一种双向有源自适应自动电池平衡系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种双向有源自适应自动电池平衡系统，包括信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块，其中，信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块依次连接；信号采集模块用于对电池组中的电压和电流进行信号采集；微处理器模块根据信号采集模块采集到的信号计算电池的剩余电量；判断模块根据微处理器模块计算的结果来判断需要进行平衡的电池及该电池的平衡信息；平衡控制电路模块根据平衡信息对整个电池组进行平衡。本实用新型专利技术即可对任意一节单体电池进行能量转移、平衡，也可以对任意一节单体模块进行转移、放电平衡，从而实现双向电量平衡功能，并且可使充电电量加大，并延长续驶里程。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锂电池技术或其它种类电池技术的应用领域，特别是涉及一种双 向有源自适应自动电池平衡系统。
技术介绍
随着动力锂电池技术和其它种类电池的纯电动汽车、混合动力汽车技术的发展， 包括储能电站、锂电池(含其它种类的电池)已经取代了传统的铅酸电池和镍氢电池成为 纯电动汽车、储能系统的核心储能器件。由于锂电池(含其它种类的电池)单体电压只有 3-4伏，一般要求大量锂电池串联成组实现纯电动汽车的电池组。而由于种种原因导致 的电 池性能的不一致性，则对电池管理系统提出了检测和平衡等要求。众所周知，电池的不一致性有很多原因，包括出厂时由于工艺等方面的原因导致 的出厂电池容量以及内阻的不一致性、出厂后电池老化的速度不一致产生的电池性能在使 用之后的不一致性、电池成组后由于运行的环境温度导致的不一致性等等。由于这些不一 致性的存在，使得电池组的性能受到最弱的单体的限制，即电池组中的木桶原理。在放电 时，当最弱的一节电池单体达到最低电压时，系统必须停止放电来保护该节单体，但是此 时，电池组内还有若干能量在其他电池内没有耗尽；同样，在充电时，最先到达最高电压的 电池阻碍了其他电池的继续充电，使得整个电池组不能得到安全有效、能量最大化地充电。 而且，更为关键的是，如果长此以往下去，经过反复循环后，电池组的不一致性会加剧，最终 达到电池组不可使用的能量空间非常之大，从而不得不采取手动平衡的方式，这样，增加了 系统的维护成本，自动化程度也低。在目前市场上的电动汽车(含混合动力汽车)中，几乎 所有的电动汽车均存在电池不一致性的问题，而不一致性加剧的速度由电池的质量以及电 池组和整车设计有关，一般说来，一辆首次充电能连续运行额定续驶里程的电动汽车，很可 能在3-6个月内，其续驶里程会下降20% 50%。这个普遍现象的根本原因就是电池不一 致性加剧所致。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种双向有源自适应自动电池平衡系统， 系统在运行过程中使得整个电池组的均衡性得到了极大的提高。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种双向有源自适应自动 电池平衡系统，包括信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块，所述的 信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块依次连接；所述的信号采集模 块用于对电池组中的电压和电流进行信号采集；所述的微处理器模块用于根据所述的信号 采集模块采集到的信号计算电池的剩余电量；所述的判断模块用于根据所述的微处理器模 块计算的结果来判断需要进行平衡的电池及该电池的平衡信息；所述的平衡控制电路模块 用于根据平衡信息对整个电池组进行能量转移、平衡。所述的微处理器模块根据卡尔曼滤波算法计算电池的剩余电量。所述的电池的平衡信息包括平衡的方向、平衡转移的能量、平衡电流的大小和平 衡的时间。有益效果由于采用了上述的技术方案，本技术与现有技术相比，具有以下的优点和积 极效果本技术即可对任意一节单体电池进行能量转移和单体充电平衡，也可以对任 意一节单体电池进行能量转移放电平衡，从而实现双向功能的平衡转移。本技术在实 现电池平衡的同时，本身消耗的能量很小，比普通的能耗型平衡系统节约能源，并且可使增 加的续驶里程高达20% 50%，甚至更高。附图说明图1是本技术的结构框图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本 技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容 之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申 请所附权利要求书所限定的范围。本技术的实施方式涉及一种双向有源自适应自动电池平衡系统，如图1所 示，包括信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块，所述的信号采集模 块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块依次连接。所述的信号采集模块用于对电 池组中的电压和电流进行信号采集。所述的微处理器模块用于根据所述的信号采集模块采 集到的信号计算电池的剩余电量。所述的判断模块用于根据所述的微处理器模块计算的结 果来判断需要进行平衡的电池及该电池的平衡信息，电池的平衡信息包括平衡的方向、平 衡转移的能量、平衡电流的大小和平衡的时间。所述的平衡控制电路模块用于根据平衡信 息对整个电池组进行平衡。其中，微处理器模块根据卡尔曼滤波算法或其它算法计算电池 的剩余电量。不难发现，本技术即可对任意一节单体电池进行能量转移和单体充电平衡， 也可以对任意一节单体电池进行能量转移放电平衡，从而实现双向功能的平衡转移。本实 用新型在实现电池平衡的同时，本身消耗的能量很小，比普通的能耗型平衡系统节约能源， 并且可使增加的续驶里程高达20 % 50 %，甚至更高。权利要求一种双向有源自适应自动电池平衡系统，包括信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块，其特征在于，所述的信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块依次连接；所述的信号采集模块用于对电池组中的电压和电流进行信号采集；所述的微处理器模块用于根据所述的信号采集模块采集到的信号计算电池的剩余电量；所述的判断模块用于根据所述的微处理器模块计算的结果来判断需要进行平衡的电池及该电池的平衡信息；所述的平衡控制电路模块用于根据平衡信息对整个电池组进行能量转移、平衡。2.根据权利要求1所述的双向有源自适应自动电池平衡系统，其特征在于，所述的微 处理器模块根据卡尔曼滤波算法计算电池的剩余电量。3.根据权利要求1所述的双向有源自适应自动电池平衡系统，其特征在于，所述的电 池的平衡信息包括平衡的方向、平衡转移的能量、平衡电流的大小和平衡的时间。专利摘要本技术涉及一种双向有源自适应自动电池平衡系统，包括信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块，其中，信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块依次连接；信号采集模块用于对电池组中的电压和电流进行信号采集；微处理器模块根据信号采集模块采集到的信号计算电池的剩余电量；判断模块根据微处理器模块计算的结果来判断需要进行平衡的电池及该电池的平衡信息；平衡控制电路模块根据平衡信息对整个电池组进行平衡。本技术即可对任意一节单体电池进行能量转移、平衡，也可以对任意一节单体模块进行转移、放电平衡，从而实现双向电量平衡功能，并且可使充电电量加大，并延长续驶里程。文档编号H02J7/00GK201699450SQ20102022389公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日专利技术者冒勇, 刘庆凯, 陆政德 申请人:上海瑞华(集团)有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向有源自适应自动电池平衡系统，包括信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块，其特征在于，所述的信号采集模块、微处理器模块、判断模块和平衡控制电路模块依次连接；所述的信号采集模块用于对电池组中的电压和电流进行信号采集；所述的微处理器模块用于根据所述的信号采集模块采集到的信号计算电池的剩余电量；所述的判断模块用于根据所述的微处理器模块计算的结果来判断需要进行平衡的电池及该电池的平衡信息；所述的平衡控制电路模块用于根据平衡信息对整个电池组进行能量转移、平衡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陆政德，刘庆凯，冒勇，
申请(专利权)人：上海瑞华集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]