一种多路一体式同步线圈的绕线结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种变压器线圈的绕线结构，特别涉及一种多路一体式同步线圈的绕线结构。


背景技术：

2.锂电池组中的单体电池在制造和使用过程中必然存在电压、容量或内阻等参数的不一致，并且是一个不断累积的过程，时间越长单体电池之间产生的差异越大，另外锂电池组还会受到使用环境的影响，在使用过程中单体电池的不一致性会被逐渐放大，从而导致某些单体电池性能加速衰减。
3.现有技术中，在n节串联电池组的均衡变压器实现方法中，如图1所示，现有多路变压器结构为一个原边绕组l0和n个副边分绕组(l1、l2、
…
、ln)，副边n个分绕组的匝数都相同，其总和等于原边绕组l0匝数。如此电池均衡过程中，均衡变压器的各种绕组中流过高频变化的电流时，在每个分绕组端会产生感应电动势u1,u2,
…
un以及原边绕组端产生感应电动势u0；跟据法拉第电磁感应原理，各绕组的感应电动势与绕组的匝数n正相关，有u1/n1＝u2/n2＝
…
＝un/nn＝(u1+u2+
…
un)/n0；若该感应电动势》电池电压ub，则将对电池进行充电，有电流通过变压器均衡绕组流入电池；若电池电压ub》感应电压，电池提供电能给均衡绕组，电流从电池流出，从均衡绕组流入。当n1＝n2＝
…
nn时，能确保u1＝u2＝
…
un，最终实现电池电压均衡。
4.现有技术中多路变压器绕线方法为分体式异步绕线方式，在变压器制作过程中，采用先绕制原边绕组，再分别绕制副边绕组的方式。线圈在变压器磁芯上绕制一圈就是完整的一匝，因变压器的各个绕组最终都要有抽头引出形成独立引脚，分体式异步绕线的各个引脚引出线位置会导致各绕组匝数间出现微小的误差。如此这样，实际绕线的n1≈n2≈
…
≈nn≈n0≈(n1+n2+...nn),跟据法拉第电磁感应原理，n1,n2,...nn间的微小匝数误差就会导致均衡变压器工作时，各个副边绕组的感应电压不会完全一致，而是存在一定的电压差异。该电压差异表现为均衡变压器的均衡电压误差，定义为各串电池均衡电压差的最大值
△
u＝max(u
i-uj)(i,j在1-n之间)。
5.现有技术中的这种分体式异步绕线方式的均衡变压器其n个副边绕组间的电感量差异较大，n个绕组的感量总和与原边绕组的感量总和也存在较大误差。在实际均衡应用中，一般只能做的20mv的均衡精度，难以再减少电池间的电压差，并不能很好的满足电池均衡要求。


技术实现要素：

6.针对现有技术在电压精度上的不足，本实用新型提供了一种多路一体式同步线圈的绕线结构，对比现有技术的20mv精度，有显著提高，可更高效、更精细地满足电池均衡要求，其技术方案如下：
7.一种多路一体式同步线圈的绕线结构，变压器线圈的绕组不区分原边绕组与副边
绕组，所有绕组的匝数相同、同名端相同并且具有公共端，串联电池组每节电池并联有二个匝数相同、同名端相同并且具有公共端的绕组，每个绕组串联一个电子开关，所述绕组固定在变压器框架上。
8.优选地，所述匝数相同、同名端相同并且具有公共端的绕组的数量是串联电池组中电池节数的2倍，所有绕组共用一个磁芯。
9.优选地，所述磁芯可以为环形、e型、c型、u型或者其他型式磁芯。
10.优选地，所述匝数相同、同名端相同并且具有公共端的绕组，其绕线方式为所有绕组采用同一方向绕线，所有绕组线合并为一股从磁环的起头端开始，以相同绕制方向绕制一定圈数到达磁环的相对端以后，绕组线不中断并且预留部分线长作为中间抽头，与前述绕线相同方向绕制相同圈数至绕组线起头端位置，然后将绕组线起始线头作为首端，中间抽头作为公共端，结尾线头作为末端并分离出来，分别连接到所述变压器框架的首端引出脚、公共端引出脚、末端引出脚上。
11.优选地，所述匝数相同、同名端相同并且具有公共端的绕组，其绕线方式为所有绕组采用同一方向绕线，所有绕组线合并为一股从磁环的起头端开始，以相同绕制方向绕制一定圈数回到磁环的起头端以后绕组线不中断并且预留部分线长作为中间抽头，与前述绕线相同方向绕制相同圈数再次回到磁环的起头端位置，然后将绕组线起始线头作为首端，中间抽头作为公共端，结尾线头作为末端并分离出来，分别连接到所述变压器框架的首端引出脚、公共端引出脚、末端引出脚上。
12.优选地，所述变压器框架为日字形结构，在其三条平行的边上分别有公共端引出脚、首端引出脚和末端引出脚，每排引出脚的数量不少于锂电池组中的单体电池节数。
13.优选地，所述变压器框架的日字形结构，三条平行的边非等距排布，所述变压器框架内部形成二个不同大小的矩形结构，较大的矩形结构内放置绕制完成的变压器线圈。
14.与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：
15.变压器上每个绕组的施加匝数值一致性高，电感量一致性高，引出电池均衡精度高，各串电池均衡电压差的有显著降低，可以很好的满足电池均衡要求，显著地延长多串锂电池系统的寿命。
附图说明
16.图1为现有多路变压器的分体式异步绕线方式电路原理图；
17.图2为本实用新型所述的一种多路一体式同步线圈的绕线结构的电路原理图；
18.图3为本实用新型所述的一种多路一体式同步线圈的绕线结构的绕线方式示意图；
19.图4为本实用新型所述的一种多路一体式同步线圈的绕线结构的变压器框架结构示意图；
20.图5为本实用新型所述的一种多路一体式同步线圈的绕线结构的变压器框架与变压器线圈组合结构示意图。
21.图中：1、公共端；2、首端；3、末端；4、磁芯；5、起头端；6、相对端；7、公共端引出脚；8、首端引出脚；9、末端引出脚；10、变压器框架；11、电子开关；12、变压器线圈。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
23.图2为本实用新型的多路一体式同步线圈的绕线方式及结构的一个实施例的电路原理图。如图2所示，本实施例的多路一体式同步线圈用于四节锂电池串联的电池组，包括四节串联的锂电池(b1、b2、b3以及b4)，八个绕制匝数相同的绕组(l11、l12、l21、l22、l31、l32、l41以及l42)，八个晶体管或者mos管电子开关(s11、s12、s21、s22、s31、s32、s41以及s42)以及一个磁芯，该磁芯为所有绕组共用。
24.本实施例中，所有的八个绕组匝数相同、同名端相同以及具有公共端1，每二个绕组组成一对，分别与开关串联后，并联至一节电池上。进一步，l41与l42组成一对绕组，l41与开关s41串联，l42与s42串联，l41和l42的电路并联接到电池b4的正负极。依前述连接方式，将其他三对绕组分别并联至电池b1、b2、b3上。
25.如图3所示，本实施例中的多路一体式同步线圈的绕线方式为：所有绕组采用同一方向绕线，选用数量不少于单体电池节数的多根绕组线，所有绕组线合并为一股从磁环的起头端5开始，以相同绕制方向绕制一定圈数到达磁环的相对端6以后，绕组线不中断并且预留部分线长作为中间抽头，与前述绕线相同方向绕制相同圈数至绕组线起头端5位置，然后将绕组线起始线头作为首端2，中间抽头作为公共端1，结尾线头作为末端3并分离出来，分别连接到变压器框架的首端引出脚8、公共端引出脚7、末端引出脚9上。
26.在另一实施例中多路一体式同步线圈的绕线方式为：所有绕组采用同一方向绕线，选用数量不少于单体电池节数的多根绕组线，所有绕组线合并为一股同时自磁芯的起头端5开始以相同绕制方向绕制一定圈数回到磁环的起头端5以后绕组线不中断并且预留部分线长作为中间抽头，与前述绕线相同方向绕制相同圈数再次回到磁环的起头端5位置，然后将绕组线起始线头作为首端2，中间抽头作为公共端1，结尾线头作为末端3并分离出来，分别连接到变压器框架的首端引出脚8、公共端引出脚7、末端引出脚9上。
27.每条绕制线按首端、末端、公共端形成二个绕组，所有绕组数量为单体电池节数的二倍。进一步，在实际绕制过程中，为了确保绕制效率以及提高后续工序的效率，对应不同单体电池的每组绕组使用不同颜色的绕制线以区分。
28.如图4所示，本实施例中采用的变压器框架10为日字形结构，在其三条平行的边上，每条边分别具有一排引出脚，总共三排，每排引出脚的数量排除预留脚位和重复脚位后，与锂电池组中的单体电池节数相同，其三排引出脚分别为公共端引出脚7、首端引出脚8、末端引出脚9。如图5所示，绕制完成的变压器线圈12放置于变压器框架10的公共端引出脚7和首端引出脚8之间的框架内，变压器线圈12的公共端1接变压器框架10的公共端引出脚7，变压器线圈12的首端2接变压器框10架的首端引出脚8，变压器线圈12的末端3接变压器框架10的末端引出脚9。
29.变压器框架10与变压器线圈12连接时，变压器框架10上的公共端引出脚7、首端引出脚8、末端引出脚9，依相同方向各自编号，变压器线圈12中相同颜色绕制线的公共端1、首端2和末端3分别连接至公共端引出脚7、首端引出脚8、末端引出脚9中相同编号的引出脚。
30.变压器框架10与电池组连接时，变压器框架10上的每排引出脚，依相同方向各自
编号，每组相同编号的公共端引出脚7连接至单体电池的正极，首端引出脚8与末端引出脚9一起连接至单体电池的负极。
31.在本实用新型的另一实施例中，变压器框架10的首端引出脚8位置的引脚也可用作末端引出脚，同时，末端引出脚9位置的引脚则作为首端引出脚。
32.以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。