一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路，包括充電主電路正負(fù)極之間串聯(lián)的若干個(gè)一級(jí)動(dòng)力電池分組，相鄰的兩個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的一級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述一級(jí)穿梭均衡電容的兩個(gè)端各設(shè)置有一個(gè)雙向切換開關(guān)，所述雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于所述一級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；每個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的二級(jí)動(dòng)力電池分組，以此類推，每個(gè)N?1級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的N級(jí)動(dòng)力電池分組，每個(gè)所述N級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的鋰電池單體。本實(shí)用新型通過(guò)雙向切換開關(guān)的反復(fù)切換，使相鄰兩動(dòng)力電池分組或鋰電池單體容量一致，最后使所有鋰電池單體的容量一致。
【專利說(shuō)明】
一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及新能源動(dòng)力鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鋰離子動(dòng)力蓄電池作為一種綠色環(huán)保電池，具有高能量密度、高工作電壓、高安全性能和長(zhǎng)使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，因此在便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車等新能源儲(chǔ)能方面顯示出優(yōu)越的前景。為了使串聯(lián)電池組能夠達(dá)到最大的容量利用率，同時(shí)盡量減少電池過(guò)壓損壞的可能性，延長(zhǎng)電池組的使用壽命，我們必須對(duì)串聯(lián)電池組中的電池單元進(jìn)行容量均衡。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路，包括設(shè)置于充電主電路正負(fù)極之間的若干個(gè)一級(jí)動(dòng)力電池分組，若干個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組相互串聯(lián)，相鄰的兩個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的一級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述一級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)第一正極雙向切換開關(guān)，所述第一正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游方向的所述一級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)所述一級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第一負(fù)極雙向切換開關(guān)，所述第一負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的所述一級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；
[0006]每個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的二級(jí)動(dòng)力電池分組，相鄰的兩個(gè)所述二級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的二級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述二級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)第二正極雙向切換開關(guān)，所述第二正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游方向的所述二級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)所述二級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第二負(fù)極雙向切換開關(guān)，所述第二負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的所述二級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；
[0007]以此類推，每個(gè)N-1級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的N級(jí)動(dòng)力電池分組，相鄰的兩個(gè)所述N級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的N級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述N級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)第N正極雙向切換開關(guān)，所述第N正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游方向的所述N級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)所述N級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第N負(fù)極雙向切換開關(guān)，所述第N負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的所述N級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；
[0008]每個(gè)所述N級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的鋰電池單體，相鄰的兩個(gè)所述鋰電池單體之間設(shè)置有一個(gè)共用的末級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述末級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)末級(jí)正極雙向切換開關(guān)，所述末級(jí)正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游方向的所述鋰電池單體的正極或負(fù)極，每個(gè)所述末級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)末級(jí)負(fù)極雙向切換開關(guān)，所述末級(jí)負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的所述鋰電池單體的正極或負(fù)極。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，包括四個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組，每個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的所述二級(jí)動(dòng)力電池分組，以此類推，每個(gè)所述N-1級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的所述N級(jí)動(dòng)力電池分組，每個(gè)所述N級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的所述鋰電池單體。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0011]本實(shí)用新型所提供的一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路，通過(guò)雙向切換開關(guān)的反復(fù)切換，使相鄰兩動(dòng)力電池分組或鋰電池單體容量一致，最后使所有鋰電池單體的容量一致，且上述級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路的均衡速度快，耗費(fèi)的時(shí)間較短?！靖綀D說(shuō)明】

[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]圖1是本實(shí)用新型所述的一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型所述的N級(jí)動(dòng)力電池分組的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0015]參照?qǐng)D1至圖2,圖1至圖2是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]如圖1至圖2所示，一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路，包括設(shè)置于充電主電路U正負(fù)極之間的四個(gè)一級(jí)動(dòng)力電池分組G1-1、G1-2、G1_3和G1-4,四個(gè)一級(jí)動(dòng)力電池分組G1-1、 Gl-2、Gl-3和G1-4相互串聯(lián)，相鄰的兩個(gè)一級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的一級(jí)穿梭均衡電容Cl-l、Cl-2或C1-3,每個(gè)一級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)第一正極雙向切換開關(guān)Sl-l、Sl-2或S1-3,第一正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游方向的一級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)一級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第一負(fù)極雙向切換開關(guān)Sl-2、Sl-3或S1-4,第一負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的一級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；以一級(jí)穿梭均衡電容C1-1為例，一級(jí)穿梭均衡電容C1-1的正極端設(shè)置有一個(gè)第一正極雙向切換開關(guān)S1-1，第一正極雙向切換開關(guān)S1-1可以選擇接通位于電流上游方向的一級(jí)動(dòng)力電池分組G1 -1的正極或負(fù)極，一級(jí)穿梭均衡電容C1 -1的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第一負(fù)極雙向切換開關(guān)S1-2,第一負(fù)極雙向切換開關(guān)S1-2可以選擇接通位于電流下游方向的一級(jí)動(dòng)力電池分組G1-2的正極或負(fù)極;而一級(jí)穿梭均衡電容C1-2的第一正極雙向切換開關(guān)和一級(jí)穿梭均衡電容C1-1的第一負(fù)極雙向切換開關(guān)為共用的一個(gè)雙向切換開關(guān)即S1-2,同理一級(jí)穿梭均衡電容C1-3的第一正極雙向切換開關(guān)和一級(jí)穿梭均衡電容 C1-2的第一負(fù)極雙向切換開關(guān)共用S1-3;[〇〇17]每個(gè)一級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的二級(jí)動(dòng)力電池分組，相鄰的兩個(gè)二級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的二級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)二級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)第二正極雙向切換開關(guān)，第二正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游方向的二級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)二級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第二負(fù)極雙向切換開關(guān)，第二負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的二級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；
[0018]以此類推，每個(gè)N-1級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的N級(jí)動(dòng)力電池分組，相鄰的兩個(gè)N級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的N級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)N級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)第N正極雙向切換開關(guān)，第N正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游方向的N級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)N級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第 N負(fù)極雙向切換開關(guān)，第N負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的N級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；[〇〇19] 每個(gè)N級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的鋰電池單體G0-l、G0-2、G0-3和G0-4， 相鄰的兩個(gè)鋰電池單體之間設(shè)置有一個(gè)共用的末級(jí)穿梭均衡電容C0-l、C0-2或C0-3,每個(gè)末級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)末級(jí)正極雙向切換開關(guān)S0-US0-2或S0-3,末級(jí)正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游方向的鋰電池單體的正極或負(fù)極，每個(gè)末級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)末級(jí)負(fù)極雙向切換開關(guān)S0-2、S0-3或S0-4，末級(jí)負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的鋰電池單體的正極或負(fù)極。
[0020]當(dāng)雙向切換開關(guān)S0-l、S0-2、S0-3和S0-4接通四個(gè)相互串聯(lián)的鋰電池單體G0-1、 G0-2、G0-3和G0-4的正極時(shí)，末級(jí)穿梭均衡電容C0-UC0-2或C0-3電壓分別與鋰電池單體 G0-l、G0-2、G0-3相等；當(dāng)雙向切換開關(guān)S0-l、S0-2、S0-3和S0-4接通四個(gè)相互串聯(lián)的鋰電池單體G0-l、G0-2、G0-3和G0-4的負(fù)極時(shí)，末級(jí)穿梭均衡電容C0-l、C0-2或C0-3電壓分別與鋰電池單體G0-2、G0-3、G0-4相等;末級(jí)穿梭均衡電容C0-UC0-2或C0-3電壓的變化會(huì)產(chǎn)生電能的吸收或釋放，從而使鋰電池單體GO-1、G0-2、G0-3和G0-4的容量趨于一致;然后類似的原理，使四個(gè)相互串聯(lián)的N級(jí)動(dòng)力電池分組的容量趨于一致，直至四個(gè)一級(jí)動(dòng)力電池分組 Gl-1、G1-2、G1_3和G1-4的容量趨于一致。
[0021]以上對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，當(dāng)然，本實(shí)用新型還可以采用與上述實(shí)施方式不同的形式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下所作的等同的變換或相應(yīng)的改動(dòng)，都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路，其特征在于:包括設(shè)置于充電主電路正負(fù)極之 間的若干個(gè)一級(jí)動(dòng)力電池分組，若干個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組相互串聯(lián)，相鄰的兩個(gè)所述 一級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的一級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述一級(jí)穿梭均衡電容 的正極端設(shè)置有一個(gè)第一正極雙向切換開關(guān)，所述第一正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位 于電流上游方向的所述一級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)所述一級(jí)穿梭均衡電容的負(fù) 極端設(shè)置有一個(gè)第一負(fù)極雙向切換開關(guān)，所述第一負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電 流下游方向的所述一級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；每個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的二級(jí)動(dòng)力電池分組，相鄰的兩個(gè)所 述二級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的二級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述二級(jí)穿梭均衡電 容的正極端設(shè)置有一個(gè)第二正極雙向切換開關(guān)，所述第二正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通 位于電流上游方向的所述二級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)所述二級(jí)穿梭均衡電容的 負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第二負(fù)極雙向切換開關(guān)，所述第二負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于 電流下游方向的所述二級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；以此類推，每個(gè)N-1級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的N級(jí)動(dòng)力電池分組，相鄰的 兩個(gè)所述N級(jí)動(dòng)力電池分組之間設(shè)置有一個(gè)共用的N級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述N級(jí)穿梭均 衡電容的正極端設(shè)置有一個(gè)第N正極雙向切換開關(guān)，所述第N正極雙向切換開關(guān)可以選擇接 通位于電流上游方向的所述N級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極，每個(gè)所述N級(jí)穿梭均衡電容的 負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)第N負(fù)極雙向切換開關(guān)，所述第N負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電 流下游方向的所述N級(jí)動(dòng)力電池分組的正極或負(fù)極；每個(gè)所述N級(jí)動(dòng)力電池分組包括若干個(gè)相互串聯(lián)的鋰電池單體，相鄰的兩個(gè)所述鋰電 池單體之間設(shè)置有一個(gè)共用的末級(jí)穿梭均衡電容，每個(gè)所述末級(jí)穿梭均衡電容的正極端設(shè) 置有一個(gè)末級(jí)正極雙向切換開關(guān)，所述末級(jí)正極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流上游 方向的所述鋰電池單體的正極或負(fù)極，每個(gè)所述末級(jí)穿梭均衡電容的負(fù)極端設(shè)置有一個(gè)末 級(jí)負(fù)極雙向切換開關(guān)，所述末級(jí)負(fù)極雙向切換開關(guān)可以選擇接通位于電流下游方向的所述 鋰電池單體的正極或負(fù)極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池級(jí)聯(lián)電容穿梭均衡電路，其特征在于:四個(gè)所述一 級(jí)動(dòng)力電池分組，每個(gè)所述一級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的所述二級(jí)動(dòng)力電池分 組，以此類推，每個(gè)所述N-1級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的所述N級(jí)動(dòng)力電池分組，每 個(gè)所述N級(jí)動(dòng)力電池分組包括四個(gè)相互串聯(lián)的所述鋰電池單體。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205693407SQ201620628382
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日 公開號(hào)201620628382.7, CN 201620628382, CN 205693407 U, CN 205693407U, CN-U-205693407, CN201620628382, CN201620628382.7, CN205693407 U, CN205693407U
【發(fā)明人】陶以彬, 柯勇, 張春玲
【申請(qǐng)人】蕪湖格利特新能源科技有限公司