一种锂电池串联模组大电流充电电压自动均衡装置

发电;变电;配电装置的制造技术1.本发明涉及锂电池充电技术领域，特别是涉及一种锂电池串联模组大电流充电电压自动均衡装置。背景技术：2.锂电池模组一般由多个低电压锂电池串并联组成，多个模组串、并联成一个大容量、高电压电堆，给负载供电。通过为锂电池模组充电，可以进行储能，适用范围广泛。3.在锂电池模组中，多个锂电池串联是其常用的一种技术方案。在多个锂电池的串联系统中，由于各个锂电池的性能并不完全一致，或在使用过程中，各个锂电池的衰减程度不一，导致其在充电过程中，锂电池模组中各串联的锂电池不能完全同步冲满电，容易导致部分锂电池过冲，部分电池欠冲，这种现象在锂电池串联结构中普遍存在。申请号为202111644918 .6的专利申请中，公开了一种基于锂电池管理系统（bms）的被动均衡控制装置及控制方法，利用mcu主控器采集整组锂电池的各个电芯的实时电压，并对各个电芯进行压差比较，当锂电池电芯最高最低压差在75mv ~ 125mv时，控制切换控制器，接通均衡电阻回路开启电阻被动均衡，当锂电池电芯最高最低压差超过125mv时，控制切换控制器，接通均衡电容回路开启电容被动均衡，结构复杂，成本高，需要进行改进。技术实现要素：4.本发明主要解决的技术问题是提供一种锂电池串联模组大电流充电电压自动均衡装置，实现锂电池充电电压的自动均衡控制，加强对锂电池的保护，降低控制成本。5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种锂电池串联模组大电流充电电压自动均衡装置，包括：锂电池串联模组和电压自动均衡组件，所述锂电池串联模组包括数节依次串联的锂电池，所述电压自动均衡组件包括与锂电池一一对应的均衡单元，所述均衡单元分别包括晶体管、稳压管、第一二极管、第二二极管、第一继电器和第二继电器，所述稳压管、第一二极管和第二二极管依次串联在锂电池的正极与负极之间，所述第一继电器的感应机构串联在锂电池的正极与晶体管的集电极之间，所述晶体管的基极与稳压管的输出端相连接，所述晶体管的发射极与锂电池的负极相连接，所述第一继电器的执行机构及第二继电器的感应机构串联在锂电池的正极与负极之间，所述第二继电器的执行机构串联在锂电池的正极与负极之间。6.在本发明一个较佳实施例中，所述稳压管的稳压值为锂电池的额定电压-1.4+0.3～0.5，单位伏特。7.在本发明一个较佳实施例中，所述晶体管的集电极与发射极电流大于第一继电器的线圈维持电流2倍以上。8.在本发明一个较佳实施例中，所述第二继电器的触点额定电流大于锂电池串联模组的最大充电电流。9.在本发明一个较佳实施例中，所述晶体管采用npn晶体管。10.在本发明一个较佳实施例中，所述第一二极管和第二二极管分别采用硅基二极管。11.本发明的有益效果是：本发明指出的一种锂电池串联模组大电流充电电压自动均衡装置，在充电过程中，如锂电池的充电电压超过其额定电压+0.3v～0.5v时，此时该锂电池有过冲现象，稳压管自动导通，第一二极管和第二二极管导通，晶体管的基极和发射极偏置电压被嵌位在1.2v～1.4v，集电极和发射极导通，第一继电器的感应机构（线圈）得电，其执行机构（常开触点）闭合，使得第二继电器的线圈得电，第二继电器的常开触点闭合，锂电池向与它串联的下级锂电池放电，不影响锂电池串联模组中其它串联电池的正常充电，当锂电池的充电电压小于、等于其额定电压+0.3v～0.5v时，稳压管自动断开，晶体管的基极和发射极偏置电压被嵌位0v，晶体管的集电极和发射极截止，第一继电器和第二继电器的线圈失电，停止向与它串联的下级锂电池放电，从而实现锂电池大电流充电电压的自动均衡，实现了对锂电池的保护，而且结构简洁，成本低。附图说明12.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1是本发明一种锂电池串联模组大电流充电电压自动均衡装置一较佳实施例的结构示意图。具体实施方式13.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。14.请参阅图1，本发明实施例包括：如图1所示的锂电池串联模组大电流充电电压自动均衡装置，包括：锂电池串联模组和电压自动均衡组件，锂电池串联模组包括数节依次串联的锂电池（bat1、bat2、bat3……batn），电压自动均衡组件包括与锂电池一一对应的均衡单元，分别进行电压自动均衡。15.均衡单元分别包括晶体管（vt1、vt2、vt3……vtn）、稳压管(dz1、dz2、dz3……ꢀdzn)、第一二极管（d1-1、d2-1、d3-1……dn-1）、第二二极管（d1-2、d2-2、d3-2……dn-2）、第一继电器（k1-1、k2-1、k3-1……kn-1）和第二继电器（k1-2、k2-2、k3-1……kn-2），在本实施例中，稳压管(dz1、dz2、dz3……ꢀdzn)的稳压值为锂电池（bat1、bat2、bat3……batn）的额定电压-1.4+0.3～0.5，单位伏特。16.在本实施例中，晶体管（vt1、vt2、vt3……vtn）的集电极与发射极电流大于第一继电器（k1-1、k2-1、k3-1……kn-1）的线圈维持电流2倍以上，而且第二继电器（k1-2、k2-2、k3-1……kn-2）的触点额定电流大于锂电池串联模组的最大充电电流。17.在本实施例中，晶体管（vt1、vt2、vt3……vtn）采用npn晶体管，第一二极管（d1-1、d2-1、d3-1……dn-1）和第二二极管（d1-2、d2-2、d3-2……dn-2）分别采用硅基二极管。18.下面以锂电池bat1的为例，进行均衡单元的连接说明：将稳压管dz1、第一二极管d1-1和第二二极管d1-2依次串联在锂电池bat1的正极与负极之间，第一继电器k1-1的感应机构串联在锂电池bat1的正极与晶体管vt1的集电极之间，晶体管vt1的基极与稳压管dz1的输出端相连接，晶体管vt1的发射极与锂电池bat1的负极相连接，第一继电器k1-1的执行机构及第二继电器k1-2的感应机构串联在锂电池bat1的正极与负极之间，第二继电器k1-2的执行机构串联在锂电池bat1的正极与负极之间。19.下面以锂电池bat1的为例，进行均衡单元的工作原理说明：如图1所示，在充电过程中，当锂电池bat1的充电电压超过其额定电压+0.3v～0.5v时，此时该锂电池bat1有过冲现象，稳压管dz1自动导通，第一二极管d1-1和第二二极管d1-2导通，晶体管vt1的基极和发射极偏置电压被嵌位在1.2v～1.4v，集电极和发射极导通；此时，第一继电器k1-1的感应机构（线圈）得电，其执行机构（常开触点）闭合，使得第二继电器k1-2的线圈得电，第二继电器k1-2的常开触点闭合，锂电池bat1向与它串联的下级锂电池bat2放电，不影响锂电池串联模组中其它串联电池的正常充电；当锂电池bat1的充电电压小于、等于其额定电压+0.3v～0.5v时，稳压管dz1自动断开，晶体管vt1的基极和发射极偏置电压被嵌位0v，晶体管vt1的的集电极和发射极截止，第一继电器k1-1第二继电器k1-2的线圈失电，停止向与它串联的下级锂电池bat2放电，其他锂电池的动均衡工作原理一样。20.综上，本发明指出的一种锂电池串联模组大电流充电电压自动均衡装置，结构简洁，组装成本低，实现了锂电池大电流充电电压的自动均衡，加强了对锂电池的保护，减少了锂电池串联模组在充电时的异常问题，提升了锂电池串联模组的使用安全性。21.以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。









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