主动均衡设备及可读存储介质制造技术

本发明专利技术提供了一种主动均衡设备及可读存储介质。其中，所述主动均衡设备应用于电池串联形成的电池包；所述主动均衡设备包括与所述电池的数量相同的双向充放电模块。所述电池被配置为至少两个电池组；所述双向充放电模块包括相对应的原边线圈和次边线圈；每个所述次边线圈一一对应地与一个所述电池的两端连接；所述原边线圈与一个所述电池组的两端连接。另外，至少一部分电池组具有公共部分。如此配置，通过电池组的设置将电池包拆分为若干个小系统分别处理均衡问题，从而降低了主动均衡过程中对硬件耐压的要求，后续可通过算法解决具体的充放电电量以实现均衡的结果。从而解决了现有技术中主动均衡系统对耐压强度要求较高进而导致的一系列问题。而导致的一系列问题。而导致的一系列问题。

【技术实现步骤摘要】
主动均衡设备及可读存储介质


[0001]本专利技术涉及蓄电池控制
，特别涉及一种主动均衡设备及可读存储介质。

技术介绍

[0002]日常生活中见到电动自行车，通讯基站，轻混汽车，其内部均有标称48V电池组给设备供电。此电池组主要是酸蓄电池或锂电池组成；由于电池组内的电池温度与边缘的电池温度存在差异，且电池个体的一致性也会存在差异，长时间运行后，单体电池的差异愈专利技术显，影响电池组的整体性能与寿命。
[0003]常见的电池包是由多节电池通过串联与并联模式组合而成，由于电池组内的电池温度与边缘的电池温度存在差异，电池个体之间的差异，电池包经过多次充放电循环后，每节电池的电荷量会存在明显差异，带来的现象主要是:电池包在放电时，由于电池的个体差异，存在着部分电池过放电情况，部分电池剩余电荷较多；则电池包在充电时，由于是串联充电，每节电池获得的电荷基本一致，而判断电池包是否充满是以整个电池包的电压来判断，则之前亏电的电池会出现没有充满，剩余电荷较多的电池则会出现过充电。过充与过放会影响电池的寿命，严重的则会造成电池起火爆炸。需要电池管理系统来调整电池组内单体电池的一致性，提升电池组的性能。
[0004]电池管理系统分被动均衡与主动均衡两种，被动均衡以能量损耗方式进行均衡，主动均衡主要以能量转移的方式进行均衡。现有的主动均衡系统由于对硬件的耐压强度要求较高，因而在均衡效率，损耗，均衡耗时上存在性能不足，这便需求一种全新的主动均衡控制方法。
[0005]在现有技术中，目前常用的解决办法是：通过检测每节电池的电压，对电压高的电池进行并联电阻放电处理，此类方法业内称被动均衡，虽然具有一定的均衡效果，但缺点明显，如，均衡电流小，效果不明显；只能通过对电压高的电池放电（并联电阻放电，产生热量，同时造成能源浪费），不能对电压低的电池充电。对于容量大的电池包，部分方案采用主动均衡技术提高均衡电流，但是均衡的方案和策略较简单，容易出现电池包中某节电压低的电池通过主动均衡之后，反而出现其他电池电压低于平均值情况，需要再次主动均衡，如此反复均衡，造成能量在均衡中损耗，且增加均衡时间，影响实际性能。急需一种主动均衡技术，可以对电池包内每节电池进行相互之间的电荷转移，电压高的对电压低的充电，且要求精度高、电流大，效率高，避免电池包内的电池电荷来回搬运，造成能量在搬运过程中消耗掉，最好通过最少的搬运次数（均衡次数），实现电池包的均衡。
[0006]总之，现有技术中的主动均衡系统对耐压强度要求较高，进而导致均衡效率，损耗，均衡耗时上存在性能不足的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种主动均衡设备及可读存储介质，以解决现有技术中主动均衡系统对耐压强度要求较高进而导致的一系列问题。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种主动均衡设备，应用于电池包，所述电池包包括至少三个串联的电池；所述主动均衡设备包括与所述电池的数量相同的双向充放电模块。
[0009]所述电池被配置为至少两个电池组，所述电池组中的所有电池首尾依次相连；所述双向充放电模块包括相对应的原边线圈和次边线圈；每个所述次边线圈一一对应地与一个所述电池的两端连接；所述原边线圈与一个所述电池组的两端连接。
[0010]所述至少两个电池组中的至少一部分具有公共部分。
[0011]可选的，每个所述电池组中的至少一半的所述电池从属于另一个所述电池组。
[0012]可选的，当i在1至n
‑
1之间时，第M
i
+1~M
i+2
个所述电池被配置为第i个所述电池组，当i为n时，第M
i
+1~M
i+1
个所述电池被配置为第i个所述电池组；所述电池按照连接的先后顺序进行编号。
[0013]第M
i
+1~M
i+1
个所述双向充放电模块的所述次边线圈与第M
i
+1~M
i+1
个所述电池连接，第M
i
+1~M
i+1
个所述双向充放电模块的所述原边线圈与第i个所述电池组连接。
[0014]其中，n为所述电池组的总数，i为1至n之间的整数，M1=0，M
n+1
=N，当1＜i≤n时，M
i
=int((i
‑
1)
×
N/n)、int((i
‑
1)
×
N/n)+1或int((i
‑
1)
×
N/n)
‑
1，int(x)为x通过四舍五入得到的整数，N为所述电池的总数。
[0015]可选的，N=24，n=4，M2=6，M3=12，M4=18。
[0016]可选的，所述主动均衡设备包括主控模块，所述主控模块用于实现一主动均衡方法，所述主动均衡方法包括：获取所述电池的剩余电量。
[0017]获取达到均衡时，每个所述电池所需要的变化总电量。
[0018]基于所述主动均衡设备的连接关系，求解每个所述电池所需要的主动变化电量，使得所述主动变化电量+由其他所述电池的所述主动变化电量导致的被动变化电量=所述变化总电量。
[0019]以及，基于所述主动变化电量控制所述双向充放电模块工作。
[0020]可选的，所述获取所述电池的剩余电量的步骤包括：采集所述电池的开路电压和所述电池的极柱温度，基于所述开路电压和所述极柱温度计算所述电池的剩余电量。
[0021]可选的，所述主动均衡设备还包括隔离通讯模块、电压检测模块、电流检测模块和温度检测模块。
[0022]所述主控模块与所述隔离通讯模块相连；所述隔离通讯模块分别和所述电压检测模块、所述电流检测模块及所述温度检测模块相连；所述电压检测模块和所述双向充放电模块相连；所述电流检测模块和所述双向充放电模块相连；所述温度检测模块和所述电池相连。
[0023]可选的，所述基于所述主动变化电量控制所述双向充放电模块工作的步骤包括：基于所述主动均衡设备的能量效率修正所述主动变化电量。
[0024]可选的，当i在1至n
‑
1之间时，第M
i
+1~M
i+2
个所述电池被配置为第i个所述电池组，当i为n时，第M
i
+1~M
i+1
个所述电池被配置为第i个所述电池组；所述电池按照连接的先后顺序进行编号。
[0025]第M
i
+1~M
i+1
个所述双向充放电模块的所述次边线圈与第M
i
+1~M
i+1
个所述电池连
接，第M
i
+1~M
i+1
个所述双向充放电模块的所述原边线圈与第i个所述电池组连接。
[0026]其中，n为所述电池组的总数，i为1至n之间的整数，M1=0，M
n+1<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主动均衡设备，其特征在于，应用于电池包，所述电池包包括至少三个串联的电池；所述主动均衡设备包括与所述电池的数量相同的双向充放电模块；所述电池被配置为至少两个电池组，所述电池组中的所有电池首尾依次相连；所述双向充放电模块包括相对应的原边线圈和次边线圈；每个所述次边线圈一一对应地与一个所述电池的两端连接；所述原边线圈与一个所述电池组的两端连接；所述至少两个电池组中的至少一部分具有公共部分。2.根据权利要求1所述的主动均衡设备，其特征在于，每个所述电池组中的至少一半的所述电池从属于另一个所述电池组。3.根据权利要求1所述的主动均衡设备，其特征在于，当i在1至n
‑
1之间时，第M
i
+1~M
i+2
个所述电池被配置为第i个所述电池组，当i为n时，第M
i
+1~M
i+1
个所述电池被配置为第i个所述电池组；所述电池按照连接的先后顺序进行编号；第M
i
+1~M
i+1
个所述双向充放电模块的所述次边线圈与第M
i
+1~M
i+1
个所述电池连接，第M
i
+1~M
i+1
个所述双向充放电模块的所述原边线圈与第i个所述电池组连接；其中，n为所述电池组的总数，i为1至n之间的整数，M1=0，M
n+1
=N，当1＜i≤n时，M
i
=int((i
‑
1)
×
N/n)、int((i
‑
1)
×
N/n)+1或int((i
‑
1)
×
N/n)
‑
1，int(x)为x通过四舍五入得到的整数，N为所述电池的总数。4.根据权利要求3所述的主动均衡设备，其特征在于，N=24，n=4，M2=6，M3=12，M4=18。5.根据权利要求1~4中任一项所述的主动均衡设备，其特征在于，所述主动均衡设备包括主控模块，所述主控模块用于实现一主动均衡方法，所述主动均衡方法包括：获取所述电池的剩余电量；获取达到均衡时，每个所述电池所需要的变化总电量；基于所述主动均衡设备的连接关系，求解每个所述电池所需要的主动变化电量，使得所述主动变化电量+由其他所述电池的所述主动变化电量导致的被动变化电量=所述变化总电量；以及，基于所述主动变化电量控制所述双向充放电模块工作。6.根据权利要求5所述的主动均衡设备，其特征在于，所述获取所述电池的剩余电量的步骤包括：采集所述电池的开路电压和所述电池的极柱温度，基于所述开路电压和所述极柱温度计算所述电池的剩余电量。7.根据权利要求5所述的主动均衡设备，其特征在于，所述主动均衡设备还包括隔离通讯模块、电压检测模块、电流检测模块和温度检测模块；所述主控模块与所述隔离通讯模块相连；所述隔离通讯模块分别和所述电压检测模块、所述电流检测模块及所述温度检测模块相连；所述电压检测模块和所述双向充放电模块相连；所述电流检测模块和所述双向充放电模块相连；所述温度检测模块和所述电池相连。8.根据权利要求5所述的主动均衡设备，其特征在于，所述基于所述主动变化电量控制所述双向充放电模块工作的步骤包括：基于所述主动均衡设备的能量效率修正所述主动变化电量。9.根据权利要求5所述的主动均衡设备，其特征在于，当i在1至n
‑
1之间时，第M<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彬，池伟，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：