專利名稱：鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池均衡技術(shù)，尤其是一種混合動(dòng)力電動(dòng)汽車或燃料電池汽車鋰離子動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)均衡電路。
背景技術(shù)：
電池管理系統(tǒng)(BMS)要保證HEV(混合驅(qū)動(dòng)汽車)或FCV(燃料電池汽車)的操作安全可靠，使蓄電池有一個(gè)比較長的壽命。具體包括過充電保護(hù)，過放電保護(hù)，過熱保護(hù)，各單體電池的電壓保持均衡等。由于工藝、成本等原因，各單體動(dòng)鋰離子力電池之間不可避免會(huì)存在差異性，所以在電池使用過程當(dāng)中，各單體電池電壓之間會(huì)存在差異，導(dǎo)致電壓較高的電池容易過充。而電壓較低的電池容易過放，影響電池的壽命，而且這種現(xiàn)象也會(huì)導(dǎo)致蓄電池管理系統(tǒng)的SOC估算出現(xiàn)較大偏差，影響了電池的正常使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是在鋰離子動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)中采用一種均衡電路(EQU)來保證每個(gè)單體電池之間的電壓差不超過某一設(shè)定的范圍，改善動(dòng)力蓄電池之間的不均衡，減少蓄電池模塊的維修和更換，提高蓄電池的使用壽命，降低混合動(dòng)力電動(dòng)汽車或燃料電池汽車的成本。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路，每一個(gè)蓄電池模塊有一套均衡電路，至少二個(gè)單元蓄電池模塊串聯(lián)，蓄電池模塊V正負(fù)端各接繼電器J、串接自復(fù)保險(xiǎn)絲S，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、K2分別接放電電阻R、恒流控制DCDC變換器，在整體電池組中，根據(jù)電池模塊設(shè)定的目標(biāo)均衡電壓及平衡的最大容量差或最大電壓差充低放高，由繼電器網(wǎng)絡(luò)切換恒流控制DCDC變換器充電或定電阻放電。恒流控制DCDC變換器由車載12V蓄電池供電，其恒流值根據(jù)所平衡的電池設(shè)定，并且設(shè)有最大電壓保護(hù)，對(duì)于鋰離子電池，該平衡電壓可設(shè)為4.2V。放電電阻阻值根據(jù)所平衡的電池而定。電池組單體電池的電壓采集與平衡電路采用四線制，可提高電池電壓采集的精度。
本發(fā)明由于在鋰離子動(dòng)力蓄電池管理系統(tǒng)中采用了上述均衡電路(EQU)技術(shù)，能保證每個(gè)單體電池之間的電壓差不超過某一設(shè)定的范圍，改善動(dòng)力蓄電池之間的不均衡，減少蓄電池模塊的維修和更換，提高蓄電池的使用壽命，降低混合動(dòng)力電動(dòng)汽車或燃料電池汽車的成本。


附圖1是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
圖1中，鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路，每一個(gè)蓄電池模塊有一套均衡電路，至少二個(gè)單元蓄電池模塊串聯(lián)，蓄電池模塊V正負(fù)端各接繼電器J、串接自復(fù)保險(xiǎn)絲S，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、K2分別接放電電阻R、恒流控制DCDC變換器。由于鋰離子動(dòng)力電池在開路的條件下，單體鋰離子電池的荷電狀態(tài)(SOC)與其開路電壓(OCV)存在一定的關(guān)系，對(duì)單體電池電壓實(shí)現(xiàn)均衡就能夠達(dá)到平衡電池荷電狀態(tài)的目的；由試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到不同溫度下的OCV對(duì)應(yīng)SOC的關(guān)系曲線，通過高精度的單體電池電壓測(cè)量模塊得到單體電池的電壓，根據(jù)采集的單體電池電壓來決定是否需要進(jìn)行平衡以及哪一個(gè)電池需要平衡，并通過均衡電路達(dá)到均衡的目的。因此將電池組劃分為若干模塊，每一個(gè)模塊采用一套均衡電路，在此均衡電路中，根據(jù)整體電池組的狀態(tài)，對(duì)電池模塊設(shè)定的目標(biāo)均衡電壓及平衡的最大容量差或最大電壓差；采用充低放高的做法，充電采用恒流控制DCDC變換器進(jìn)行充電，放電采用定電阻進(jìn)行放電，在每個(gè)模塊中只有一個(gè)恒流DCDC變換器和一個(gè)放電電阻，通過繼電器網(wǎng)絡(luò)對(duì)其進(jìn)行切換?？紤]到該鋰離子動(dòng)力電池是放在整個(gè)汽車電路當(dāng)中，在整車這個(gè)大系統(tǒng)中還有一個(gè)車載12V蓄電池，采用用車載12V蓄電池給恒流DCDC變換器供電，這樣從整車角度看，鋰離子電池通過給12V車載電池充電，然后12V車載電池又通過DCDC給電壓低的單體電池充電，所以從總體上看等于整個(gè)蓄電池組的電壓給電壓低的單體電池充電，這種做法的效率比較高。但是在整個(gè)電池組中有可能存在極個(gè)別的單體電池電壓會(huì)高出其他單體電池很多，在這種情況下如果還是采用“充低”的作法把其他單體電池的電壓都充到接近該“極個(gè)別單體電池”的電壓顯然是很困難的。所以此時(shí)采用一個(gè)放電電阻把該高電壓單體電池的電壓適當(dāng)放低，使其不至于高出其他單體電池電壓很多。平衡所用DC-DC采用恒流控制方式，其恒流值根據(jù)所平衡的電池設(shè)計(jì)，并且設(shè)有最大電壓保護(hù)，對(duì)于鋰離子電池，該平衡電壓可設(shè)為4.2V；平衡所用的放電電阻為也要根據(jù)所平衡的電池設(shè)計(jì)，另外，為了避免繼電器損壞或其它原因?qū)е碌亩搪?，可在該電路中設(shè)置自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，電池組單體電池的電壓采集與平衡電路采用四線制，提高電池電壓采集的精度。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路，每一個(gè)蓄電池模塊有一套均衡電路，至少二個(gè)單元蓄電池模塊串聯(lián)，其特征在于，所述蓄電池模塊V正負(fù)端各接繼電器J、串接自復(fù)保險(xiǎn)絲S，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、K2分別接放電電阻R、恒流控制DCDC變換器，在整體電池組中，根據(jù)電池模塊設(shè)定的目標(biāo)均衡電壓及平衡的最大容量差或最大電壓差充低放高，由繼電器網(wǎng)絡(luò)切換恒流控制DCDC變換器充電或定電阻放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路，其特征在于，所述恒流控制DCDC變換器由車載12V蓄電池供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路，其特征在于，所述恒流控制DCDC變換器，其恒流值根據(jù)所平衡的電池設(shè)定，并且設(shè)有最大電壓保護(hù)，對(duì)于鋰離子電池，該平衡電壓可設(shè)為4.2V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路，其特征在于，所述放電電阻阻值根據(jù)所平衡的電池而定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路，其特征在于，電池組單體電池的電壓采集與平衡電路采用四線制，可提高電池電壓采集的精度。
全文摘要
一種鋰離子動(dòng)力蓄電池均衡電路，每一個(gè)蓄電池模塊有一套均衡電路，至少二個(gè)單元蓄電池模塊串聯(lián)，蓄電池模塊V正負(fù)端各接繼電器J、串接自復(fù)保險(xiǎn)絲S，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)K1、K2分別接放電電阻R、恒流控制DCDC變換器，在整體電池組中，根據(jù)電池模塊設(shè)定的目標(biāo)均衡電壓及平衡的最大容量差或最大電壓差充低放高，由繼電器網(wǎng)絡(luò)切換恒流控制DCDC變換器充電或定電阻放電。本發(fā)明能保證每個(gè)單體電池之間的電壓差不超過某一設(shè)定的范圍，改善動(dòng)力蓄電池之間的不均衡，減少蓄電池模塊的維修和更換，提高蓄電池的使用壽命，降低混合動(dòng)力電動(dòng)汽車或燃料電池汽車的成本。
文檔編號(hào)H02J7/00GK1607708SQ20031010788
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2003年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月13日
發(fā)明者萬鋼, 魏學(xué)哲, 孫澤昌, 鄒廣楠 申請(qǐng)人:上海燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)有限公司, 萬鋼