锂离子动力电池组均衡控制管理系统及其均衡控制方法

摘要

本发明公开了一种锂离子动力电池组均衡控制管理系统及其均衡控制方法，所述系统包括MCU控制单元、电池信息监控模块、电池散热模块、均衡控制模块以及电池模块，所述MCU控制单元分别与电池信息监控模块、电池散热模块和均衡控制模块连接，所述电池信息监控模块、电池散热模块和均衡控制模块分别与电池模块连接；所述方法在充电过程中，电池信息监控模块不断对单个电池的信息进行数据采集和转换，将得到的数据通过红外发射器反馈至MCU控制单元，当某节电池的电压偏离某区间值时，MCU控制单元通过控制K系列开关和光耦继电器对该节电池进行充放电。本发明电路简单，电池均衡方式有效且易于实现，充电、放电具有相同的均衡效果。

主权项

锂离子动力电池组均衡控制管理系统，其特征在于：包括MCU中央控制单元、电池信息监控模块、电池散热模块、均衡控制模块以及电池模块，所述电池模块由6节电池串联组成；所述MCU中央控制单元分别与电池信息监控模块、电池散热模块和均衡控制模块连接，所述电池信息监控模块、电池散热模块和均衡控制模块分别与电池模块连接，其中：所述电池信息监控模块，用于监测电池模块中每节电池的电压、电流和温度信息，并反馈至MCU中央控制单元；所述MCU中央控制单元，用于对电池信息监控模块反馈的信息进行分析，再对电池散热模块和均衡控制模块发送指令，使电池模块中的每节电池得到散热控制和均衡控制；所述均衡控制模块，包括充电机、Flyback转换器、PWM控制器、DC/DC变换器、外部12V电源、K系列开关、控制电路以及多副边耦合变压器，所述PWM控制器、Flyback转换器和充电机串联后与K系列开关并联，所述K系列开关分别与DC/DC变换器和控制电路连接，所述DC/DC变换器连接外部12V电源，所述K系列开关包括开关K1～K5；所述控制电路由7个MOSFET管Q1～Q7、12个二极管D1～D12、2个三极管P1和P2、8个电容器C1～C8以及7个光耦继电器S1～S7组成，所述电池模块的6节电池分别为电池E1～E6，其中电池E1的正极、二极管D1和D2的负极、电容器C1的一端分别连接MOSFET管Q1，电池E1的负极、二极管D1和D2的正极、电容器C1的另一端分别连接MOSFET管Q2，MOSFET管Q1与光耦继电器S1串联，MOSFET管Q2与光耦继电器S2串联；电池E2的正极、二极管D3和D4的负极、电容器C2的一端分别连接MOSFET管Q2，电池E2的负极、二极管D3和D4的正极、电容器C2的另一端分别连接MOSFET管Q3，MOSFET管Q3与光耦继电器S3串联；电池E3的正极、二极管D5和D6的负极、电容器C3的一端分别连接MOSFET管Q3，电池E3的负极、二极管D5和D6的正极、电容器C3的另一端分别连接MOSFET管Q4，MOSFET管Q4与光耦继电器S4串联；电池E4的正极、二极管D7和D8的负极、电容器C4的一端分别连接MOSFET管Q4，电池E4的负极、二极管D7和D8的正极、电容器C4的另一端分别连接MOSFET管Q5，MOSFET管Q5与光耦继电器S5串联；电池E5的正极、二极管D9和D10的负极、电容器C5的一端分别连接MOSFET管Q5，电池E5的负极、二极管D9和D10的正极、电容器C5的另一端分别连接MOSFET管Q6；电池E6的正极、二极管D11和D12的负极、电容器C6的一端分别连接MOSFET管Q6，电池E6的负极、二极管D11和D12的正极、电容器C6的另一端分别连接MOSFET管Q7，MOSFET管Q6与光耦继电器S6串联，MOSFET管Q7与光耦继电器S7串联；三极管P1和三极管P2串联，电容器C7和电容器C8串联，三极管P1的集电极、电容器C7的一端分别连接MOSFET管Q1，三极管P2的发射极、电容器C8的一端分别连接MOSFET管Q7；MCU中央控制单元负责控制K系列开关和光耦继电器S1～S7的开关状态，光耦继电器S1～S7直接控制电池的充放电，开关K1～K4的接入，用于实现电压的正负交替；所述多副边耦合变压器的二次绕组N2与每节电池对应；当电池En的电压高于某上限值时，光耦继电器Sn、Sn+1以及开关K5闭合，电池En与MOSFET管Qn和Qn+1形成闭合回路，开始对电池进行放电；其中，n≥1，且为自然数。