制電路單元、鋰電池組單元、保護電路單元、CPU電源電路單元及第一通信與充電復用接口電路單元；所述第二模塊包括依次電連接的第二通信與充電復用接口電路單元、第二CPU單元、DC/DC恒流恒壓電路單元及AC/DC轉換電路單元；所述第一通信與充電復用接口電路單元與所述第二通信與充電復用接口電路單元之間通信連接。本實用新型專利技術提供的電路裝置在充電過程中進行動態均衡，可以縮短電池組充電均衡時間。有效提高電池組的充電飽和度，明顯增加電池組的容量，延長電池組的循環壽命。具有結構合理，成本低廉、低功耗設計，方便實用等優點。

Intelligent balanced charging and discharging circuit device for communication lithium battery

The utility model relates to a device for charging and discharging circuit balanced lithium batteries intelligent communication, including the first module and the second module first communication connection module; the first module which are electrically connected to the first CPU unit, the battery voltage balance control circuit unit, monitoring unit, lithium battery protection circuit unit CPU, the power supply circuit unit and a first communication interface circuit and charging multiplexing unit; the second module includes second communication connection multiplexing and charging interface circuit unit, CPU unit second, DC/DC constant current and constant voltage circuit unit and AC/DC conversion circuit unit; a connection between the first communication interface circuit unit and multiplexing and charging the second communication interface circuit and charging multiplexing unit. The circuit device provided by the utility model performs dynamic balancing during charging, and can shorten the charging equalization time of the battery pack. The charge saturation of the battery can be improved effectively, the capacity of the battery pack is obviously increased, and the cycle life of the battery pack is prolonged. The utility model has the advantages of reasonable structure, low cost, low power consumption, convenient design, practicality, etc..

【技術實現步驟摘要】
一種可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置
本技術屬于電子設備
，具體涉及一種可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置。
技術介紹
鋰電池因其高效率輸出、極好的循環壽命、容量大及綜合性能突出等特點作為應用電源被廣泛使用，隨著它的應用推廣，鋰電池的容量、循環壽命和自放電率成為應用者最關注的技術指標。為了滿足電源容量和電壓的要求，鋰電池更多的是以單體電芯串并聯組成電池組來達到設計要求。由于鋰電池自身的特性，鋰電池在使用時，必須加裝過充、過放、過流、短路等基本保護電路。保護電路要求，充電時電池組中任一電芯電壓超過過充保護電壓，就要結束對電池組充電，放電時電池組中任一電芯電壓低于過放保護電壓，就要結束對電池組放電。而如果電池組中各節電芯之間存在不均衡，就會形成充電時由于某一電芯過充保護，其余電芯不能充電，放電時由于某一電芯過放保護，其余電芯不能放電的狀態，造成整個電池組不能有效充電及有效放電，從而降低電池組的容量，使得電池組的總容量小于各節電芯容量之和，并且不均衡程度越大，容量減少得越厲害。單體電芯除了自身因素不一致造成的不均衡外，在鋰電池組循環充放電過程中，隨著充放電次數增加，不均衡的量會逐步累積，不均衡成為影響電池組容量和循環壽命的主要因素。那么如何提高電池組內各串聯電芯之間的均衡，成為鋰電池組技術最難解決的問題。目前鋰電池組的均衡技術主要有能量消耗法和能量轉移法，能量消耗法就是對電池組中電壓高的那一節電芯通過電阻放電，消耗掉多出來的能量，以實現電壓均衡；能量轉移法就是通過開關電源DC/DC變換技術，把電壓高的那一節電芯的能量轉移到電壓低的電芯上去。能量轉移法由于技術復雜，體積大，靜態電流大，成本高，變壓器等元件很難做到精確匹配，一致性差，目前只在大型電池組中使用，無法在小型鋰電池組中推廣使用。能量消耗法技術簡單，占用空間小，靜態電流小，成本低，電路一致性好，成為小型鋰電池組首選的均衡技術。目前在小型鋰電池組使用的能量消耗法均衡技術都存在一定的缺陷。(1)充電均衡只在充電末期進行，一般的均衡電流都較小，以避免鋰電池組出現高溫損壞，由于鋰電池組自身的特點，在充電末期電壓上升很快，這樣使得電池組還沒有來得及均衡，就會因為某一節電芯電壓上升過快而過充保護，均衡效果很差。(2)沒有放電均衡，將會浪費放電及其結束以后大量的可以用于均衡的有效時間。(3)靜態電流比基本保護電路增加的比較多。鑒于均衡效果不明顯，均衡技術在小型鋰電池組中的應用并不普遍，多數鋰電池組在使用過程中會出現因電芯差異過大，導致容量下降嚴重及循環壽命嚴重縮短的現象。
技術實現思路
有鑒于此，本技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種有效提高電池組的充電飽和度、明顯增加電池組的容量且有效延長電池組的循環壽命的可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置。為實現以上目的，本技術采用如下技術方案：一種可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置，包括第一模塊以及與所述第一模塊通信連接的第二模塊；所述第一模塊包括第一CPU單元、電池電壓監測均衡控制電路單元、鋰電池組單元、保護電路單元、CPU電源電路單元及第一通信與充電復用接口電路單元；所述第一通信與充電復用接口電路單元的輸出端與所述CPU電源電路單元的輸入端電連接，所述CPU電源電路單元的輸出端與所述保護電路單元的輸入端電連接，所述保護電路單元與所述鋰電池組單元之間通信連接，所述鋰電池組單元還與所述電池電壓監測均衡控制電路單元之間通信連接，所述電池電壓監測均衡控制電路單元還與所述第一CPU單元通信連接；所述CPU電源電路單元的輸出端還與所述第一CPU單元的輸入端電連接，所述第一CPU單元的輸出端還與所述第一通信與充電復用接口電路單元的輸出端電連接；所述第二模塊包括第二通信與充電復用接口電路單元、第二CPU單元、DC/DC恒流恒壓電路單元及AC/DC轉換電路單元；所述第二CPU單元的輸出端與所述第二通信與充電復用接口電路單元的輸入端電連接，所述第二CPU單元的輸入端與所述DC/DC恒流恒壓電路單元的輸出端電連接，所述DC/DC恒流恒壓電路單元的輸入端與所述AC/DC轉換電路單元電連接；所述第一通信與充電復用接口電路單元與所述第二通信與充電復用接口電路單元之間通信連接。進一步的，所述第一CPU單元通過所述第一通信與充電復用接口電路單元將信號發送至所述第二模塊。進一步的，所述AC/DC轉換電路單元與市電連接。進一步的，所述鋰電池組單元由兩串以上鋰電池組合而成。進一步的，所述鋰電池為鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、錳酸鋰電池或鈦酸鋰電池。進一步的，所述保護電路單元還包括兩個MOS管和電阻R；所述兩個MOS管串接后并聯在所述保護電路單元上，所述電阻R的兩端也并聯在所述保護電路單元上；所述保護電路單元和所述鋰電池組單元中各串聯電芯電連接。進一步的，所述電池電壓監測均衡控制電路單元還包括分流裝置，所述分流裝置的數量與所述鋰電池組單元中電芯的數量相同，每一個分流裝置中均包括一MOS管和一電阻，所述MOS管并聯在所述鋰電池組單元中相對應的電芯上，所述電阻相對應的串連在所述MOS管上。進一步的，還包括充電電流控制開關，所述充電電流控制開關由兩個MOS管串聯構成，所述第一CPU單元控制所述充電電流控制開關導通以實現對所述鋰電池組單元充電。進一步的，所述電池電壓監測均衡控制電路單元監測鋰電池組單元內每節電芯的充電電壓，當任意一節電芯電壓與其它電芯的電壓差高于預置的電壓值時，控制與該節電芯并聯的MOS管導通，使其充電電流一部分通過并聯的電阻分流。進一步的，所述第一模塊與所述第二模塊之間半雙工通信，所述第一CPU單元與所述第一通信與充電復用接口電路單元之間設置一MOS管，所述第一CPU單元中從TX發出串口脈沖信號，控制該MOS管導通與斷開，實現恒流恒壓充電電路電壓輸出端口的短路與開路，從而將所述第一CPU單元中TX串口通信脈沖傳送到第二模塊的所述第二通信與充電復用接口電路單元中；而來自于第二模塊的串口通信脈沖信號直接傳送到所述第一CPU單元的RX接口。本技術采用以上技術方案，具有如下有益效果：(1)動態監測電池組內各節電芯電壓，從開始充電就進行動態均衡，縮短充電均衡時間，均衡效果好。(2)在過放電以后，有效利用放電結束后的大量時間，通過放掉“多余”電量進行均衡，可以讓電池組始終處于一個均衡狀態，避免出現不均衡的累積效應。(3)電池組和充電電路智能通信，根據電池組狀態智能調整充電電路的工作狀態，避免出現未有效均衡而過充保護的現象。(4)靜態電流相比基本保護電路增加得很少，電池組自放電率不受影響。(5)通信與充電接口復用，不增加電池組引線，便可實現電池組和充電電路之間的通信，實現智能充電。(6)占用空間小，成本低，電路一致性好。(7)把電池組過充、過放、過流、短路等基本保護電路和高等級的充放電均衡控制電路，分開設計，分時工作?；颈Ｗo電路始終工作，可以做到對電池組的有效保護，CPU電路和均衡電路在電池組待機狀態時，處于休眠狀態，只有在充電或過放電以后才進入正常工作。增加充放電均衡控制電路以后，電池組的靜態電流基本不增加，可以滿足電池組自放電率的指標要求。(8)均衡效果好，和基本保護電路相比，可以提高電池組的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置，其特征在于：包括第一模塊以及與所述第一模塊通信連接的第二模塊；所述第一模塊包括第一CPU單元、電池電壓監測均衡控制電路單元、鋰電池組單元、保護電路單元、CPU電源電路單元及第一通信與充電復用接口電路單元；所述第一通信與充電復用接口電路單元的輸出端與所述CPU電源電路單元的輸入端電連接，所述CPU電源電路單元的輸出端與所述保護電路單元的輸入端電連接，所述保護電路單元與所述鋰電池組單元之間通信連接，所述鋰電池組單元還與所述電池電壓監測均衡控制電路單元之間通信連接，所述電池電壓監測均衡控制電路單元還與所述第一CPU單元通信連接；所述CPU電源電路單元的輸出端還與所述第一CPU單元的輸入端電連接，所述第一CPU單元的輸出端還與所述第一通信與充電復用接口電路單元的輸出端電連接；所述第二模塊包括第二通信與充電復用接口電路單元、第二CPU單元、DC/DC恒流恒壓電路單元及AC/DC轉換電路單元；所述第二CPU單元的輸出端與所述第二通信與充電復用接口電路單元的輸入端電連接，所述第二CPU單元的輸入端與所述DC/DC恒流恒壓電路單元的輸出端電連接，所述DC/DC恒流恒壓電路單元的輸入端與所述AC/DC轉換電路單元電連接；所述第一通信與充電復用接口電路單元與所述第二通信與充電復用接口電路單元之間通信連接。...

【技術特征摘要】
1.一種可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置，其特征在于：包括第一模塊以及與所述第一模塊通信連接的第二模塊；所述第一模塊包括第一CPU單元、電池電壓監測均衡控制電路單元、鋰電池組單元、保護電路單元、CPU電源電路單元及第一通信與充電復用接口電路單元；所述第一通信與充電復用接口電路單元的輸出端與所述CPU電源電路單元的輸入端電連接，所述CPU電源電路單元的輸出端與所述保護電路單元的輸入端電連接，所述保護電路單元與所述鋰電池組單元之間通信連接，所述鋰電池組單元還與所述電池電壓監測均衡控制電路單元之間通信連接，所述電池電壓監測均衡控制電路單元還與所述第一CPU單元通信連接；所述CPU電源電路單元的輸出端還與所述第一CPU單元的輸入端電連接，所述第一CPU單元的輸出端還與所述第一通信與充電復用接口電路單元的輸出端電連接；所述第二模塊包括第二通信與充電復用接口電路單元、第二CPU單元、DC/DC恒流恒壓電路單元及AC/DC轉換電路單元；所述第二CPU單元的輸出端與所述第二通信與充電復用接口電路單元的輸入端電連接，所述第二CPU單元的輸入端與所述DC/DC恒流恒壓電路單元的輸出端電連接，所述DC/DC恒流恒壓電路單元的輸入端與所述AC/DC轉換電路單元電連接；所述第一通信與充電復用接口電路單元與所述第二通信與充電復用接口電路單元之間通信連接。2.根據權利要求1所述的可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置，其特征在于：所述第一CPU單元通過所述第一通信與充電復用接口電路單元將信號發送至所述第二模塊。3.根據權利要求1所述的可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置，其特征在于：所述AC/DC轉換電路單元與市電連接。4.根據權利要求1所述的可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置，其特征在于：所述鋰電池組單元由兩串以上鋰電池組合而成。5.根據權利要求4所述的可通信的鋰電池組智能均衡充放電電路裝置，其特征在于：所述鋰電池為鈷酸鋰電池、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：董普松，
申請(專利權)人：董普松，
類型：新型
國別省市：陜西,61