專利名稱：一種鋰離子電池均衡系統(tǒng)及其均衡方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池均衡系統(tǒng)及其均衡充電方法。
背景技術(shù)：
一個蓄電池組由許多電池串聯(lián)或并聯(lián)而成。這些電池在使用和常規(guī)充電中，由于電池老化以及電池溫度不同，會產(chǎn)生電解液密度、容量、電壓等不均的現(xiàn)象。在這種情況下， 當(dāng)電池組用較大電流進(jìn)行一段時間的放電，會造成電池之間的不均衡達(dá)到一定程度，從而會由于容量小的電池在使用過程中出現(xiàn)極性反向，導(dǎo)致電池造成永久性的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋰離子動力電池的均衡方法，使電池充放電過程中能夠進(jìn)行平衡充放電，保持電池SOC在合理范圍內(nèi)，延長電池壽命。具體技術(shù)方案如下一種鋰離子電池均衡系統(tǒng)，包括電池模塊，采樣控制模塊和均衡控制模塊，所述采樣控制模塊連接電池模塊，其用于采集電池模塊中每個單體電池的參數(shù)， 并根據(jù)采集的單體電池的參數(shù)計算每個單體電池的SOC ；所述均衡控制模塊與采樣控制模塊連接并可接收采樣控制模塊發(fā)送的信息；所述均衡控制模塊控制連接充放電支路，并根據(jù)接收的所述信息控制充放電支路對電池模塊中的一個或多個單體電池進(jìn)行充電或放電，直到所述待均衡單體電池達(dá)到均衡。進(jìn)一步地，所述參數(shù)為每個單體電池的實際電壓值、電池模塊的電流值以及實際溫度。進(jìn)一步地，根據(jù)采樣控制模塊計算得到的電池實際SOC與給定的SOC范圍進(jìn)行比較，以確定不均衡單體電池。進(jìn)一步地，所述信息為需要進(jìn)行均衡的單體電池編號。進(jìn)一步地，所述一個或多個單體電池為不均衡單體電池。進(jìn)一步地，所述電池模塊由12節(jié)單體鋰離子電池串聯(lián)組成。進(jìn)一步地，所述充放電支路為選通電路，所述均衡控制模塊根據(jù)每一節(jié)電池的采樣電壓、采樣電流和溫度確定待均衡的電池，并控制選通電路對待均衡的電池進(jìn)行充電或放電。進(jìn)一步地，所述采樣控制模塊為一采樣控制電路，其確定單體電池的當(dāng)前實際 S0C，將單體電池的實際SOC與標(biāo)稱的SOC范圍進(jìn)行比較，以確定不均衡的單體電池編號，并計算出需要均衡的時間。上述鋰離子電池均衡充電系統(tǒng)的均衡方法，采用如下步驟(1)采樣控制模塊對電池模塊進(jìn)行電壓、電流和溫度采集；(2)采樣控制模塊根據(jù)實際采集的電壓、電流和溫度值計算當(dāng)前狀態(tài)下電池模塊中單體電池的實際SOC ；(3)采樣控制模塊根據(jù)實際SOC與給定的單體電池SOC進(jìn)行比較，判斷其是否在給定的范圍內(nèi)；(4)當(dāng)判斷得到實際SOC大于給定范圍的最大值或小于給定范圍的最小值，則可判斷該節(jié)單體電池可能被過充或過放，即被判斷為待均衡單體電池；(5)均衡控制模塊對大于給定范圍最大值的單體電池進(jìn)行放電，對小于給定范圍最小值的單體電池進(jìn)行充電，直到達(dá)到給定范圍后停止。進(jìn)一步地，步驟(5)中均衡控制模塊根據(jù)待均衡的單體電池編號控制選通電路將充電電源與待均衡的單體電池接通，對電池進(jìn)行充電或放電。與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明解決了由于經(jīng)過多次充放電造成電池的不均衡問題，延長電池使用壽命。


圖1鋰離子電池均衡系統(tǒng)示意2用于鋰離子電池均衡充電方法的流程3用于鋰離子電池均衡放電方法的流程圖
具體實施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。圖1為用于鋰離子電池均衡系統(tǒng)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實例提供的用于鋰離子電池的均衡充電系統(tǒng)包括電池模塊、采集控制模塊和均衡控制模塊。所述采集控制模塊用于采集每個單體電池的實際電壓值、電池模塊的電流值以及實際溫度，根據(jù)采集的電壓值、溫度和電流值計算每個單體電池的S0C，根據(jù)計算的電池實際SOC與給定的SOC范圍進(jìn)行比較，以確定不均衡單體電池。均衡控制模塊接收到需要進(jìn)行均衡的單體電池編號，進(jìn)行控制充放電支路對所述的待均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電，直到所述待單體電池達(dá)到均衡。圖2和圖3所示為一種鋰離子電池均衡充電或放電方法的流程圖。具體實施步驟如下①首先通過采集模塊對含有12節(jié)單體電池的電池組進(jìn)行電壓、電流和溫度采集；②通過實際采集的電壓、電流和溫度值計算當(dāng)前狀態(tài)下單體電池的實際S0C。③根據(jù)實際SOC與給定的單體電池SOC進(jìn)行比較，是否在給定的范圍內(nèi)。如果大于給定范圍的最大值或小于給定范圍的最小值，則可判斷該節(jié)單體電池可能被過充或過放。 被判斷為待均衡單體電池。④根據(jù)判斷，對大于給定范圍最大值的電池進(jìn)行放電，對小于給定范圍最小值的電池進(jìn)行充電，直到達(dá)到給定范圍才進(jìn)行停止。本實施例的目的是解決由于串聯(lián)的電池模塊經(jīng)過多次充放電不均衡導(dǎo)致單體電池之間SOC差值大的問題，提供了一種使單體電池中未達(dá)到給定的標(biāo)稱SOC范圍最小值的不均衡單體電池達(dá)到均衡的方法。本實施例提供的用于12節(jié)單體電池串聯(lián)的電池組的均
4衡系統(tǒng)包括由12節(jié)鋰離子電池串聯(lián)組成的電池模塊、采樣控制模塊、均衡控制模塊。所述電池模塊由12節(jié)單體電池串聯(lián)組成的。所述采集控制模塊用于采集所述電池模塊內(nèi)的各個單體電池的電壓值、電流以及電池模塊的溫度，并根據(jù)采集結(jié)果確定待均衡的電池組。所述均衡控制模塊用于控制所述待均衡的單體電池組進(jìn)行充電或放電。本實施例提供的用于單體電池串聯(lián)的電池組的均衡方法包括對每個單體電池進(jìn)行電壓采樣得到實際電壓值，并對電池組進(jìn)行電流采樣和溫度采樣。根據(jù)采集的電壓值、溫度和電流值計算每個單體電池的S0C，根據(jù)計算的電池實際SOC與給定的SOC范圍進(jìn)行比較，以確定實際SOC大于給定SOC范圍最大值的不均衡單體電池，或者實際SOC小于給定 SOC范圍最小值的不均衡單體電池。本實施例提供的均衡控制模塊接收到需要進(jìn)行均衡的單體電池編號，進(jìn)行控制充放電支路對所述的待均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電，直到所述待均衡單體電池的實際SOC達(dá)到給定的范圍時停止充電或放電。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池均衡系統(tǒng)，其特征在于，包括電池模塊，采樣控制模塊和均衡控制模塊，所述采樣控制模塊連接電池模塊，其用于采集電池模塊中每個單體電池的參數(shù)，并根據(jù)采集的單體電池的參數(shù)計算每個單體電池的SOC ；所述均衡控制模塊與采樣控制模塊連接并可接收采樣控制模塊發(fā)送的信息；所述均衡控制模塊控制連接充放電支路，并根據(jù)接收的所述信息控制充放電支路對電池模塊中的一個或多個單體電池進(jìn)行充電或放電，直到所述待均衡單體電池達(dá)到均衡。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)為每個單體電池的實際電壓值、電池模塊的電流值以及實際溫度。
3.如權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池均衡系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)采樣控制模塊計算得到的電池實際SOC與給定的SOC范圍進(jìn)行比較，以確定不均衡單體電池。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述的鋰離子電池均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述信息為需要進(jìn)行均衡的單體電池編號。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的鋰離子電池均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述一個或多個單體電池為不均衡單體電池。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的鋰離子電池均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述電池模塊由12節(jié)單體鋰離子電池串聯(lián)組成。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項所述的鋰離子電池均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述充放電支路為選通電路，所述均衡控制模塊根據(jù)每一節(jié)電池的采樣電壓、采樣電流和溫度確定待均衡的電池，并控制選通電路對待均衡的電池進(jìn)行充電或放電。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項所述的鋰離子電池均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣控制模塊為一采樣控制電路，其確定單體電池的當(dāng)前實際S0C，將單體電池的實際SOC與標(biāo)稱的 SOC范圍進(jìn)行比較，以確定不均衡的單體電池編號，并計算出需要均衡的時間。
9.如權(quán)利要求1-8所述鋰離子電池均衡系統(tǒng)的均衡方法，其特征在于，采用如下步驟(1)采樣控制模塊對電池模塊進(jìn)行電壓、電流和溫度采集；(2)采樣控制模塊根據(jù)實際采集的電壓、電流和溫度值計算當(dāng)前狀態(tài)下電池模塊中單體電池的實際SOC ；(3)采樣控制模塊根據(jù)實際SOC與給定的單體電池SOC進(jìn)行比較，判斷其是否在給定的范圍內(nèi)；(4)當(dāng)判斷得到實際SOC大于給定范圍的最大值或小于給定范圍的最小值，則可判斷該節(jié)單體電池可能被過充或過放，即被判斷為待均衡單體電池；(5)均衡控制模塊對大于給定范圍最大值的單體電池進(jìn)行放電，對小于給定范圍最小值的單體電池進(jìn)行充電，直到達(dá)到給定范圍后停止。
10.如權(quán)利要求9所述鋰離子電池均衡系統(tǒng)的均衡方法，其特征在于，步驟(5)中均衡控制模塊根據(jù)待均衡的單體電池編號控制選通電路將充電電源與待均衡的單體電池接通， 對電池進(jìn)行充電或放電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池均衡系統(tǒng)及其均衡方法，均衡系統(tǒng)包括由12節(jié)電池串聯(lián)組成的電池模塊，采樣控制模塊、均衡控制模塊。其中，采樣控制模塊用于采集電池模塊中的各個單體電池的電壓值、電池模塊的溫度值以及對電流進(jìn)行采樣。根據(jù)采集的結(jié)果確定待均衡的單體電池組，所述的待均衡單體電池組包含電池模塊中的一個單體電池、或者包含電池模塊內(nèi)的兩個或兩個以上的鄰接單體電池。所述均衡控制模塊用于控制所述待均衡的單體電池組進(jìn)行充電或放電。通過采用該電池均衡方法，即便經(jīng)過多次充放電，都能得以減小電池之間的不均衡現(xiàn)象，從而提高電池模塊性能并延長電池壽命。
文檔編號H02J7/00GK102437613SQ20111042241
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者高楠 申請人:奇瑞汽車股份有限公司