动力电池组均衡维护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种动力电池组均衡维护系统及方法，该系统包括：均衡控制单元、开关控制器、开关阵列、充放电端口、充电器和放电器；所述充放电端口分为两路，一路与所述充电器连接，另一路与所述放电器连接；所述均衡控制单元，用于采集动力电池组中串联连接的各单体电池的电压信息并传送至所述开关控制器；所述开关控制器，用于根据接收的各单体电池的电压信息，判断需要充放电均衡的单体电池，根据判断结果控制所述开关阵列，以将所述动力电池组中的待充电和待放电的单体电池与所述充放电端口连通，为所述单体电池进行均衡充电或均衡放电。利用本发明专利技术方案，可以简单、高效地实现对动力电池组的均衡维护。力电池组的均衡维护。力电池组的均衡维护。

【技术实现步骤摘要】
动力电池组均衡维护系统及方法


[0001]本专利技术涉及动力电池
，具体涉及一种动力电池组均衡维护系统及方法。

技术介绍

[0002]用于电动汽车的动力电池组通常由多个单体电池串联而成，由于制造工艺和使用过程中的连接电阻、温度不均匀等原因，会导致个别单体电池电压出现不一致的情况，这种情况会导致整个动力电池组的充放电能力下降，进而使电动汽车续驶里程下降。在实际使用中，动力电池组内各单体电池的电压偏差程度应控制在一定范围内，否则单体电池极易发生过充或过放，严重影响其安全性。对个别出现问题的单体电池进行均衡充电或放电维护，使各单体电池保持电压一致是解决上述问题的重要途径，这样既可以更好地发挥电池性能，又可以延长动力电池组的整体使用寿命。
[0003]目前对电池组进行均衡维护的方法主要有两种技术路线：一种是被动均衡电路，也称为能耗型均衡电路，通常采用在单体电池两端并联电阻等负载的方式，通过负载放电将电压高的单体电池的电能转换成热能，以此来达到电压平衡，但是这种电路既消耗了单体电池的能量，又增加了单体电池热管理的困难。另一种是主动均衡电路，即非能耗性均衡电路，利用电感或电容等储能元件，将动力电池组中容量高的单体电池的能量转移到容量偏低的电池，这种电路通过切换电容开关，由电容传递相邻单体电池的能量，或通过电感储能的方式，在相邻单体电池之间进行双向能量传递。虽然这种电路的能量损耗很小，但是达到均衡需要经过多次传输，因此均衡速度较慢，不适于串联单体电池数量较多的动力电池组。另外，这两种方法都受限于电池包的体积、重量和散热要求，均衡电流都不能太大，所以均衡维护的效率很低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种动力电池组均衡维护系统及方法，可以简单、高效地实现对动力电池组的均衡维护。
[0005]为此，本专利技术提供如下技术方案：一种动力电池组均衡维护系统，所述系统包括：均衡控制单元、开关控制器、开关阵列、充放电端口、充电器和放电器；所述充放电端口分为两路，一路与所述充电器连接，另一路与所述放电器连接；所述均衡控制单元，用于采集动力电池组中串联连接的各单体电池的电压信息并传送至所述开关控制器；所述开关控制器，用于根据接收的各单体电池的电压信息，判断需要充放电均衡的单体电池，根据判断结果控制所述开关阵列，以将所述动力电池组中的待充电和待放电的单体电池与所述充放电端口连通，使所述充电器为待充电的单体电池进行均衡充电、使所述放电器为待放电的单体电池进行均衡放电。
[0006]可选地，所述开关控制器，具体用于计算动力电池组中各单体电池两端电压值的
均值，并根据所述均值计算单体电池的电压偏差值，根据所述单体电池的电压偏差值判断需要充放电均衡的单体电池。
[0007]可选地，所述开关控制器根据以下判断原则确定需要充放电均衡的单体电池：若单体电池的电压偏差值小于 0 且绝对值大于偏差控制阈值，则该单体电池需要充电；若单体电池的电压偏差值大于 0 且大于偏差控制阈值，则该单体电池需要放电；其中，所述单体电池的电压偏差值等于单体电池两端电压值减去所述动力电池组中各单体电池两端电压值的均值。
[0008]可选地，在所述充放电端口与所述充电器连接的线路上设有第一开关KA，在所述充放电端口与所述放电器连接的线路上设有第二开关KB；当存在待充电的单体电池时，所述开关控制器控制所述第一开关KA闭合，待充电的单体电池经由所述开关阵列、所述充放电端口、所述第一开关KA与所述充电器连通；当存在待放电的单体电池时，所述开关控制器控制所述第二开关KB闭合，待放电的单体电池经由所述开关阵列、所述充放电端口、所述第二开关KB与所述放电器连通。
[0009]可选地，所述开关控制器，还用于在所述单体电池均衡充电或均衡放电至所述单体电池的电压偏差值回归到按电池厂家或者用电设备规定的一致性区间后，控制所述开关阵列，使所述单体电池与所述充放电端口断开，停止为所述单体电池进行均衡充电或均衡放电。
[0010]可选地，所述开关控制器为单片机或者其它嵌入式系统。
[0011]可选地，所述开关阵列包括多个多选一电子开关或者继电器阵列。
[0012]一种动力电池组均衡维护方法，所述方法包括：采集动力电池组中串联连接的各单体电池的电压信息；根据各单体电池的电压信息，判断需要充放电均衡的单体电池；将需要充放电均衡的单体电池与充放电端口中连通，为所述单体电池进行均衡充电或均衡放电。
[0013]可选地，所述根据各单体电池的电压信息，判断需要充放电均衡的单体电池包括：计算动力电池组中各单体电池两端电压值的均值；根据所述均值计算单体电池的电压偏差值；根据所述单体电池的电压偏差值判断需要充放电均衡的单体电池。
[0014]可选地，所述根据所述单体电池的电压偏差值判断需要充放电均衡的单体电池包括：若单体电池的电压偏差值小于 0 且绝对值大于偏差控制阈值，则该单体电池需要充电；若单体电池的电压偏差值大于 0 且大于偏差控制阈值，则该单体电池需要放电；其中，所述单体电池的电压偏差值等于单体电池两端电压值减去所述动力电池组中各单体电池两端电压值的均值。
[0015]可选地，所述方法还包括：在所述单体电池均衡充电或均衡放电至所述单体电池的电压偏差值回归到正常区间后，将所述单体电池与所述充放电端口断开，停止为所述单体电池进行均衡充电或均衡放电。
[0016]本专利技术实施例提供的动力电池组均衡维护系统及方法，通过采集动力电池组中串
联连接的各单体电池的电压信息，根据各单体电池的电压信息，判断需要充放电均衡的单体电池，将需要充放电均衡的单体电池与充放电端口中连通，从而为所述单体电池进行均衡充电或均衡放电。利用本专利技术方案，可以简单、高效地实现对动力电池组的均衡维护，提高电池组性能，延长动力电池组的整体使用寿命。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例动力电池组均衡维护系统的一种原理框图；图2是本专利技术实施例动力电池组均衡维护系统的一种具体结构示意图；图3是本专利技术实施例动力电池组均衡维护方法的一种流程图。
具体实施方式
[0018]为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本专利技术实施例作进一步的详细说明。
[0019]针对现有的对电池组进行均衡维护的方法存在的问题，本专利技术实施例提供一种动力电池组均衡维护系统及方法，通过采集动力电池组中串联连接的各单体电池的电压信息，根据各单体电池的电压信息，判断需要充放电均衡的单体电池，将需要充放电均衡的单体电池与充放电端口中连通，为所述单体电池进行均衡充电或均衡放电，从而简单、高效地实现对动力电池组的均衡维护。
[0020]如图1所示，是本专利技术实施例动力电池组均衡维护系统的一种原理框图。
[0021]该动力电池组均衡维护系统包括：均衡控制单元20、开关控制器40、开关阵列30、充放电端口50、充电器60和放电器70。所述充放电端口50分为两路，一路与充电器60连接，另一路与放电器70连接。这样，需要均衡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动力电池组均衡维护系统，其特征在于，所述系统包括：均衡控制单元、开关控制器、开关阵列、充放电端口、充电器和放电器；所述充放电端口分为两路，一路与所述充电器连接，另一路与所述放电器连接；所述均衡控制单元，用于采集动力电池组中串联连接的各单体电池的电压信息并传送至所述开关控制器；所述开关控制器，用于根据接收的各单体电池的电压信息，判断需要充放电均衡的单体电池，根据判断结果控制所述开关阵列，以将所述动力电池组中的待充电和待放电的单体电池与所述充放电端口连通，使所述充电器为待充电的单体电池进行均衡充电、使所述放电器为待放电的单体电池进行均衡放电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述开关控制器，具体用于计算动力电池组中各单体电池两端电压值的均值，并根据所述均值计算单体电池的电压偏差值，根据所述单体电池的电压偏差值判断需要充放电均衡的单体电池。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述开关控制器根据以下判断原则确定需要充放电均衡的单体电池：若单体电池的电压偏差值小于 0 且绝对值大于偏差控制阈值，则该单体电池需要充电；若单体电池的电压偏差值大于 0 且大于偏差控制阈值，则该单体电池需要放电；其中，所述单体电池的电压偏差值等于单体电池两端电压值减去所述动力电池组中各单体电池两端电压值的均值。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述充放电端口与所述充电器连接的线路上设有第一开关KA，在所述充放电端口与所述放电器连接的线路上设有第二开关KB；当存在待充电的单体电池时，所述开关控制器控制所述第一开关KA闭合，待充电的单体电池经由所述开关阵列、所述充放电端口、所述第一开关KA与所述充电器连通；当存在待放电的单体电池时，所述开关控制器控制所述第二开关KB闭合，待放电的单体电池经由所述开关阵列、所述充放电端口、所述第二开关KB与所述放电器连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐海波，马小利，李昂，苏子龙，胡博，黄倩，
申请(专利权)人：国联汽车动力电池研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：