一种电池管理系统的被动均衡电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电池管理领域，尤其设及电动汽车电池管理系统的被动均衡电路。
【背景技术】
[0002] 随着全球能源紧缺W及大气污染的日益严重，为应对运一问题各发达国家积极调 整产业结构，电动汽车作为发达国家，新兴国家刺激经济的重要领域，得到了有关国家政府 的高度重视。
[0003] 在电动汽车业界广泛使用裡电池作为动力电池。裡电池能量密度高，但化学性质 活泼，不同于传统铅酸蓄电池。使用时必须使用电池管理系统对其进行实时监测和保护。由 于串联的各个单体裡电池在生产过程中工艺的差异性所导致容量和性能不匹配，并且随着 使用时间的加长，电池之间容量差异会越来越大，最后导致电池效率低下直至不能工作。因 此必须在电池管理系统中加入均衡电路，补偿因电池差异而造成的容量差异。
[0004] 目前，电池管理系统中主要有主动均衡和被动均衡两种方式。主动均衡电流大，损 耗小，但其体积大，电路复杂，成本高，不利于当前电池管理系统小型化、集成化的发展趋 势。被动均衡因其体积小，成本低而得到广泛应用。目前常用被动均衡方式仅通过一个电子 开关来控制放电，无法实现闭环的控制。并且，由于均衡电路总是直接连接在电池组上，一 旦电子开关出现击穿损坏，将使电池不断放电，一段时间后将会对电池造成不可逆的过放 电而损坏。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种电池管理系统的被动均衡电路，旨在解 决现有技术无法对均衡功能实现闭环控制，一旦电子开关出现击穿损坏，将使电池不断放 电，一段时间后将会对电池造成不可逆的过放损坏的问题。
[0006] 本发明是运样实现的，一种电池管理系统的被动均衡电路，包括中央控制单元、及 分别与所述中央控制单元相连接的若干电压采集单元和若干电子开关单元；
[0007] 所述若干电压采集单元，与车载电池组的各单体电池一一对应连接，各电压采集 单元用于采集对应单体电池的电压信息并传输至所述中央控制单元；
[000引所述若干电子开关单元，与车载电池组的各单体电池一一对应连接，各电子开关 单元的通断状态决定对应单体电池是否放电；
[0009] 所述中央控制单元，根据所述各单体电池的电压信息进行分析，在判断某一单体 电池的电压高于其他单体电池的电压时，将该单体电池设置为待放电电池，然后生成一放 电指令用W通过控制对应电子开关单元的状态来使所述待放电电池进行放电；并在监测到 所述待放电电池的电压与其他单体电池的电压一致时，生成一关闭指令用W通过控制对应 电子开关单元的状态来使处于放电状态的单体电池停止放电。
[0010] 进一步地，所述被动均衡电路还包括若干失效检测单元和告警单元；
[0011] 所述若干失效检测单元，分别与所述电子开关单元和所述电压采集单元一一对应 连接，用于监测对应电子开关单元的放电电流，然后将监测到的放电电流转换成放电电压 信息后，通过所述电压采集单元传输至所述中央控制单元；
[0012] 所述中央控制单元，用于根据所述放电电压信息进行判断，在判断为放电电压异 常时，生成一告警指令传输至所述告警单元，用W控制所述告警单元进行报警。
[0013] 进一步地，所述被动均衡电路还包括若干失效检测单元和显示单元；
[0014] 所述若干失效检测单元，分别与所述电子开关单元和所述电压采集单元一一对应 连接，用于监测对应电子开关单元的放电电流，然后将监测到的放电电流转换成放电电压 信息后，通过所述电压采集单元传输至所述中央控制单元；
[0015] 所述中央控制单元，用于根据所述放电电压信息进行判断，在判断所述放电电压 异常时，生成一显示信息传输至所述显示单元，用W控制所述显示单元显示异常的电子开 关单兀f目息。
[0016] 进一步地，所述电子开关单元包括第一电阻、第二电阻、第=电阻、第四电阻、稳压 二极管、电容和场效应管；
[0017] 所述场效应管的漏极依次通过所述第四电阻和所述第=电阻连接所述单体电池 的正极，所述场效应管的源极连接所述单体电池的负极，所述场效应管的栅极通过所述第 二电阻连接所述中央控制单元的第一输出端;所述中央控制单元的第二输出端连接所述单 体电池的负极;所述第一电阻连接于所述中央控制单元的第一输出端和第二输出端之间； 所述稳压二极管的阴极连接所述场效应管的栅极，所述稳压二极管的阳极连接所述场效应 管的源极;所述电容的连接于所述场效应管的栅极和源极之间。
[0018] 进一步地，所述第=电阻与第四电阻的串联处连接至对应的失效检测单元。
[0019] 进一步地，所述第一电阻的阻值为47KQ，所述第二电阻的阻值为9.化Q，所述第 =电阻的阻值为1 Q，所述第四电阻的阻值为33Q。
[0020] 进一步地，所述电容的容量为lOnF。
[0021] 进一步地，所述场效应管为N沟道MOS管。
[0022] 本发明与现有技术相比，有益效果在于:通过本发明，能够实时监测单体电池的电 压信息，在某一单体电池电压异常的时候，能够实现放电处理，使所有的单体电池电压趋于 一致，进一步地，本发明加入了电子开关的实时监测诊断功能，能够及时发现损坏的开关器 件并报警，避免电池的过放损坏。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明实施例提供的一种电池管理系统的被动均衡电路的结构示意图。
[0024] 图2是本发明实施例提供的电子开关单元的结构示意图。
[0025] 图3是本发明实施例提供的中央控制单元实现电子开关单元失效检测的流程图。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0027] 如图1所示，为本发明实施例提供的一种电池管理系统的被动均衡电路，包括中央 控制单元1、及分别与中央控制单元I相连接的若干电压采集单元2和若干电子开关单元3;
[0028] 若干电压采集单元2,与车载电池组的单体电池4一一对应连接，各电压采集单元2 用于采集对应单体电池的电压信息并传输至中央控制单元1;
[0029] 若干电子开关单元3,与车载电池组的各单体电池一一对应连接，各电子开关单元 3的通断状态决定对应单体电池是否放电；
[0030] 中央控制单元1，根据所述各单体电池的电压信息进行分析，在判断某一单体电池 的电压高于其他单体电池的电压时，将该单体电池设置为待放电电池，然后生成一放电指 令用W通过控制对应电子开关单元3的状态来使所述待放电电池进行放电；并在监测到所 述待放电电池的电压与其他单体电池的电压一致时，生成一关闭指令用W通过控制对应电 子开关单元3的状态来使处于放电状态的单体电池停止放电。
[0031] 为了能够在单体电池的电压出现异常，同时监控在电子开关单元3在对单体电池 进行放电过程中是否出现异常，如电子开关出现异常等情况，进一步地，所述被动均衡电路 还包括失效检测单元5和告警单元6;
[0032] 若干失效检测单元5,分别与电子开关单元3和电压采集单元2-一对应相连接，用 于监测对应电子开关单元3的放电电流，然后将监测到的放电电流转换成放电电压信息后， 通过电压采集单元2传输至中央控制单元3;
[0033] 中央控制单元3，用于根据所述放电电压信息进行判断，在判断为放电电压异常 时，生成一告警指令传输至告警单元6，用于控制告警单元6进行报警。
[0034] 在上述的系统中，加入了告警单元能够在电子开关单元出现异常时进行报警，促 使驾驶员或者检测人员对电子开关单元进行确认或更换，或者对待放电电池进行处理，而 进一步地，为了能够帮助驾驶员或者技术人员定位失效的电子开关单元，本系统还包括与 中央控制单元1相连接的显示单元7;
[0035] 中央控制单元1，用于根据所述放电电压信息进行判断，在判断所述放电电压异常 时，生成一显示信息传输至显示单元7,用W控制显示单元7显示异常的电子开关单元信息。 在实际应用中，中央控制单元对均衡前后的电压进行比较，W均衡前的放电电压为Vl，均衡 后的电压为V2,中央控制单元1判断均衡前后对的电压差(V2-V1)，若电压差小于预设的阔 值，则认为电子开关单元失效，则启动报警程序，报警程序包括控制告警单元进行报警和显 示单元报警，告警单元的报警形式包括闪光报警或蜂鸣报警或其他能够迅速引起驾驶员或 者检测人员注意的报警形式，显示单元的报警主要包括显示失效的电子开关单元的信息， 如几号电子开关单元等(本实施例中默认系统对电子开关单元进行了编号）。
[0036] 详细地，如图2所示，电子开关单元3包括第一电阻RU第二电阻R2、第S电阻R3、第 四电阻R4、稳压二极管Dl、电容Cl和场效应管Ql;
[0037] 场效应管Ql的漏