本發(fā)明涉及蓄電池管理與維護(hù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的蓄電池均衡裝置及方法。

背景技術(shù)：

大型的蓄電池組在電力、通訊等領(lǐng)域有著非常廣泛且重要的應(yīng)用。例如，電力系統(tǒng)變電站的操作電源、基站通信設(shè)備電源、數(shù)據(jù)機(jī)房不間斷電源系統(tǒng)(ups)等，都大量使用蓄電池組作為后備電源系統(tǒng)和直流系統(tǒng)的電源。特別是在后備電源系統(tǒng)或者通信基站直流電源系統(tǒng)中，都需使用多組蓄電池，每組蓄電池有54節(jié)到上百節(jié)。

由于電池制造工藝造成的單體電池之間的客觀差異，將導(dǎo)致在蓄電池全壽命使用周期內(nèi)，總電壓符合條件情況下，單體電池之間的狀態(tài)也出現(xiàn)差異，具體體現(xiàn)在電壓、容量狀態(tài)的不均衡性。此時(shí)的蓄電池組在使用過(guò)程中極易出現(xiàn)過(guò)充與欠充現(xiàn)象，并可能造成狀態(tài)最差的電池失效或者電壓過(guò)高的熱失衡，給后備電源系統(tǒng)造成安全隱患，甚至出現(xiàn)重大供電事故。

目前，單節(jié)蓄電池出廠設(shè)計(jì)的壽命為8到10年，實(shí)際使用過(guò)程中由于蓄電池成組使用，隨著時(shí)間的推移，單節(jié)蓄電池之間由于客觀原因出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象，整組蓄電池普遍的使用壽命只能達(dá)到5年左右，超過(guò)5年的電池組，這批蓄電池就要被全部更換掉。此外，由于運(yùn)維條件以及成本問(wèn)題，電池不均衡問(wèn)題沒(méi)有得到及時(shí)關(guān)注與處理，這樣加速了狀態(tài)差的蓄電池的老化或者失容，造成蓄電池使用效率降低，產(chǎn)生了極大的資產(chǎn)浪費(fèi)，從節(jié)約、節(jié)能、環(huán)保方面看造成負(fù)面影響。

為提高蓄電池組的使用壽命，可對(duì)蓄電池進(jìn)行均衡管理。例如通過(guò)人工篩選落后電池或者電壓過(guò)高電池，進(jìn)行單節(jié)充放電，使之達(dá)到既定的電壓水平。但人工均衡工作量大，實(shí)際操作起來(lái)不方便，可行性不是很高。

此外，還可通安裝均衡設(shè)備，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)或者自動(dòng)均衡。這類均衡設(shè)備從結(jié)構(gòu)上分為集中式和分布式兩種。其中集中式均衡設(shè)備中，所有功能單元都設(shè)計(jì)在一起，合成一臺(tái)主機(jī)設(shè)備，有集中通道接口，從每個(gè)通道引線，接入每個(gè)單節(jié)電池的正負(fù)極；分布式均衡設(shè)備將均衡電路單獨(dú)做成一個(gè)封裝模塊，直接安裝在每節(jié)電池兩端，通過(guò)獨(dú)立的通信線與主機(jī)通信，實(shí)現(xiàn)均衡控制。目前，無(wú)論是集中式均衡設(shè)備還是分布式均衡設(shè)備，其輸入端的均衡線接在電池組的總正負(fù)極，輸出端的均衡線則接在對(duì)應(yīng)單體電池的正負(fù)極，通過(guò)對(duì)單體電壓檢測(cè)，并對(duì)測(cè)得電壓較低的電池進(jìn)行小電流充電，以升高單體電壓，即所謂主動(dòng)均衡；對(duì)測(cè)得電壓過(guò)高的電池進(jìn)行小電流放電，拉低單體電池電壓，即所謂被動(dòng)均衡，以達(dá)到個(gè)整個(gè)電池組所有電池電壓均衡的目的。

然而，上述集中式均衡裝置在安裝時(shí)需大量冗長(zhǎng)的布線，并且在出現(xiàn)故障時(shí)，線路排查困難，只要有一路均衡電路出現(xiàn)故障，整個(gè)設(shè)備就無(wú)法使用。對(duì)于電池節(jié)數(shù)較多蓄電池組，一次處理電池節(jié)數(shù)有限，整體均衡時(shí)間效率不高。

對(duì)于上述分布式均衡裝置，需對(duì)每節(jié)電池安裝均衡電路模塊，接線雖然比集中式均衡裝置方便，但是每個(gè)均衡電路模塊都需使用獨(dú)立的通信線接線，且若通信線路有一處斷開，則整個(gè)通信線路就斷開。

并且在上述均衡裝置中，整個(gè)蓄電池組只依靠電壓來(lái)判斷實(shí)現(xiàn)單一主動(dòng)均衡，但有些電池實(shí)際電壓無(wú)法達(dá)到本組中單體電壓較高的電池電壓水平，雖然放電能把各單體電池電壓拉低到一致的水平，但是在后繼整組均充后，由于電池客觀差異，將再次出現(xiàn)新的不均衡現(xiàn)象。

此外，無(wú)論是集中式均衡設(shè)備還是分布式均衡設(shè)備，其均衡電路輸入端均衡線接入整個(gè)電池組的總正負(fù)極，輸出端均衡線接入單節(jié)電池，處于高壓差狀態(tài)，如果模塊出現(xiàn)短路等故障，將使單體電池直接接入高壓并損毀，從而造成安全事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)上述均衡裝置布線繁瑣、功能單一的問(wèn)題，提供一種兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置及方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，提供一種兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置，所述蓄電池為由多節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組，所述蓄電池均衡裝置包括主控制器和多個(gè)分別連接到主控制器的監(jiān)控終端，且所述多個(gè)監(jiān)控終端分別連接到多個(gè)電池小組，每一電池小組包括多節(jié)串聯(lián)連接的單體電池；所述主控制器包括第一控制單元、第一通信單元；每一所述監(jiān)控終端包括第二控制單元、第二通信單元、檢測(cè)單元和均衡單元；其中：

所述檢測(cè)單元在監(jiān)測(cè)終端處于工作狀態(tài)時(shí)，在第二控制單元控制下檢測(cè)對(duì)應(yīng)的電池小組中的每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)；

所述第一控制單元，用于根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)計(jì)算獲得各個(gè)電池小組的平均荷電狀態(tài)以及每一節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)，并在任一電池小組的平均荷電狀態(tài)低于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，向連接到該電池小組的監(jiān)控終端發(fā)送被動(dòng)均衡指令、在任一節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)低于該節(jié)單體電池所在的電池小組的平均荷電狀態(tài)且所述電池小組處于工作模式時(shí)，向?qū)?yīng)的監(jiān)控終端發(fā)送主動(dòng)均衡指令；

所述第一通信單元和第二通信單元，用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控終端與主控制器之間的單體電池的性能參數(shù)、被動(dòng)均衡指令以及主動(dòng)均衡指令的傳輸；

所述第二控制單元，用于在接收到被動(dòng)均衡指令時(shí)使所在的監(jiān)控終端進(jìn)入休眠模式、在所在的監(jiān)控終端處于工作模式并接收到主動(dòng)均衡指令時(shí)使均衡單元進(jìn)行均衡操作；

所述均衡單元，用于在第二控制單元控制下從所述電池小組取電并為荷電狀態(tài)低于電池小組的平均荷電狀態(tài)的單體電池充電。

在本發(fā)明所述的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置中，所述監(jiān)控終端包括供電單元，且所述供電單元經(jīng)由供電開關(guān)連接到對(duì)應(yīng)的電池小組的供電端；所述檢測(cè)單元分別經(jīng)由多個(gè)檢測(cè)開關(guān)與對(duì)應(yīng)電池小組中的每一節(jié)單體電池連接；所述檢測(cè)單元在監(jiān)控終端處于工作狀態(tài)下，依次使每一節(jié)單體電池兩端的檢測(cè)開關(guān)閉合以檢測(cè)對(duì)應(yīng)的單體電池的性能參數(shù)；所述第二控制單元通過(guò)斷開所述供電開關(guān)使所在的監(jiān)控終端進(jìn)入休眠模式。

在本發(fā)明所述的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置中，所述監(jiān)控終端包括定時(shí)器，且該定時(shí)器在監(jiān)控終端處于休眠模式下每隔預(yù)設(shè)時(shí)間向所述供電開關(guān)發(fā)送導(dǎo)通信號(hào)，使所述監(jiān)控終端進(jìn)入工作模式。

在本發(fā)明所述的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置中，單體電池的性能參數(shù)包括電池電壓、電池歐姆電阻、電池極化內(nèi)阻及電池極化電容；所述主控制器的第一控制單元根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)計(jì)算每一節(jié)電池的健康狀態(tài)，并在任一節(jié)單體電池的健康狀態(tài)低于第二預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

在本發(fā)明所述的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置中，單體電池的性能參數(shù)包括電池溫度，所述主控制器的第一控制單元在任一單體電池的電池溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)使連接到該單體電池所在的電池小組的監(jiān)控終端進(jìn)入休眠模式。

本發(fā)明還提供一種兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡方法，所述蓄電池為由多節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組，所述蓄電池中的所有單體電池分別位于多個(gè)電池小組，且每一所述電池小組分別具有多節(jié)串聯(lián)連接的單體電池；每一所述電池小組分別與一個(gè)對(duì)應(yīng)的監(jiān)控終端連接，且每一監(jiān)控終端分別連接到主控制器；所述方法包括以下步驟：

每一監(jiān)控終端在工作模式下，分別檢測(cè)所述蓄電池的每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)；

主控制器根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)計(jì)算獲得各個(gè)電池小組的平均荷電狀態(tài)，并在任一電池小組的平均荷電狀態(tài)低于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，向連接到該電池小組的監(jiān)控終端發(fā)送被動(dòng)均衡指令，所述監(jiān)控終端執(zhí)行所述被動(dòng)均衡指令進(jìn)入休眠模式；

主控制器根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)計(jì)算每一節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)，在任一節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)低于該節(jié)單體電池所在的電池小組的平均荷電狀態(tài)且所述電池小組處于工作模式時(shí)，向?qū)?yīng)的監(jiān)控終端發(fā)送主動(dòng)均衡指令使所述監(jiān)控終端從所述電池小組取電并為荷電狀態(tài)低于電池小組的平均荷電狀態(tài)的單體電池充電。

在本發(fā)明所述的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡方法中，所述方法包括：所述監(jiān)控終端在休眠模式下，每隔預(yù)設(shè)時(shí)間進(jìn)入工作模式并檢測(cè)對(duì)應(yīng)工作小組中每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)。

在本發(fā)明所述的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡方法中，單體電池的性能參數(shù)包括電池電壓、電池歐姆電阻、電池極化內(nèi)阻及電池極化電容；所述方法包括：

所述主控制器根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)計(jì)算每一節(jié)電池的健康狀態(tài)，并在任一節(jié)單體電池的健康狀態(tài)低于第二預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

在本發(fā)明所述的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡方法中，單體電池的性能參數(shù)包括電池溫度，所述主控制器在任一單體電池的電池溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)使連接到該單體電池所在的電池小組的監(jiān)控終端進(jìn)入休眠模式。

在本發(fā)明所述的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡方法中，所述監(jiān)控終端經(jīng)由供電開關(guān)連接到對(duì)應(yīng)電池小組的供電端，且所述監(jiān)控終端分別經(jīng)由多個(gè)檢測(cè)開關(guān)連接到對(duì)應(yīng)電池小組中的每一節(jié)單體電池；所述監(jiān)控終端在工作狀態(tài)時(shí)依次使每一節(jié)單體電池兩端的檢測(cè)開關(guān)閉合以檢測(cè)對(duì)應(yīng)的單體電池的性能參數(shù)；所述監(jiān)控終端通過(guò)斷開所述供電開關(guān)進(jìn)入休眠模式。

本發(fā)明的兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置及方法，通過(guò)多個(gè)監(jiān)控終端分別檢測(cè)多個(gè)電池小組中的單節(jié)電池的性能參數(shù)，并通過(guò)主控制器獲得電池小組及單節(jié)電池的荷電狀態(tài)，從而對(duì)相應(yīng)電池小組進(jìn)行被動(dòng)均衡處理以及對(duì)相應(yīng)的單體電池進(jìn)行主動(dòng)均衡處理。

本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)更加安全、安裝更加方便、均衡更加有效的電池均衡管理裝置與方法，解決大規(guī)模使用蓄電池(組)的蓄電池不均衡問(wèn)題，最終達(dá)到在電池全壽命周期內(nèi)，延長(zhǎng)電池使用壽命，減少對(duì)蓄電池不必要的浪費(fèi)，從供電安全、節(jié)約成本、節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益上都是有著重要意義。

本發(fā)明還通過(guò)電力線載波通信技術(shù)，無(wú)需額外的通信線路，可大大減少通信線接線操作，進(jìn)一步精簡(jiǎn)了安裝過(guò)程，單個(gè)監(jiān)控終端出現(xiàn)故障也不影響其它監(jiān)控終端的通信，而且很容易從各個(gè)監(jiān)控終端的通信狀態(tài)定位出故障的監(jiān)控終端，檢修更換方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置實(shí)施例的示意圖。

圖2是圖1中主控制單元和監(jiān)控終端的示意圖。

圖3是圖1中檢測(cè)單元與電池小組的連接示意圖。

圖4是圖1中均衡單元與電池小組的連接示意圖。

圖5是本發(fā)明兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡方法實(shí)施例的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1-3所示，是本發(fā)明兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡裝置實(shí)施例的示意圖，該蓄電池均衡裝置兼具主動(dòng)均衡和被動(dòng)均衡，可對(duì)現(xiàn)有的蓄電池進(jìn)行管理與運(yùn)維。上述蓄電池為由多節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組，本實(shí)施例中的蓄電池均衡裝置包括主控制器3和多個(gè)監(jiān)控終端2，且多個(gè)監(jiān)控終端2分別連接到主控制器3。本實(shí)施例中的蓄電池分為多個(gè)電池小組1，且每一電池小組包括多節(jié)串聯(lián)連接的單體電池。各個(gè)監(jiān)控終端2分別連接到一個(gè)電池小組1。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，上述電池小組1和與該電池小組1連接的監(jiān)控終端2可位于同一個(gè)盒體內(nèi)，且該盒體上具有正極接線端子、負(fù)極接線端子以及信號(hào)線接線端子，其中通過(guò)正、負(fù)極接線端子可實(shí)現(xiàn)蓄電池的串聯(lián)連接，通過(guò)信號(hào)線接線端子可與主控制器3連接。

上述主控制器3包括第一控制單元31和第一通信單元32；每一監(jiān)控終端2包括第二控制單元21、第二通信單元22、檢測(cè)單元23和均衡單元24。具體地，上述主控制器3上的第一控制單元31和第一通信單元32可集成到同一電路板，而監(jiān)控終端2上的第二控制單元21、第二通信單元22、檢測(cè)單元23和均衡單元24也可集成到同一電路板。

檢測(cè)單元23用于在其所在的監(jiān)控終端2處于工作狀態(tài)時(shí)，在第二控制單元21的控制下檢測(cè)對(duì)應(yīng)的電池小組1中的每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)。一個(gè)檢測(cè)單元23有多條監(jiān)測(cè)通道，根據(jù)檢測(cè)通道數(shù)n(n為大于或等于1的整數(shù))，從蓄電池的一端第一節(jié)單體電池開始，以通道的數(shù)目n為基準(zhǔn)，每n個(gè)相鄰的單體電池為一小組，從而蓄電池就被分割成若干電池小組1串聯(lián)的結(jié)構(gòu)(最后一個(gè)電池小組1的電池節(jié)數(shù)可能小于n)，檢測(cè)單元23所在的監(jiān)控終端2分別被安裝到對(duì)應(yīng)每個(gè)電池小組1上。例如，參考圖1，檢測(cè)單元23可具有六個(gè)測(cè)試通道，按照檢測(cè)單元23的測(cè)試的通道數(shù)量，從左至右，將相鄰單體電池按照六節(jié)分成一個(gè)電池小組1，從而將具有共24節(jié)單體電池的蓄電池劃分為四個(gè)電池小組1串聯(lián)的結(jié)構(gòu)，每個(gè)電池小組1對(duì)應(yīng)安裝監(jiān)控終端2。

如圖3所示，上述檢測(cè)單元23分別經(jīng)由多個(gè)檢測(cè)線和檢測(cè)開關(guān)(該檢測(cè)開關(guān)具體可采用三極管、mosfet等半導(dǎo)體開關(guān)器件)與對(duì)應(yīng)電池小組1中的每一節(jié)單體電池連接；檢測(cè)單元23在監(jiān)控終端處于工作狀態(tài)下，依次使每一連接單體電池的正、負(fù)極的兩個(gè)檢測(cè)開關(guān)閉合(其他檢測(cè)開關(guān)斷開)，以獲得對(duì)應(yīng)的單體電池的性能參數(shù)。當(dāng)然，檢測(cè)單元23也可直接檢測(cè)電池小組1的小組電壓及小組電流，并將上述小組電壓和小組電流經(jīng)由第二通信單元22發(fā)送給主控制器3.

第一控制單元31用于根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)(來(lái)自各個(gè)監(jiān)控終端2的檢測(cè)單元23)計(jì)算獲得各個(gè)電池小組的平均荷電狀態(tài)(soc)以及每一節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)(soc)，并在任一電池小組的平均荷電狀態(tài)低于第一預(yù)設(shè)值時(shí)，向連接到該電池小組1的監(jiān)控終端2發(fā)送被動(dòng)均衡指令、在任一節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)低于該節(jié)單體電池所在的電池小組1的平均荷電狀態(tài)且電池小組處于工作模式時(shí)，向?qū)?yīng)的監(jiān)控終端2發(fā)送主動(dòng)均衡指令(該主動(dòng)均衡指令包括對(duì)應(yīng)電池小組1中荷電狀態(tài)過(guò)低的單節(jié)電池的編號(hào))。具體地，第一控制單元31包括mcu及存儲(chǔ)設(shè)備，其中存儲(chǔ)這邊中具有供mcu執(zhí)行的指令代碼，執(zhí)行上述指令代碼可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的計(jì)算以及生成相應(yīng)的指令。

第一通信單元32和第二通信單元22用于實(shí)現(xiàn)主控制器3與監(jiān)控終端2之間的數(shù)據(jù)傳輸，具體包括由監(jiān)控終端2向主控制器3發(fā)送的單體電池的性能參數(shù)、由主控制器3向監(jiān)控終端2發(fā)送的被動(dòng)均衡指令以及主動(dòng)均衡指令等。特別地，為簡(jiǎn)化主控制器3與監(jiān)控終端之間的連線，上述第一通信單元32和第二通信單元22可采用電力線載波通信方式通信。

第二控制單元21用于在接收到被動(dòng)均衡指令(來(lái)自主控制器3的第一控制單元31)時(shí)使所在的監(jiān)控終端2進(jìn)入休眠模式、在所在的監(jiān)控終端2處于工作模式并接收到主動(dòng)均衡指令(來(lái)自主控制器3的第一控制單元31)時(shí)使均衡單元24進(jìn)行均衡操作。具體地，第二控制單元21包括mcu及存儲(chǔ)設(shè)備，其中存儲(chǔ)這邊中具有供mcu執(zhí)行的指令代碼，執(zhí)行上述指令代碼可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制過(guò)程。

對(duì)于每一監(jiān)控終端2而言，其處于工作模式的耗電要遠(yuǎn)大于處于休眠模式的耗電。因此上述蓄電池均衡裝置可通過(guò)使對(duì)應(yīng)監(jiān)控終端2處于工作模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)電池小組1的被動(dòng)均衡。

均衡單元24在第二控制單元21控制下從其所在的電池小組1取電，并為荷電狀態(tài)低于電池小組的平均荷電狀態(tài)的單體電池充電。上述均衡單元24具體可包括直流變換電路(dc/dc)，如圖4所示，上述直流變換電路的輸入端連接到電池小組1的正、負(fù)極(例如第一節(jié)單體電池的正極和最后一節(jié)單體電池的負(fù)極)、輸出端分別經(jīng)由多個(gè)充電開關(guān)(該充電開關(guān)具體可采用三極管、mosfet等半導(dǎo)體開關(guān)器件)與對(duì)應(yīng)電池小組1中的每一節(jié)單體電池連接；均衡單元24(直流變換電路)在主動(dòng)均衡操作時(shí)，通過(guò)第二控制單元21使荷電狀態(tài)過(guò)低的單體電池的正、負(fù)極的兩個(gè)充電開關(guān)閉合(其他充電開關(guān)斷開)，以將取自其所在電池小組1的直流電做直流變換后為該荷電狀態(tài)過(guò)低的單體電池充電。

上述蓄電池均衡裝置將整組蓄電池分若干電池小組1，以一個(gè)監(jiān)控終端2負(fù)責(zé)一電池小組1，與每節(jié)電池都加均衡器相比，減少了均衡器的使用數(shù)量，減少了電線數(shù)量，安裝精簡(jiǎn)，同時(shí)均衡單元24取電直接上溯到電池小組的電壓，使得均衡單元24取電電壓與單節(jié)電池之間壓差極大降低，避免了直接從蓄電池兩端取電造成高壓差狀態(tài)，極大提高運(yùn)行的安全系數(shù)。并且上述蓄電池均衡裝置通過(guò)監(jiān)控終端在工作模式和休眠模式間轉(zhuǎn)換，利用功耗控制實(shí)現(xiàn)被動(dòng)均衡，與單純以熱能消耗的被動(dòng)均衡方式相比，節(jié)約了電能。

上述監(jiān)控終端2還可包括供電單元，該供電單元經(jīng)由供電開關(guān)(可控開關(guān)，例如三極管、mosfet等)連接到對(duì)應(yīng)的電池小組1的供電端(例如電池小組1中第一節(jié)電池的正極與最后一節(jié)電池的負(fù)極)，并將取得的直流電轉(zhuǎn)換為合適的電壓，為第二控制單元21、檢測(cè)單元23、第二通信單元22供電。第二控制單元21通過(guò)斷開上述供電開關(guān)使所在的監(jiān)控終端2進(jìn)入休眠模式。

此外，監(jiān)控終端2還可包括定時(shí)器，且該定時(shí)器在監(jiān)控終端2處于休眠模式下每隔預(yù)設(shè)時(shí)間使供電開關(guān)閉合，從而喚醒相應(yīng)的監(jiān)控終端2。上述定時(shí)器的預(yù)設(shè)時(shí)間可通過(guò)第二控制單元21設(shè)置，且該定時(shí)器在監(jiān)控終端2處于工作模式時(shí)關(guān)閉。當(dāng)然，上述定時(shí)器可向不與供電開關(guān)連接，而通過(guò)向第二控制單元21發(fā)送喚醒信號(hào)，由第二控制單元21在接收到喚醒信號(hào)時(shí)使供電開關(guān)閉合，從而使監(jiān)控終端2進(jìn)入工作模式。

上述主控制器3也可包括一個(gè)檢測(cè)電路，用于檢測(cè)整個(gè)蓄電池的性能參數(shù)，例如總電壓、總電流、主控制器溫度等，從而輔助進(jìn)行電池小組1的平均荷電狀態(tài)計(jì)算以及單體電池荷電狀態(tài)計(jì)算。

特別地，由于蓄電池是一個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其最重要的參數(shù)是其荷電狀態(tài)(soc)以及健康狀態(tài)(soh)，即使電壓相同，其容量狀態(tài)未必相同，因此，需要更加完善的蓄電池模型參數(shù)來(lái)進(jìn)行判斷衡量，根據(jù)thevenin電池模型理論，檢測(cè)出電池的電壓u、歐姆內(nèi)阻r1、極化內(nèi)阻r2、極化電容c2等參數(shù)，做實(shí)時(shí)soc、soh預(yù)估，聯(lián)合電壓參數(shù)作為均衡判斷依據(jù)，是一種更加合理的判斷方法?；诖?，本發(fā)明中的單體電池的性能參數(shù)包括電池電壓、電池歐姆電阻、電池極化內(nèi)阻及電池極化電容等；主控制器3的第一控制單元31根據(jù)每一節(jié)單體電池的上述性能參數(shù)計(jì)算每一節(jié)電池的健康狀態(tài)，并在任一節(jié)單體電池的健康狀態(tài)低于第二預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而通知工作人員更換對(duì)應(yīng)的單體電池。并且，單體電池的荷電狀態(tài)也可由主控制器3的第一控制單元31根據(jù)單體電池的電池電壓、電池歐姆電阻、電池極化內(nèi)阻及電池極化電容等計(jì)算獲得(可采用任一現(xiàn)有的計(jì)算模型)。

此外，單體電池的性能參數(shù)還可包括電池溫度，具體可在電池小組1內(nèi)為每一單體電池配置一個(gè)溫度傳感器，并由溫度傳感器來(lái)獲取每一單體電池的電池溫度，主控制器3的第一控制單元31在任一單體電池的電池溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)使連接到該單體電池所在的電池小組的監(jiān)控終端2進(jìn)入休眠模式。

如圖5所示，是本發(fā)明兼具主動(dòng)均衡與被動(dòng)均衡的分布式蓄電池均衡方法實(shí)施例的流程示意圖，上述蓄電池為由多節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組，蓄電池中的所有單體電池分別位于多個(gè)電池小組，且每一電池小組分別具有多節(jié)串聯(lián)連接的單體電池；每一電池小組分別與一個(gè)對(duì)應(yīng)的監(jiān)控終端連接，且每一監(jiān)控終端分別連接到主控制器；該方法包括以下步驟：

步驟s51：每一監(jiān)控終端在工作模式下，分別檢測(cè)蓄電池的每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)，并將檢測(cè)獲得的每一節(jié)單體電池性能參數(shù)發(fā)送到主控制器。

步驟s52：主控制器根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)計(jì)算獲得各個(gè)電池小組的平均荷電狀態(tài)。

步驟s53：主控制器判斷各個(gè)電池小組的平均荷電狀態(tài)是否低于第一預(yù)設(shè)值，并在任一電池小組的平均荷電狀態(tài)低于第一閾值時(shí)，執(zhí)行步驟s54，否則返回步驟s52，針對(duì)后續(xù)接收的單體電池的性能參數(shù)進(jìn)行電池小組的平均荷電狀態(tài)計(jì)算。

步驟s54：主控制器向連接到平均荷電狀態(tài)低于第一閾值的電池小組的監(jiān)控終端發(fā)送被動(dòng)均衡指令，監(jiān)控終端執(zhí)行被動(dòng)均衡指令進(jìn)入休眠模式。

步驟s55：主控制器在接收到來(lái)自各個(gè)監(jiān)控終端的單節(jié)電池的性能參數(shù)時(shí)，主控制器還根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)計(jì)算每一節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)，該步驟可與步驟s52同時(shí)執(zhí)行。

步驟s56：主控制器判斷各節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)是否低于其所在電池小組的平均荷電狀態(tài)，并在任一節(jié)單體電池的荷電狀態(tài)低于該節(jié)單體電池所在的電池小組的平均荷電狀態(tài)且對(duì)應(yīng)電池小組處于工作模式時(shí)，執(zhí)行步驟s57。

步驟s57：主控制器向?qū)?yīng)的監(jiān)控終端發(fā)送主動(dòng)均衡指令，對(duì)應(yīng)監(jiān)控終端從電池小組取電并為荷電狀態(tài)低于電池小組的平均荷電狀態(tài)的單體電池充電。

上述的蓄電池均衡方法中還可包括：監(jiān)控終端在休眠模式下，每隔預(yù)設(shè)時(shí)間進(jìn)入工作模式并檢測(cè)對(duì)應(yīng)工作小組中每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)，該過(guò)程具體可通過(guò)一個(gè)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)。

上述單體電池的性能參數(shù)包括電池電壓、電池歐姆電阻、電池極化內(nèi)阻及電池極化電容；上述的蓄電池均衡方法中還可包括：主控制器根據(jù)每一節(jié)單體電池的性能參數(shù)計(jì)算每一節(jié)電池的健康狀態(tài)，并在任一節(jié)電池的健康狀態(tài)低于第二預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

上述單體電池的性能參數(shù)還可包括電池溫度(具體可通過(guò)溫度傳感器檢測(cè))，主控制器在任一單體電池的電池溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)使連接到該單體電池所在的電池小組的監(jiān)控終端進(jìn)入休眠模式。

上述監(jiān)控終端具體可經(jīng)由供電開關(guān)連接到對(duì)應(yīng)電池小組的供電端，且監(jiān)控終端分別經(jīng)由多個(gè)檢測(cè)開關(guān)連接到對(duì)應(yīng)電池小組中的每一節(jié)單體電池；監(jiān)控終端在工作狀態(tài)時(shí)依次使每一節(jié)單體電池兩端的檢測(cè)開關(guān)閉合以檢測(cè)對(duì)應(yīng)的單體電池的性能參數(shù)；監(jiān)控終端通過(guò)斷開所述供電開關(guān)進(jìn)入休眠模式。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。