锂电池保护板均衡充电的设计方案

本发明涉及一种锂电池保护板平衡充电的设计方案

常用的平衡技术包括稳定的并联电阻平衡充电、开关并联电阻平衡充电、平均电池电压平衡充电、开关电容平衡充电、降压变换器平衡充电、电感平衡充电等。锂电池串联充电时，要保证每个电池的充电平衡，否则会影响整个电池的性能和寿命。但是现有的单片锂电池维护芯片并不具备平衡充电控制的功能。多重锂电池维护芯片平衡充电控制功能需要外接CPU。通过维护芯片的串口通信(如I2C总线)来完成，维护电路的复杂性和规划的难度，降低了系统的效率和可靠性，增加了功耗。

 

电力锂电池组，本文作者所应用的锂电池充电过程中需要对锂电池进行过压、放电、欠压、过流、短路维护，来完成整个组中电池充电过程中的均衡充电问题，本文介绍了任意一天选择的锂电池维护芯片组序列号，包括均衡充电锂电池维护功能的电池板维护规划。仿真结果和工业生产应用证明，维修板具有完善的维修功能，运行稳定，性价比高，平衡充电误差小于50mV。

 

1 .锂电池维护板平衡充电原理结构

 

单个锂电池维护芯片规划均衡充电容量的锂电池组维护板结构框图如下图1所示。

 

锂电池

 

锂电池组维护板结构框图

 

其中:1为单个锂离子电池;2为充电过压并联放电支路的电阻;3是并联放电支路控制的开关装置;4. 检查并保持过流电阻;5是锂电池备用维护芯片及电路连接部分;6是单个锂电池维护芯片(一般包括充电控制脚CO、放电控制脚DO、放电过流和短路检测脚VM、电池正极VDD、电池负极VSS等);7. 光电耦合器切断充电过电压维持信号后，并联构成主电路中用于充电控制的MOS管栅;8为光耦分离的放电欠压、过流、短路维护信号，与驱动MOS管栅在主电路中进行放电控制形成串联关系;9是充电控制开关装置;10是放电控制开关装置;11是控制电路;12主电路;13是分流放电支路。单个锂电池的维护芯片数量根据锂电池组的数量和应使用串联进行确认，维护相应单个锂电池的充放电、过流、短路状态。该系统在充电维护时一起进行，通过维护芯片控制分路放电支路开关装置的开、关来完成均衡充电，该方案不同于传统充电器端完成均衡充电，降低了锂电池充电器规划的成本。