文档介绍：锂电池组保护板均衡充电处理方案
文章摘自：凌力尔特技术论坛-和非网
本文针对动力锂电池成组使用，各节锂电池均要求充电过电压、放电欠电压、过流、短路保护，充电过程中要实现 整组电池均衡充电问题，介绍了一个采取单节锂电池保护芯片对任意串联数成组锂电池进行保护含均衡充电功效电池组保护板设计方案。经过仿真结果和 工业生产应用证实，该保护板保护功效完善，工作稳定，性价比高。
常见均衡充电技术包含恒定分流电阻均衡充电、通断分流电阻均衡充电、平均电池电压均衡充电、开关电容均 衡充电、降压型变换器均衡充电、电感均衡充电等。成组锂电池串联充电时，应确保每节电池均衡充电，不然使用过程中会影响整组电池性能和寿命。而现有 单节锂电池保护芯片均不含均衡充电控制功效，多节锂电池保护芯片均衡充电控制功效需要外接CPU;经过和保护芯片串行通讯（如I2C总线）来实现，加大 了保护电路复杂程度和设计难度、降低了系统效率和可靠性、增加了功耗。
1 锂电池组保护板均衡充电原理结构
采取单节锂电池保护芯片设计含有均衡充电能力锂电池组保护板结构框图以下图1所表示。
                    图1锂电池组保护板结构框图
其中：1为单节锂离子电池；2为充电过电压分流放电支路电阻；3为分流放电支路控制用开关器件；4为过流 检测保护电阻；5为省略锂电池保护芯片及电路连接部分；6为单节锂电池保护芯片（通常包含充电控制引脚CO,放电控制引脚DO,放电过电流及短路检测引 脚VM,电池正端VDD,电池负端VSS等）；7为充电过电压保护信号经光耦隔离后形成并联关系驱动主电路中充电控制用MOS管栅极；8为放电欠电压、过 流、短路保护信号经光耦隔离后形成串联关系驱动主电路中放电控制用MOS管栅极；9为充电控制开关器件；10为放电控制开关器件；11为控制电路；12为 主电路；13为分流放电支路。单节锂电池保护芯片数目依据锂电池组电池数目确定，串联使用，分别对所对应单节锂电池充放电、过流、短路状态进行保护。该 系统在充电保护同时，经过保护芯片控制分流放电支路开关器件通断实现均衡充电，该方案有别于传统在充电器端实现均衡充电做法，降低了锂电池组充电
器设计应用成本。
2 硬件设计
当锂电池组充电时，外接电源正负极分别接电池组正负极BAT+和BAT-两端，充电电流流经电池组正极BAT+、电池组中单节锂电池1~N、放电控制开关器件、充电控制开关器件、电池组负极BAT-,电流流向图2所表示。
                 图2锂电池组充电电路
系统中控制电路部分单节锂电池保护芯片充电过电压保护控制信号经光耦隔离后并联输出，为主电路中充电开 关器件导通提供栅极电压；如某一节或几节锂电池在充电过程中优异入过电压保护状态，则由过电压保护信号控制并联在单节锂电池正负极两端分流放电支路放
电，同时将串接在充电回路中对应单体锂电池断离出充电回路。
锂电池组串联充电时，忽略单节电池容量差异影响，通常内阻较小电池先充满。此时，对应过电压保护信号控制分流放电支路开关器件闭合，在原电池两端并联上一个分流电阻。依据电池PNGV等效电路模型，此时分流支路电阻相当于先充满单节锂电池负载，