一種動力電池組均衡系統(tǒng)及均衡方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電池均衡技術領域，尤其涉及一種動力電池組均衡系統(tǒng)及均衡方法。
【背景技術】
[0002]目前，單體鋰離子動力電池的工作電壓一般是3.7V，而電動汽車動力電池的工作電壓是12V或24V或者更高。因此，為達到電動汽車運行時的電壓要求，電動汽車用的鋰離子動力電池必須由多個電池單體串聯而提高電壓。在現有的工藝條件下，難以做到單體鋰離子動力電池特性完全一致。如果不采取有效的均衡充放電措施，鋰離子動力電池就難以做到完全均一的充放電，因此導致串聯的多個電池組內的單個電池會出現充放電不平衡的狀況，電池就會出現充電不足和過放電現象，而這種狀況會導致鋰離子動力電池組性能的急劇惡化，最終導致整組鋰離子動力電池組無法正常工作，甚至報廢，從而大大影響鋰離子動力電池組的使用壽命和可靠性能。
[0003]雖然單體鋰離子動力電池之間的不一致性難以消除，但是，可以通過有效的均衡充放電方法來盡量減小這種不一致性，以此來盡可能的延長鋰離子動力電池組的使用壽命?，F代鋰離子動力電池均衡充放電技術大體可分旁路法和能量轉移法，旁路法即當某個電芯單體電壓過高時，在其上加一旁路電阻，放掉多余的能量，使整體電壓達到平衡，這種方法屬于完全的能量損耗型，又由于旁路電阻產生的熱量，因此旁路法不可能應用于大容量的動力電池，這種方法在小容量動力電池管理系統(tǒng)上較常見，一般旁路電流在200mA以內。
[0004]綜上所述，現有技術中的電池均衡方式存在由于產生熱量而不能應用于大容量的動力電池的問題。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種動力電池組均衡系統(tǒng)及均衡方法，旨在解決針對現有技術中的電池均衡方式存在由于產生熱量而不能應用于大容量的動力電池的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實現的，一種動力電池組均衡系統(tǒng)，所述動力電池均衡系統(tǒng)包括電池管理系統(tǒng)、中央控制器、均衡模塊、多個第一開關、多個第二開關、多個第一均衡接口、多個第二均衡接口、至少一個第一動力電池組以及至少一個第二動力電池組；
[0007]所述多個第一均衡接口中每一個第一均衡接口連接所述多個第一開關中的一個第一開關的第一端，所述多個第一開關中的每一第一開關的第二端連接所述均衡模塊的一個電壓輸入/輸出端，所述多個第二均衡接口中每一個第二均衡接口連接所述多個第二開關中的一個第二開關的第一端，所述多個第二開關中的每一第二開關的第二端連接所述均衡模塊的一個電壓輸入/輸出端，所述中央控制器的輸出端連接每一第一開關的控制端、每一第二開關的控制端以及所述均衡模塊的控制端；
[0008]所述電池管理系統(tǒng)檢測到所述至少一組第一動力電池組和所述至少一組第二動力電池組接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口時，采集每一第一動力電池組和每一第二動力電池組的電性能參數，根據所述電性能參數計算得到所述每一第一動力電池組的荷電狀態(tài)值、所述每一第二動力電池組的荷電狀態(tài)值以及所述動力電池組的荷電狀態(tài)均值，并將所述每一第一動力電池組的荷電狀態(tài)值、所述每一第二動力電池組的荷電狀態(tài)值以及所述荷電狀態(tài)均值發(fā)送給所述中央控制器；
[0009]所述中央控制器控制荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組所對應的第一開關導通，并控制荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組所對應的第二開關導通，以使所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組通過所述均衡模塊對所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組進行充電，并當所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組或者所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組的荷電狀態(tài)值達到所述荷電狀態(tài)均值時，控制所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組所對應的第一開關和所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組所對應的第二開關同時關閉，并驅動所述電池管理系統(tǒng)工作，直至所有第一動力電池組和第二動力電池組的荷電狀態(tài)值均達到荷電狀態(tài)均值。
[0010]在所述中央控制器控制所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組通過所述均衡模塊對所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組進行充電時，所述電池管理系統(tǒng)檢測所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組和所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組的溫度值；
[0011 ]當所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組的溫度值或者所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組的溫度值超過預設值時，所述電池管理系統(tǒng)發(fā)送異常信號給所述中央控制器;
[0012]所述中央控制器根據所述異常信號控制所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組所對應的第一開關和所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組所對應的第二開關同時關閉。
[0013]所述電池管理系統(tǒng)檢測到所述至少一組第一動力電池組和所述至少一組第二動力電池組接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口的過程具體為:
[0014]所述電池管理系統(tǒng)判斷是否存在某一第一動力電池組與某一第二動力電池組正處于均衡充電狀態(tài)，是，則等待所述均衡充電完成后，再采集每一動力電池組和每一第二動力電池組的電性能參數，否，則采集每一動力電池組和每一第二動力電池組的電性能參數。
[0015]所述第一開關和所述第二開關為繼電器、場效應管或三極管。
[0016]所述均衡模塊為雙向DC-DC變換器。
[0017]所述動力電池均衡系統(tǒng)還包括監(jiān)控顯示單元，所述監(jiān)控顯示單元與所述電池管理系統(tǒng)連接；
[0018]所述監(jiān)控顯示單元用于顯示每一第一動力電池組和每一第二動力電池組的電壓值、電流值、溫度值以及荷電狀態(tài)值。
[0019]本發(fā)明還提供一種動力電池組均衡系統(tǒng)的均衡方法，所述均衡方法包括:
[0020]A.所述電池管理系統(tǒng)檢測到所述至少一組第一動力電池組和所述至少一組第二動力電池組組接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口時，采集每一動力電池組和每一第二動力電池組的電性能參數；
[0021]B.所述電池管理系統(tǒng)根據所述電性能參數計算得到所述每一第一動力電池組的荷電狀態(tài)值、所述每一第二動力電池組的荷電狀態(tài)值以及所述動力電池組的荷電狀態(tài)均值，并將所述每一第一動力電池組的荷電狀態(tài)值、所述每一第二動力電池組的荷電狀態(tài)值以及所述荷電狀態(tài)均值發(fā)送給所述中央控制器；
[0022]C.所述中央控制器控制荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組所對應的第一開關導通，并控制荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組所對應的第二開關導通，以使所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組通過所述均衡模塊對所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組進行充電，
[0023]D.當所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組或者所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組的荷電狀態(tài)值達到所述荷電狀態(tài)均值時，所述中央控制器控制所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組所對應的第一開關和所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組所對應的第二開關同時關閉，并返回執(zhí)行步驟A，直至所有第一動力電池組和第二動力電池組的荷電狀態(tài)值均達到荷電狀態(tài)均值。
[0024]在執(zhí)行所述步驟C的同時，所述均衡方法還包括以下步驟:
[0025]所述電池管理系統(tǒng)檢測所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組和所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組的溫度值；
[0026]當所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組的溫度值或者所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組的溫度值超過預設值時，所述電池管理系統(tǒng)發(fā)送異常信號給所述中央控制器;
[0027]所述中央控制器根據所述異常信號控制所述荷電狀態(tài)值最大的第一動力電池組所對應的第一開關和所述荷電狀態(tài)值最小的第二動力電池組所對應的第二開關同時關閉。
[0028]所述電池管理系統(tǒng)檢測到所述至少一組第一動力電池組和所述至少一組第二動力電池組接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口的步驟具體為:
[0029]判斷是否存在某一第一動力電池組與某一第二動力電池組正處于均衡充電狀態(tài)，是，則等待所述均衡充電完成后，再采集每一動力電池組和每一第二動力電池組的電性能參數，否，則采集每一動力電池組和每一第二動力電池組的電性能參數。
[0030]本發(fā)明提供一種動力電池組均衡系統(tǒng)及均衡方法，與現有技術相比，可以顯著的增加動力電池的續(xù)駛里程，增加了動力電池的循環(huán)使用壽命，并且對電池組均衡的過程中，均衡能耗小，顯著地提高了動力電池的均衡效率，縮短了動力電池的均衡時間；同時實時監(jiān)測動力電池的均衡過程，具有高可靠性和安全性，顯著地提供了均衡模塊的使用率，從總體上降低了均衡成本。
【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1是本發(fā)明一種實施例提供的動力電池組均衡系統(tǒng)的結構示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明一種實施例提供的動力電池組均衡系統(tǒng)的均衡方法的流程圖；
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