本發(fā)明涉及電池技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域，特別是涉及一種電池組主動均衡管理系統(tǒng)的應(yīng)用及該管理系統(tǒng)的測試方法。

背景技術(shù)：

鋰電池包通常由一個或幾個電池組并聯(lián)組成，每個電池組由多個電池串聯(lián)構(gòu)成。這種組合方式能同時滿足筆記本電腦、醫(yī)療設(shè)備、測試儀器及工業(yè)應(yīng)用所需的電壓和功率要求。然而，這種應(yīng)用普遍的配置通常并不能發(fā)揮其最大功效，因為如果某個串聯(lián)電池的容量與其它電池不匹配將會降低整個電池包的容量。

電池容量的不匹配包括充電狀態(tài)(soc)失配和容量／能量(c／e)失配。在兩種情況下，電池包的總?cè)萘慷贾荒苓_到最弱電池的容量。在大多數(shù)情況下，引起電池失配的原因是工藝控制和檢測手段的不完善，而不是鋰離子本身的化學(xué)屬性變化。棱柱形鋰電池(liionpr：tsmaticcell)在生產(chǎn)時需要更強的機械壓力，電池之間更容易產(chǎn)生差異。此外，鋰離子聚合物電池也會因為采用新的工藝而出現(xiàn)電池之間的差異。

因此必須對存在不一致性的電池組進行均衡管理。

目前動力電池組中廣泛采用的均衡方式基本上有兩種方式，即放電均衡方式和主動均衡方式。

其中，放電均衡方式實現(xiàn)簡單，成本低，但放電電流小而且放電均衡在充電過程中進行，造成充電時間長。

主動均衡方式節(jié)約能源、能夠增加電池使用時間并且均衡更快速，但成本更高，實現(xiàn)比較困難?，F(xiàn)有技術(shù)中有一種主動均衡裝置，在該裝置中電池組的每個電池單體都配備了dc—dc電源，雖然能夠迅速對大容量鋰離子電池進行均衡，但是成本很高，而且均衡裝置體積很龐大?，F(xiàn)有技術(shù)中還有另一種主動均衡裝置，在該裝置中通過極性開關(guān)組以及電池選擇開關(guān)組，使一個隔離變換器能對多個電池進行均衡管理，從而減少了充放電器件數(shù)量和電路復(fù)雜程度，但是因為一個充放電器件同一時間只能對多個電池中的一個進行均衡操作，因而均衡的時間更長?，F(xiàn)有技術(shù)中還有一種均衡裝置，在該裝置中采用儲能電感來實現(xiàn)電池組中能量的轉(zhuǎn)移，但是該裝置只能對相鄰的電池單體進行能量轉(zhuǎn)移，如果兩個需要均衡的電池單體相距比較遠時，均衡的時間會變得比較長，同時對電池進行充電和放電都會存在能量損耗，待均衡的電池單體距離很遠時能量損耗會比較大。

總之，主動均衡和放電均衡有其各自的缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種成本低、電池均衡時間短的電池組主動均衡方法及主動均衡管理系統(tǒng)。

為達到上述目的，本發(fā)明提供一種電池組主動均衡方法，該方法包括：

根據(jù)電池組的電池一致性選擇相應(yīng)的主動均衡方式；

確定電池組未工作，以在不影響電池組正常使用的情況下實現(xiàn)均衡；

對電池組進行主動均衡，所述主動均衡方式根據(jù)電池組的電池單體電壓數(shù)據(jù)確定需要主動均衡的電池單體及相應(yīng)的充電時間，然后對需要均衡的電池單體進行充電直到所有需要均衡的電池單體都充電完畢。

在所述確定電池組未工作的步驟之前還包括：確定電池組的均衡狀態(tài)。

所述確定電池組的均衡狀態(tài)的步驟包括：確定電池組的電池單體的電壓達到穩(wěn)定；以及確定電池組的電池單體之間的電壓壓差與設(shè)定值的大小關(guān)系以確定所述電池組的均衡狀態(tài)。

在所述確定電池組未工作的步驟之后并且在所述對電池組進行主動均衡步驟之前還包括：均衡啟動過程。

所述均衡啟動過程包括：確定電池組的電池單體的電壓達到穩(wěn)定；確定電池組的電池單體的電壓和溫度在各自的設(shè)定范圍之內(nèi)；以及確定電池組的電池單體之間的溫差小于預(yù)設(shè)值。

所述電池組主動均衡方法還包括：確定電池組和用戶界面的通訊方式及信號采集工具；啟動信號采集工具，并實時顯示電池組當(dāng)前狀態(tài)。

所述通訊方式為串口通訊或總線方式。

本發(fā)明還提供一種電池組主動均衡管理系統(tǒng)，其包括：

電池組均衡方式確定裝置，其配置為用于確定根據(jù)電池組的電池一致性所選擇的均衡方式；

電池組未工作確定裝置，其配置為用于確定所述電池組未工作，以在不影響電池組的正常使用的情況下實現(xiàn)均衡；

電池組均衡裝置，其配置為用于利用所確定的均衡方式均衡所述電池組；以及

主控制裝置，對上述各裝置進行控制。

該系統(tǒng)還包括：電池組均衡狀態(tài)確定裝置，其配置為用于在確定所述電池組未工作之前確定電池組的均衡狀態(tài)。

該系統(tǒng)還包括：均衡啟動裝置，其配置為用于確定所述電池組的電池單體的電壓達到穩(wěn)定以及確定所述電池組的電池單體的電壓和溫度在各自的設(shè)定范圍之內(nèi)。

本發(fā)明的電池組主動均衡方法及主動均衡管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)成本低、損耗低、電池均衡時間短的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電池組主動均衡管理系統(tǒng)的原理框圖；

圖2為本發(fā)明電池組主動均衡管理系統(tǒng)其中一實施例的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明中對電池組進行均衡的流程圖；

圖4為本發(fā)明中的電池組外觀圖；

圖5為本發(fā)明中均衡測試效果示意圖。

具體實施方式

為便于對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、方法及達到的效果有進一步的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖并舉較佳實施例詳細說明如下。本發(fā)明的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉的特殊細節(jié)。本發(fā)明的實施例除了這些詳細描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。

本發(fā)明提供了一種電池組主動均衡方法及主動均衡管理系統(tǒng)。該電池組主動均衡方法包括：

根據(jù)電池組的電池一致性選擇相應(yīng)的主動均衡方式；確定電池組未工作，以在不影響電池組正常使用的情況下實現(xiàn)均衡；對電池組進行主動均衡，所述主動均衡方式根據(jù)電池組的電池單體電壓數(shù)據(jù)確定需要主動均衡的電池單體及相應(yīng)的充電時間，然后對需要均衡的電池單體進行充電直到所有需要均衡的電池單體都充電完畢。

本發(fā)明的電池組主動均衡方法，在確定電池組未工作之前還包括：確定電池組的均衡狀態(tài)的步驟，其中該確定電池組的均衡狀態(tài)的步驟包括：確定電池組的電池單體的電壓達到穩(wěn)定；以及確定電池組的電池單體之間的電壓壓差與設(shè)定值的大小關(guān)系以確定所述電池組的均衡狀態(tài)。

在確定電池組未工作步驟之后并且在對電池組進行主動均衡步驟之前還包括：均衡啟動過程，該均衡啟動過程包括：確定電池組的電池單體的電壓達到穩(wěn)定；以及確定電池組的電池單體的電壓和溫度在各自的設(shè)定范圍之內(nèi)。該均衡啟動過程還包括：確定電池組的電池單體之間的溫差小于預(yù)設(shè)值，該預(yù)設(shè)值是通過電池溫度測試確定的。

本發(fā)明的電池組主動均衡方法還包括：確定電池組和用戶界面的通訊方式及信號采集工具；啟動信號采集工具，并實時顯示電池組當(dāng)前狀態(tài)。所述通訊方式可以是串口通訊，如rs232，485等，也可以是總線方式，如can總線。所述信號采集工具可以是基于某些開發(fā)平臺進行二次開發(fā)的工具。

如圖1所示，本發(fā)明還提供一種電池組主動均衡管理系統(tǒng)，其包括：

電池組均衡方式確定裝置，其配置為用于確定根據(jù)電池組的電池一致性所選擇的均衡方式；

電池組未工作確定裝置，其配置為用于確定所述電池組未工作，以在不影響電池組的正常使用的情況下實現(xiàn)均衡；

電池組均衡裝置，其配置為用于利用所確定的均衡方式均衡所述電池組；以及主控制裝置，對上述各裝置進行控制。

本發(fā)明的電池組主動均衡管理系統(tǒng)還包括：電池組均衡狀態(tài)確定裝置，其配置為用于在確定所述電池組未工作之前確定電池組的均衡狀態(tài)；以及均衡啟動裝置，其配置為用于確定所述電池組的電池單體的電壓達到穩(wěn)定以及確定所述電池組的電池單體的電壓和溫度在各自的設(shè)定范圍之內(nèi)。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施例的用于均衡電池組的電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括主控制板（cpu）、電池電壓采集電路、電流采集電路、電池均衡電路以及外圍通訊電路等。電池電壓采集電路與電流采集電路相當(dāng)于電池組均衡狀態(tài)確定裝置，為計算電池的狀態(tài)(soc)提供數(shù)據(jù)，此主控制板相當(dāng)于主控制裝置，為本發(fā)明的電池均衡系統(tǒng)能應(yīng)用在電動摩托車上提供最基礎(chǔ)的支持；均衡控制電路即電池組均衡裝置，是本發(fā)明測試中最主要的一部分，它實現(xiàn)了電池單體的均衡過程，保障均衡之后所有電池單體電壓保持在某一范圍之內(nèi)；外圍通訊電路包括電源電路、驅(qū)動處理電路、短路強制保護電路及存儲器，外圍通訊電路能把電池組的所有信息有效地傳遞出來，方便用戶進行二次處理。

圖3是本發(fā)明中的一個優(yōu)選實施例的電池組均衡控制的具體流程圖，在本發(fā)明的實際均衡過程中，電池組的均衡就是按照此流程進行，直至均衡結(jié)束。

圖4是本發(fā)明中的一個優(yōu)選實施例的電池組，它攜帶動力線和信號采集線，動力線用于充放電，包括充電端口1、位于放電端口2的放電負極線3與放電正極線4。信號采集線用于檢測電池狀態(tài)。本發(fā)明中的電池組可用于電動摩托車，選擇與電池組特性匹配的電動摩托車并進行改裝，選擇電動車的功率時須與電池本身的功率匹配。利用一改裝后的電動摩托車作為本發(fā)明測試應(yīng)用的試驗載體，摩托車的動力部分和車尾部分已被改裝用于本發(fā)明的測試和應(yīng)用。圖5是利用上述摩托車作為實驗載體的均衡測試實時效果顯示圖，它能顯示當(dāng)前電池組的均衡狀態(tài)，包括何時開始，何時結(jié)束均衡等。

由于本發(fā)明所提供的均衡測試方法能夠?qū)崟r顯示電池狀態(tài)信息，因而可以很直觀的了解系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)，并且能夠在不影響用戶使用的情況下實現(xiàn)電池單體之間的主動均衡管理。

本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變形和修改，這些變形和修改均落在本發(fā)明所要求保護的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。