專利名稱：?jiǎn)误w電池電量均衡方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池的管理技術(shù)，尤其涉及一種單體電池電量均衡方法和系統(tǒng)，屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著動(dòng)力鋰電池技術(shù)和純電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展，鋰電池已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的鉛酸電池和鎳氫電池成為純電動(dòng)汽車?yán)锩婧诵膬?chǔ)能器件。由于鋰電池單體電壓只有3-4伏，電動(dòng)汽車的供電系統(tǒng)通常需要串聯(lián)大量的鋰電池，在某些情況下，這些鋰電池被分為多個(gè)電池模塊來(lái)分別進(jìn)行串聯(lián)。對(duì)于鋰電池，或者是其他種類的充電電池，其單體電池可能由于出廠時(shí)工藝等方面的原因?qū)е聠误w電池容量以及內(nèi)阻出現(xiàn)不一致性，也可能由出廠后老化速度不一致而導(dǎo)致電池容量與內(nèi)阻出現(xiàn)不一致性，還可能由于單體電池運(yùn)行的環(huán)境溫度等因素的不同而導(dǎo)致電池剩余電量值出現(xiàn)不一致性。無(wú)論是電池直接串聯(lián)而成的電動(dòng)汽車供電系統(tǒng)，還是先將其電池串聯(lián)成電池模塊，再進(jìn)一步串聯(lián)得到電動(dòng)汽車供電系統(tǒng)，上述電池性能的不一致性都對(duì)電池管理系統(tǒng)提出了非常高的要求。由于單體電池性能的不一致性，整個(gè)電池組的性能受到最弱的單體電池的限制， 這里的電池組可能是上述的電池模塊，也可能是整個(gè)供電系統(tǒng)。例如在放電時(shí)，當(dāng)最弱的一節(jié)單體電池達(dá)到最低電壓時(shí)，電池組必須停止放電來(lái)保護(hù)該節(jié)單體電池，但是此時(shí)，電池組內(nèi)還有其他單體電池的容量沒有耗盡；同樣，在充電時(shí)，最先到達(dá)最高電壓的單體電池阻礙了其他單體電池繼續(xù)充電，使得整個(gè)電池組不能得到完全充分充電。而且，更為關(guān)鍵的是， 如此循環(huán)多次后，單體電池之間的不一致性會(huì)加劇，最終使得整個(gè)電池組不可使用。除了電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)，其他的任何的鋰電池系統(tǒng)都存在同樣的問題。目前，現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效解決電池組內(nèi)單體電池間的性能不一致問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種單體電池電量均衡方法和系統(tǒng)，用于有效解決電池組內(nèi)單體電池間的性能不一致問題。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種單體電池電量均衡系統(tǒng)，用于在電池組內(nèi)的多個(gè)單體電池間進(jìn)行電量均衡，包括信號(hào)采集模塊、剩余電量計(jì)算模塊、控制模塊、雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路和開關(guān)矩陣；所述信號(hào)采集模塊，用于采集電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息；所述剩余電量計(jì)算模塊，與所述信號(hào)采集模塊連接，用于根據(jù)所述信號(hào)采集模塊采集的性能參數(shù)信息獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值；所述控制模塊，與所述剩余電量計(jì)算模塊連接，用于根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值確定并控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，以使所述需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的正極和負(fù)極分別連接到所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示；所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的另一側(cè)的正極和負(fù)極分別與所述電池組的正極和負(fù)極連接，用于根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的指示，對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電。本發(fā)明的另一個(gè)方面還提供了一種單體電池電量均衡方法，包括信號(hào)采集模塊采集電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息；剩余電量計(jì)算模塊根據(jù)所述信號(hào)采集模塊采集的性能參數(shù)信息獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值；控制模塊根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值確定并控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，將需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的正極和負(fù)極分別連接到所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示；雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的另一側(cè)的正極和負(fù)極分別與所述電池組的正極和負(fù)極連接，其根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的指示，對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電。本發(fā)明提供的技術(shù)方案，其中在剩余電量計(jì)算模塊計(jì)算獲得電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值后，通過控制模塊的控制選擇對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電，具體的，可以由控制模塊控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，將其連接到雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示，以由雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路對(duì)電池組內(nèi)剩余電量值最小的單體電池進(jìn)行充電，對(duì)電池組內(nèi)剩余電量值最大的單體電池進(jìn)行放電，能夠?qū)崿F(xiàn)電池組內(nèi)單體電池的電量均衡，有效解決單體電池的性能不一致帶來(lái)的問題。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中單體電池電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中單體電池電量均衡方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法有效解決電池組內(nèi)單體電池性能不一致的問題，本發(fā)明提供了一種技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)電池組內(nèi)單體電池的電量均衡。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中單體電池電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該單體電池電量均衡系統(tǒng)包括信號(hào)采集模塊11、剩余電量計(jì)算模塊12、控制模塊13和雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路14，另外還包括矩陣開關(guān)，該矩陣開關(guān)可以根據(jù)控制模塊的控制，選中單體電池組內(nèi)的任意單體電池使其與雙向隔離直流電路連接；其中的信號(hào)采集模塊11用于采集電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息；剩余電量計(jì)算模塊12與信號(hào)采集模塊11連接，用于根據(jù)所述信號(hào)采集模塊11采集的性能參數(shù)信息獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值；控制模塊13與剩余電量計(jì)算模塊12連接，用于根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值確定并控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，以使所述需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的正極和負(fù)極分別連接到所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路14發(fā)送對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示；雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路14的另一側(cè)的正極和負(fù)極分別與所述電池組的正極和負(fù)極連接，用于根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的指示，對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電。本發(fā)明各實(shí)施例中的剩余電量值是指單體電池內(nèi)可用電量與單體電池容量的比值，通過采集的各個(gè)單體電池的性能參數(shù)信息能夠計(jì)算獲得各個(gè)單體電池的可用電量。本發(fā)明上述實(shí)施例提供的單體電池電量均衡系統(tǒng)，其中在剩余電量計(jì)算模塊計(jì)算獲得電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值后，通過控制模塊的控制選擇對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電，具體的，可以由控制模塊控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，將其連接到雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示，以由雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路對(duì)電池組內(nèi)剩余電量值最小的單體電池進(jìn)行充電，對(duì)電池組內(nèi)剩余電量值最大的單體電池進(jìn)行放電，能夠?qū)崿F(xiàn)電池組內(nèi)單體電池的電量均衡，有效解決單體電池的性能不一致帶來(lái)的問題。本發(fā)明上述實(shí)施例中，其中的信號(hào)采集模塊11采集的電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息包括電壓參數(shù)、溫度參數(shù)，以及充電參數(shù)和/或放電參數(shù)，所述充電參數(shù)包括充電電流參數(shù)和充電時(shí)間參數(shù)，而放電采參數(shù)可以包括放電電流參數(shù)和放電時(shí)間參數(shù)。剩余電量計(jì)算模塊根據(jù)單體電池的電壓參數(shù)、溫度參數(shù)能夠通過查表等方式獲取到電池組內(nèi)所有單體電池的容量，以及進(jìn)一步根據(jù)充電參數(shù)和/或放電參數(shù)獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值。具體的通過對(duì)上述的充電電流參數(shù)和充電時(shí)間參數(shù)進(jìn)行處理可以獲取到充入到單體電池中的可用電量，根據(jù)該可用電量以及單體電池的容量可以計(jì)算充電過程中的剩余電量值；通過對(duì)放電電流參數(shù)和放電時(shí)間參數(shù)進(jìn)行處理可以獲取到從單體電池中放出的電量，根據(jù)電池中原有電量以及放出的電量可以計(jì)算出可用電量，然后根據(jù)該可用電量以及單體電池的容量可以計(jì)算出放電過程中的剩余電量值；對(duì)于靜態(tài)狀況下單體電池的剩余電量值，可以通過對(duì)之前的充電參數(shù)和放電參數(shù)的處理獲取到該靜態(tài)狀況下的可用電量，并可以根據(jù)該可用電量以及單體電池的容量計(jì)算出剩余電量值。對(duì)于上述實(shí)施例中的信號(hào)采集模塊，其最初獲取到的信號(hào)可能是模擬信號(hào)，則還需要進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后發(fā)送給剩余電量計(jì)算模塊，另外， 對(duì)于剩余電量計(jì)算模塊而言，其可以是單獨(dú)設(shè)置的模塊，也可以是和控制模塊集成為一個(gè)物理實(shí)體。對(duì)于控制模塊13，其還可以根據(jù)電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值，獲取對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電的電流大小及充電時(shí)間，或獲取對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行放電的電流大小及放電時(shí)間。該控制模塊13根據(jù)所述充電時(shí)間或所述放電時(shí)間控制矩陣開關(guān)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，具體的可以在達(dá)到充電時(shí)間后斷開相應(yīng)的矩陣開關(guān)，解除對(duì)相應(yīng)單體電池的選中。同時(shí)，控制模塊向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送的指示中攜帶所述對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電的電流大小及充電時(shí)間，或攜帶所述對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行放電的電流大小及放電時(shí)間。以由雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路根據(jù)指示具體對(duì)充放電進(jìn)行控制。例如，對(duì)于一個(gè)電池組，其中一個(gè)單體電池A的容量為70Ah，而其他的單體電池的容量為lOOAh，在充電過程中，信號(hào)采集模塊采集到已經(jīng)使用IOA的電流對(duì)各個(gè)電池充電7 小時(shí)，此時(shí)單體電池A已經(jīng)充滿，剩余電量值為100%，而其他的單體電池僅充滿70%，剩余電量值為70%。此時(shí)，控制模塊可以控制矩陣開關(guān)選中該單體電池A，指示雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路對(duì)單體電池A進(jìn)行放電，放電的電量為25Ah，若選擇放電電流大小為10A，則可以確定放電時(shí)間為2. 5小時(shí)，雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路控制對(duì)該單體電池進(jìn)行放電，并將放出的電量重新分散充入到電池組的各個(gè)單體電池中，以實(shí)現(xiàn)單體電池的電量均衡。在放電過程中，若電池組已經(jīng)使用5A的電流對(duì)外放電13個(gè)小時(shí)，此時(shí)單體電池 A的電量?jī)H剩余5Ah的電量，剩余電量值約為7%，而其他的單體電池的剩余的電量達(dá)到了 35Ah，剩余電量值為35 %，此時(shí)可以選擇對(duì)單體電池A充電30Ah，控制模塊計(jì)算出具體的充電電流和充電時(shí)間后，指示雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行相應(yīng)的充電處理。本發(fā)明上述實(shí)施例中，其中的雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的兩側(cè)分別連接電池組的正負(fù)極，和選中的單體電池的正負(fù)極，其相當(dāng)于一個(gè)能量轉(zhuǎn)換裝置，在對(duì)單體電池充電時(shí)，通過控制其與單體電池形成的電路中電流的方向，可以實(shí)現(xiàn)電池組通過雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路向單體電池充電；通過控制其與單體電池形成的電路中電流的方向，還可以實(shí)現(xiàn)通過雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路對(duì)單體電池放電。另外還可以在雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路與矩陣開關(guān)之間設(shè)置電池奇偶開關(guān)15，選擇電池奇偶開關(guān)15的方向可以控制單體電池的正極和負(fù)極對(duì)應(yīng)于雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路一側(cè)的正極和負(fù)極，該電池奇偶開關(guān)15也可以由控制模塊13 的控制而進(jìn)行選擇。本發(fā)明實(shí)施例還提供了針對(duì)上述的系統(tǒng)的控制方法，圖2為本發(fā)明實(shí)施例中單體電池電量均衡方法的流程示意圖，如圖2所示，包括如下的步驟步驟101、信號(hào)采集模塊采集電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息；步驟102、剩余電量計(jì)算模塊根據(jù)所述信號(hào)采集模塊采集的性能參數(shù)信息獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值；步驟103、控制模塊根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值確定并控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，將需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的正極和負(fù)極分別連接到所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示；步驟104、雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的另一側(cè)的正極和負(fù)極分別與所述電池組的正極和負(fù)極連接，其根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的指示，對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電。本發(fā)明上述實(shí)施例提供的單體電池電量均衡方法，其中在剩余電量計(jì)算模塊計(jì)算獲得電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值后，通過控制模塊的控制選擇對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電，具體的，可以由控制模塊控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，并將其連接到雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示，以由雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路對(duì)電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值最小的單體電池進(jìn)行充電，對(duì)電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值最大的單體電池進(jìn)行放電，能夠?qū)崿F(xiàn)電池組內(nèi)單體電池的電量均衡，有效解決單體電池的性能不一致帶來(lái)的問題。具體的，本發(fā)明上述實(shí)施例中，信號(hào)采集模塊采集的電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息包括電壓參數(shù)、溫度參數(shù)，以及充電參數(shù)和/或放電參數(shù)，所述充電參數(shù)包括充電電流參數(shù)和充電時(shí)間參數(shù)，放電參數(shù)包括放電電流參數(shù)和放電時(shí)間參數(shù)。其中的剩余電量計(jì)算模塊根據(jù)信號(hào)采集模塊采集的電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值具體包括剩余電量計(jì)算模塊根據(jù)所述電壓參數(shù)、溫度參數(shù)獲取電池組內(nèi)所有單體電池的容量，以及進(jìn)一步根據(jù)充電參數(shù)和/或放電獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值。另外，上述方法還可以包括控制模塊根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值，獲取對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電的電流大小及充電時(shí)間，或獲取對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行放電的電流大小及放電時(shí)間；控制模塊根據(jù)所述充電時(shí)間或所述放電時(shí)間控制矩陣開關(guān)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的時(shí)間。以及，上述控制模塊向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示具體為所述控制模塊向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送攜帶所述對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電的電流大小及充電時(shí)間，或攜帶所述對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行放電的電流大小及放電時(shí)間的指示。本發(fā)明上述實(shí)施例提供的對(duì)單體電池進(jìn)行電量均衡的方法，可以是在對(duì)電池組的充電過程中，對(duì)電池組的放電過程中，或在靜態(tài)狀況下對(duì)電池組的單體電池進(jìn)行電量均衡。 本發(fā)明上述實(shí)施例中提供的對(duì)單體電池進(jìn)行電量均衡的方法，可以實(shí)時(shí)的檢測(cè)電池組內(nèi)各個(gè)單體電池的剩余電量值，對(duì)剩余電量值最小的單體電池進(jìn)行充電，或?qū)κＳ嚯娏恐底畲蟮膯误w電池進(jìn)行放電，在檢測(cè)到電池組內(nèi)剩余電量值最小的單體電池發(fā)生變化時(shí)，可以動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)換到為檢測(cè)到的新的剩余電量值最小的單體電池進(jìn)行充電，或者是在檢測(cè)到電池組內(nèi)剩余電量值最大的單體電池發(fā)生變化時(shí)，可以動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)換到為檢測(cè)到的新的剩余電量值最大的單體電池進(jìn)行放電。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成。前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制； 盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
權(quán)利要求
1.一種單體電池電量均衡系統(tǒng)，用于在電池組內(nèi)的多個(gè)單體電池間進(jìn)行電量均衡，其特征在于，包括信號(hào)采集模塊、剩余電量計(jì)算模塊、控制模塊、雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路和開關(guān)矩陣；所述信號(hào)采集模塊，用于采集電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息；所述剩余電量計(jì)算模塊，與所述信號(hào)采集模塊連接，用于根據(jù)所述信號(hào)采集模塊采集的性能參數(shù)信息獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值；所述控制模塊，與所述剩余電量計(jì)算模塊連接，用于根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值確定并控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池以使所述需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的正極和負(fù)極分別連接到所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示；所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的另一側(cè)的正極和負(fù)極分別與所述電池組的正極和負(fù)極連接，用于根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的指示，對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單體電池電量均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集模塊采集的電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息包括電壓參數(shù)、溫度參數(shù)，以及充電參數(shù)和/ 或放電參數(shù)，所述充電參數(shù)包括充電電流參數(shù)和充電時(shí)間參數(shù)，所述放電參數(shù)包括放電電流參數(shù)和放電時(shí)間參數(shù)；以及，所述剩余電量計(jì)算模塊具體用于根據(jù)所述電壓參數(shù)、溫度參數(shù)獲取電池組內(nèi)所有單體電池的容量，以及進(jìn)一步根據(jù)充電參數(shù)和/或放電參數(shù)獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單體電池電量均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述控制模塊還用于根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值，獲取對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電的電流大小及充電時(shí)間，或獲取對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行放電的電流大小及放電時(shí)間；所述控制模塊還用于根據(jù)所述充電時(shí)間或所述放電時(shí)間控制矩陣開關(guān)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的時(shí)間；以及，所述控制模塊向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送的指示中攜帶所述對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電的電流大小及充電時(shí)間，或攜帶所述對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行放電的電流大小及放電時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單體電池電量均衡系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路具體用于根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的指示，對(duì)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值最小的單體電池充電，或?qū)λ鲭姵亟M內(nèi)所有單體電池的剩余電量值最大的單體電池放 H1^ ο
5.一種單體電池電量均衡方法，其特征在于，包括 信號(hào)采集模塊采集電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息；剩余電量計(jì)算模塊根據(jù)所述信號(hào)采集模塊采集的性能參數(shù)信息獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值；控制模塊根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值確定并控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，將需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的正極和負(fù)極分別連接到所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的一側(cè)對(duì)應(yīng)的正極和負(fù)極，并向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示；雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路的另一側(cè)的正極和負(fù)極分別與所述電池組的正極和負(fù)極連接， 其根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的指示，對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單體電池電量均衡方法，其特征在于，所述信號(hào)采集模塊采集的電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息包括電壓參數(shù)、溫度參數(shù)，以及充電參數(shù)和/ 或放電參數(shù)，所述充電參數(shù)包括充電電流參數(shù)和充電時(shí)間參數(shù)，所述放電參數(shù)包括放電電流參數(shù)和放電時(shí)間參數(shù)；所述剩余電量計(jì)算模塊根據(jù)所述信號(hào)采集模塊采集的電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值包括所述剩余電量計(jì)算模塊根據(jù)所述電壓參數(shù)、溫度參數(shù)獲取電池組內(nèi)所有單體電池的容量，以及進(jìn)一步根據(jù)充電參數(shù)和/或放電參數(shù)獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的單體電池電量均衡方法，其特征在于，所述方法還包括 所述控制模塊根據(jù)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值，獲取對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電的電流大小及充電時(shí)間，或獲取對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行放電的電流大小及放電時(shí)間；所述控制模塊根據(jù)所述充電時(shí)間或所述放電時(shí)間控制矩陣開關(guān)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池的時(shí)間；以及，所述控制模塊向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)所述選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示具體為所述控制模塊向所述雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送攜帶所述對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電的電流大小及充電時(shí)間，或攜帶所述對(duì)選中的需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行放電的電流大小及放電時(shí)間的指示。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的單體電池電量均衡方法，其特征在于，所述對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電包括對(duì)所述電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值較小的單體電池充電，或?qū)λ鲭姵亟M內(nèi)所有單體電池的剩余電量值較大的單體電池放電。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的單體電池電量均衡方法，其特征在于，在對(duì)所述電池組的充電的過程中，對(duì)所述電池組的放電過程中，或在靜態(tài)狀況下對(duì)所述電池組的單體電池間進(jìn)行電量均衡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單體電池電量均衡方法和系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括信號(hào)采集模塊、剩余電量計(jì)算模塊、控制模塊、雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路和開關(guān)矩陣；信號(hào)采集模塊，用于采集電池組內(nèi)所有單體電池的性能參數(shù)信息；剩余電量計(jì)算模塊，用于獲取電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值；控制模塊，用于根據(jù)電池組內(nèi)所有單體電池的剩余電量值確定并控制開關(guān)矩陣選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池，并向雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路發(fā)送對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電的指示；雙向隔離直流轉(zhuǎn)換電路用于根據(jù)控制模塊發(fā)送的指示，對(duì)選中需要進(jìn)行電量均衡的單體電池進(jìn)行充電或放電。本發(fā)明的技術(shù)方案能夠有效解決電池組內(nèi)單體電池間的性能不一致問題。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102545332SQ20121000640
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者張劍輝, 舒鵬 申請(qǐng)人:北京海博思創(chuàng)科技有限公司