一種智能動力電池及其均衡方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種智能動力電池及其均衡方法。
【背景技術】
[0002]隨著電池的發展，大容量的動力電池在電瓶車、電動船、電動汽車等領域的應用越來越廣。為了讓普通的電瓶車、電動船上用上好的動力電池，帶均衡模塊的動力電池是個很好的選擇。
[0003]現有的動力電池一般包含N個串聯的電芯，如果想要知道其性能參數必須通過外加電池管理模塊才可以讀取。
[0004]當動力電池中的某一個電芯異常，內阻增大，那么該電芯放電快，當該電芯放電至低點時，觸發動力電池保護，導致整個動力電池不能發揮全部的性能；充電過程中，該電芯充電快，升壓快，會導致動力電池中其他電芯還未充滿，該電芯已經充滿，繼續充電后，會導致該電芯過沖，其他電芯欠充。為了解決這一問題，動力電池需要采用均衡模塊；目前動力電池中應用最廣的一種均衡方式是電阻放電式充電均衡，即當電芯電壓達到均衡電壓時，開啟均衡模式，將放電電阻接入需要均衡的電芯對其進行放電。但是這種方式往往由于電阻會產生熱量，屬于耗能型的均衡，不節能環保，而且均衡電流往往較小(考慮電阻發熱現象，不能將均衡電流做的很大)，又由于動力電池的容量往往很大，有的甚至達到幾百安時數(AH)，這么小的均衡電流對于動容量的動力電池來說，起不了多大的作用而，放電過程中又不能做到均衡，因此現有技術有待進一步改進。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的首要技術問題是針對上述現有技術提供一種自身能檢測并讀取電池參數的智能動力電池。
[0006]本發明進一步所要解決的技術問題是提供一種智能動力電池的均衡方法。
[0007]本發明解決上述首要技術問題所采用的技術方案為:一種智能動力電池，包含外殼，外殼內設有由N個串聯連接的電芯組成的電池組，N為大于I的自然數，其特征在于:所述外殼內還設置有與電池組連接的主控模塊，該主控模塊包含主控MCU，能檢測每個電芯溫度的溫度檢測模塊，能采集每個電芯電壓及整個電池組電壓的電壓采集模塊，能采集每個電芯充電電流及放電電流的電流采集模塊，能采集電池組剩余電量的電量采集模塊，和顯示模塊，其中溫度檢測模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊、電量采集模塊和顯示模塊均與主控MCU連接。
[0008]作為改進，所述主控模塊還包括數據通訊模塊，數據通訊模塊與主控MCU連接，數據通訊模塊能將電池參數數據通過總線上傳至外部設備，以便外部設備了解電池信息。
[0009]再改進，所述主控模塊還包括電池保護模塊，每個電芯的正負極均與電池保護模塊連接，電池保護模塊的第一控制端連接第一保護場效應管的柵極，第一保護場效應管的源極與電池組負極連接；電池保護模塊的第二控制端連接第二保護場效應管的柵極，第二保護場效應管的源極與第一保護場效應管的漏極連接，第二保護場效應管的漏極連接保護電阻后與主控M⑶連接。電芯充電時，只要電池保護模塊監測到某一節電芯電壓達到充滿的設定值或電池溫度過高，就通過主控MCU關閉第一保護場效應管，斷開輸入;放電時，只要電池保護模塊監測到某一節電芯電壓達到過放的設定值或放電電流大于設定值或電池溫度過高，就通過主控MCU關閉第二保護場效應管，斷開輸出。
[0010]再改進，所述主控模塊還包括主動均衡模塊，該主動均衡模塊包含N個變壓器一一第一變壓器、第二變壓器、……、第N變壓器，2N個場效應管——第一場效應管、第二場效應管、第三場效應管、……第2N場效應管，2N個電阻，其中電池組中每一個電芯配套有一個變壓器、兩個場效應管和兩個電阻，其中電池組中第M個電芯的正極與第M變壓器的初級第一端連接，第M變壓器的初級第二端連接第2M-1場效應管的漏極，第2M-1場效應管的源極連接第2M-1電阻的第一端，第2M-1電阻的第二端連接第M個電芯的負極;第M變壓器的次級第二端連接第2M場效應管的漏極，第2M場效應管的源極連接第2M電阻的第一端，第2M電阻的第二端連接至第一電芯的負極，第2M-1場效應管的源極、第2M場效應管的源極、第2M-1場效應管的柵極、第2M場效應管的柵極均與主控MCU連接;所有變壓器的次級第一端相互連接在一起;其中M=l，2，3，……No
[0011]本發明解決上述進一步技術問題所采用的技術方案為:一種具有上述結構的智能動力電池的均衡方法，其特征在于:主控MCU能根據需要將第X電芯的能量轉移至第Y電芯，其中，X=l，2，3，……N，Y=1，2，3，……N，且X不等于Y;首先，主控M⑶使第X電芯放電，此時與第X變壓器初級第二端連接的第2X-1場效應管接通，電流在第X變壓器初級繞組中斜坡上升，直到主控MCU檢測到第2X-1場效應管的柵極達到峰值電流為止;隨后第2X-1場效應管關斷，儲存在第X變壓器中的能量被轉移至次級，從而導致電流在第X變壓器的次級繞組中流動，第2X場效應管同步接通，直至主控M⑶檢測到第2X場效應管的柵極電流降至零為止;一旦第2X場效應管的柵極電流降至零，第2X場效應管斷開;主控MCU打開第2Y場效應管，電流在第Y變壓器次級繞組上斜率上升，直至主控M⑶檢測到第2Y場效應管的柵極達到峰值電流為止，斷開第2Y場效應管，同時打開第2Y-1場效應管，能量從第Y變壓器次級轉移到初級，儲存在第Y變壓器初級的能量再進而轉移至第Y電芯。
[0012]與現有技術相比，本發明的優點在于:該智能動力電池可以讀取電池容量，剩余多少容量，充放電電流、電壓等常用的電池參數，并通過顯示模塊進行顯示，可拋開電池管理模塊，直觀的得到想要的電池參數，方便了動力電池的應用。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例中智能動力電池的框圖；
[0014]圖2為本發明實施例中電池保護模塊與電池組及主控M⑶之間的連接圖；
[0015]圖3為本發明實施例中主動均衡模塊的連接圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0017]如圖1所示智能動力電池，包含外殼，外殼內設有由N個串聯連接的電芯組成的電池組，N為大于I的自然數，其中所述外殼內還設置有與電池組連接的主控模塊，該主控模塊包含主控MCU，能檢測每個電芯溫度的溫度檢測模塊，能采集每個電芯電壓及整個電池組電壓的電壓采集模塊，能采集每個電芯充電電流及放電電流的電流采集模塊，能采集電池組剩余電量的電量采集模塊，顯示模塊，數據通訊模塊，電池保護模塊和主動均衡模塊，其中溫度檢測模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊、電量采集模塊、顯示模塊、數據通訊模塊和主動均衡模塊均與主控MCU連接。
[0018]溫度檢測模塊、電壓采集模塊、電流采集模塊、電量采集模塊、顯示模塊和電池保護模塊均采用常規技術。
[0019]其中每個電芯的正負極均與電池保護模塊連接，電池保護模塊的第一控制端連接第一保護場效應管OC的柵極，第一保護場效應管OC的源極與