一种电池组在线均衡系统及电池技术方案

本发明专利技术提供了一种电池组在线均衡系统及电池，包括主控单元、执行单元及与电池组中各电池模块对应的充电回路和/或放电回路，主控单元通信连接执行单元，执行单元用于采样连接各电池模块，各电池模块对应的充电回路和/或充电回路中串设有开关管，执行单元控制连接各开关管，通过控制开关管的导通时间控制相应电池单体的充放电时间，防止电池单体过充或过放。在电池单体的充电和/放电回路中引入开关管，其配置灵活，调试和维护方便，结合开关管的通断和DC/DC变流器补偿机制，避免了能量阻性消耗，大大提高了电池单体的均衡效率，保证整组电池的安全可靠运行，对于提高电池组性能，延长电池组使用寿命和提高能源利用率都有重要的意义。

A battery pack on-line balancing system and battery

【技术实现步骤摘要】
一种电池组在线均衡系统及电池
本专利技术属于电动汽车及新能源动力电池、储能电池
，特别涉及一种电池组在线均衡系统及电池。
技术介绍
目前，随着电动汽车以及新能源储能的快速发展，电池技术得到了广泛的应用和高速发展。在实际使用时，常采用电池组的形式，但是由于电池在生产时由于环境、生产机器等方面的原因会不可避免地出现微小的性能差异，这就导致了电池组中的每个电池可能出现每节电池的电压值不同的情况，在多次使用后，这些电池的电压会逐渐增大，如果不及时进行均衡处理，这些不断增大的不一致性会导致电池组的寿命提前耗尽。电池组在具体的储存和使用过程中，由于各个单体电池的放电效率，充电的接受能力，以及能量衰减不一致性，且具有明显的非线性特点，容易加剧电池单体之间的离散性，影响整组电池的性能，电池均衡技术可以促进电池单体的荷电状态趋于相同，消除电池单体能量差异对整组电池可靠性的影响。传统的电池均衡技术主要从单体电池能量消耗或转移的角度出发，存在能源浪费和效率低下的问题，如公开号为“CN107231027A”，名称为“用于电池组的主动均衡装置”的中国专利文件，该专利文件公开的用于电池组的主动均衡装置包括多层均衡电路，每一层均衡电路包括至少一个均衡单元，每一个均衡单元包括串联的两个可控开关和一个电容器，该串联的两个可控开关连接到多个电池单元中的串联的至少两个电池单元的两端，一个电容器连接在两个可控开关之间的节点与至少两个电池单元中间节点之间，检测电池组中个电池的电压，将电压高的电池中的能量转化到电压低的电池中，但是这种方式在电池组电量的转换过程中，有可能会造成电池过放，造成电池单体之间仍然存在不一致性，而导致整组电池瘫痪，不但影响电池寿命，而且电池组均衡效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电池组在线均衡系统及电池，用于解决现有技术中电池组中各电池单体之间的均衡效率低的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种电池组在线均衡系统，包括以下解决方案：系统方案一，一种电池组在线均衡系统，包括主控单元、执行单元及与电池组中各电池模块对应的充电回路和/或放电回路，所述主控单元通信连接执行单元，所述执行单元用于采样连接各电池模块，各电池模块对应的充电回路和/或充电回路中串设有开关管，执行单元控制连接各开关管。系统方案二，在系统方案一的基础上，所述充电回路包括充电机、开关管，所述放电回路包括负载、开关管，各电池模块对应的充电回路和放电回路共用一个开关管。系统方案三，在系统方案一的基础上，所述充电回路包括充电机、第一开关管，所述放电回路包括负载、第二开关管。系统方案四和系统方案五，分别在系统方案二或系统方案三的基础上，所述充电回路还包括并接在充电机两端的电流补偿支路，所述电流补偿支路包括第三开关管和DC/DC变流器，所述执行单元控制连接所述第三开关管和DC/DC变流器。系统方案六，在系统方案一的基础上，所述执行单元通过MOS阵列控制连接各开关管，所述MOS阵列包括至少两条开关支路，所述开关支路的数量与所述开关管的数量相同，各开关支路上串联有第三开关。系统方案七和系统方案八，分别在系统方案四或系统方案五的基础上，所述执行单元通过MOS阵列控制连接所述第三开关管和DC/DC变流器。系统方案九，在系统方案一的基础上，执行单元采集充电过程中各电池单体的电压，当主控单元检测到最高电池单体电压与所述最低电池单体电压的差值大于第一设定阈值时，执行单元控制开关管的导通时间，对电压最高的电池单体进行均衡控制。系统方案十和系统方案十一，分别在系统方案四或系统方案五的基础上，执行单元采集充电过程中各电池单体的电压，当主控单元检测到最高电池单体电压与所述最低电池单体电压的差值大于第一设定阈值时，执行单元控制开关管的导通时间，对电压最高的电池单体进行均衡控制；执行单元控制第三开关管导通，且控制DC/DC变流器对电压最低的电池单体进行电流补偿。系统方案十二，在系统方案一的基础上，执行单元采集放电过程中各电池单体的电压，当主控单元检测到最高电池单体电压与所述最低电池单体电压的差值大于第二设定阈值时，执行单元控制开关管的导通时间，对电压最低的电池单体进行均衡控制。系统方案十三和系统方案十四，分别在系统方案十或系统方案十一的基础上，充电过程中，主控单元判断均衡时间是否大于第一设定时间阈值，若大于则重新判断电池组中的最高电池单体电压和最低电池单体电压，若小于，则继续进行均衡控制。系统方案十五和系统方案十六，分别在系统方案四或系统方案五的基础上，放电过程中，主控单元判断均衡时间是否大于第二设定时间阈值，若大于，则重新判断电池组中的最高电池单体电压和最低电池单体电压，若小于，则继续进行均衡控制。本专利技术还提供了一种电池，包括以下解决方案：电池方案一，所述电池包括至少一个电池组，各电池组包括至少两个电池模块，各电池模块为至少一个电池单体，还包括有电池组在线均衡系统，所述系统包括主控单元、执行单元及与电池组中各电池模块对应的充电回路和/或放电回路，所述主控单元通信连接执行单元，所述执行单元用于采样连接各电池模块，各电池模块对应的充电回路和/或充电回路中串设有开关管，执行单元控制连接各开关管。电池方案二，在电池方案一的基础上，所述充电回路包括充电机、开关管，所述放电回路包括负载、开关管，各电池模块对应的充电回路和放电回路共用一个开关管。电池方案三，在电池方案一的基础上，所述充电回路包括充电机、第一开关管，所述放电回路包括负载、第二开关管。电池方案四和电池方案五，分别在电池方案二或电池方案三的基础上，所述充电回路还包括并接在充电机两端的电流补偿支路，所述电流补偿支路包括第三开关管和DC/DC变流器，所述执行单元控制连接所述第三开关管和DC/DC变流器。电池方案六，在电池方案一的基础上，所述执行单元通过MOS阵列控制连接各开关管，所述MOS阵列包括至少两条开关支路，所述开关支路的数量与所述开关管的数量相同，各开关支路上串联有第三开关。电池方案七和电池方案八，分别在电池方案四或电池方案五的基础上，所述执行单元通过MOS阵列控制连接所述第三开关管和DC/DC变流器。电池方案九，在电池方案一的基础上，执行单元采集充电过程中各电池单体的电压，当主控单元检测到最高电池单体电压与所述最低电池单体电压的差值大于第一设定阈值时，执行单元控制开关管的导通时间，对电压最高的电池单体进行均衡控制。电池方案十和电池方案十一，分别在电池方案四或电池方案五的基础上，执行单元采集充电过程中各电池单体的电压，当主控单元检测到最高电池单体电压与所述最低电池单体电压的差值大于第一设定阈值时，执行单元控制开关管的导通时间，对电压最高的电池单体进行均衡控制；执行单元控制第三开关管导通，且控制DC/DC变流器对电压最低的电池单体进行电流补偿。电池方案十二，在电池方案一的基础上，执行单元采集放电过程中各电池单体的电压，当主控单元检测到最高电池单体电压与所述最低电池单体电压的差值大于第二设定阈值时，执行单元控制开关管的导通时间，对电压最低的电池单体进行均衡控制。电池方案十三和电池方案十四，分别在电池方案十或电池方案十一的基础上，充电过程中，主控单元判断均衡时间是否大于第一设定时间阈值，若大于则重新判断电池组中的最高电池单体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组在线均衡系统，其特征在于，包括主控单元、执行单元及与电池组中各电池模块对应的充电回路和/或放电回路，所述主控单元通信连接执行单元，所述执行单元用于采样连接各电池模块，各电池模块对应的充电回路和/或充电回路中串设有开关管，执行单元控制连接各开关管。

【技术特征摘要】
1.一种电池组在线均衡系统，其特征在于，包括主控单元、执行单元及与电池组中各电池模块对应的充电回路和/或放电回路，所述主控单元通信连接执行单元，所述执行单元用于采样连接各电池模块，各电池模块对应的充电回路和/或充电回路中串设有开关管，执行单元控制连接各开关管。2.根据权利要求1所述的电池组在线均衡系统，其特征在于，所述充电回路包括充电机、开关管，所述放电回路包括负载、开关管，各电池模块对应的充电回路和放电回路共用一个开关管。3.根据权利要求1所述的电池组在线均衡系统，其特征在于，所述充电回路包括充电机、第一开关管，所述放电回路包括负载、第二开关管。4.根据权利要求2或3所述的电池组在线均衡系统，其特征在于，所述充电回路还包括并接在充电机两端的电流补偿支路，所述电流补偿支路包括第三开关管和DC/DC变流器，所述执行单元控制连接所述第三开关管和DC/DC变流器。5.根据权利要求1所述的电池组在线均衡系统，其特征在于，所述执行单元通过MOS阵列控制连接各开关管，所述MOS阵列包括至少两条开关支路，所述开关支路的数量与所述开关管的数量相同，各开关支路上串联有第三开关。6.根据权利要求4所述的电池组在线均衡系统，其特征在于，所述执行单元通过MOS阵列控制连接所述第三开关管和DC/DC变流器。7.根据权利要求1所述的电池组在线均衡...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兵强，乔海强，刘建鹏，张跃杰，裴国强，李沛，边慧萍，吕孟帅，刘秀华，
申请(专利权)人：许继电源有限公司，许继电气股份有限公司，许继集团有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41