一种平衡高压电池组的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于高压电池组的电池平衡方法，该方法包括以下步骤：ａ）测量组成所述电池组的各个电池的电动势；ｂ）基于所述所述各个电池的电动势来选择要进行平衡的电池；ｃ）计算用于对所述要进行平衡的电池进行平衡的总电荷量；ｄ）通过在对所述要进行平衡的电池进行平衡时对所述平衡所消耗的电流量进行累积来获得累积电荷量；以及ｅ）当所述累积电荷量等于所述总电荷量时，结束对所述要进行平衡的电池的平衡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于高压电池组的电池平衡方法，更具体而言，涉及一种能够 防止电池组(其串联/并联了多个电池)中的多个电池之间的充电状态(S0C:State of charge)差异的电池平衡方法。
技术介绍
串联/并联了多个电池的高压(至少60V)电池系统会由于电池制造过程、电容差 异(capacity difference)和在被驱动之前/之后的自放电效应而在这些电池之间出现电 压偏差，并且，会由于在被驱动之后该电池系统内部温度的不规则性和该电池组内的结构 差异而在这些电池之间出现电压偏差。这种电压偏差会随着车辆中安装的电池的操作而妨碍电池电压不规则性，这进一 步会导致电池的劣化和寿命的缩短。因此，这种高压电池系统通过安装电池平衡电路来减小电池之间的电压偏差。电 池平衡电路连接到作为电池控制器的电池管理系统(BMS)。电池平衡电路包括采用电阻放 电方法的无源电池平衡电路和DC/DC转换器的有源电池平衡电路。现有的无源电池平衡电路通过实时电压测量来获得电池之间的电压偏差，并基于 该信息来确定是否进行平衡操作。换言之，采用电压反馈方法的闭环电路使得能够通过实 时电压测量来确定开始和结束平衡。韩国特许公开No. 2005-0003852涉及配备有了多个电池的电池组的电池平衡方 法，该方法包括以下步骤检测多个电池中的各个电池的电压的步骤；计算所检测到的多 个电池电压的平均值的步骤；基于所计算的电压平均值来设置平衡目标范围的步骤；确定 是否存在所检测到的电池电压位于在所述平衡目标范围内的要进行平衡的电池的步骤；如 果确定存在要进行平衡的电池，则选择出要进行平衡的电池中的最高电压电池和最低电压 电池的步骤；以及平衡这些电池的步骤，其中，通过将该最高电压电池和该最低电压电池并 联，使得该最高电压电池放电并且该最低电压电池相应地充电，直到达到所述电压平均值 为止。韩国专利登记No. 0680901涉及一种配备有主模块以及多个从模块的电池管理系 统，该系统包括以下步骤对在主模块中管理各个从模块的电池组模式进行确认的步骤； 如果作为确认结果，所述电池组处于充电模式、空闲模式或者放电模式中的任何一种，则通 过对设置在所述电池组中的各个电池的电池电压进行监视来选择最低电池电压的步骤；将 所选择的最低电池电压与所监视的各个电池的电池电压进行比较，以针对电压差大于预定 阈值的电池进行放电达到预定放电时长的步骤；以及通过重复地进行选择所述最低电池电 压的步骤、确认所述阈值范围的步骤、和进行放电的步骤，直到所述各个电池之间的电压差 不超出所述阈值为止，来对所述电池组进行电池平衡的步骤。美国专利公开No. 2007-0194791涉及一种通过测量内部电阻来对电池状态进行 监视的方法，该方法包括以下步骤在将所述电池连接到第一外部电阻器之后，测量施加于所述电池的电压和施加于所述第一外部电阻器的电压中的各个电压的步骤；在将所述电池 连接到第二外部电阻器之后，测量施加于所述电池的电压和施加于所述第二外部电阻器的 电压中的各个电压的步骤；利用根据施加于所述第一外部电阻器的电压和施加于所述第二 外部电阻器的电压所计算出的电流值、当连接了所述第一外部电阻器时施加于所述电池的 电压、以及当连接了所述第二外部电阻器时施加于所述电池的电压来计算所述电池的电阻 值，以便将所述电阻值与预定电阻值进行比较的步骤；以及如果所述电池的电阻值异常则 发出告警的步骤。美国登记专利No. 6424157涉及一种对设置在车辆中的电池的状态进行监视的 方法，其中，该方法计算电池的动态内部电阻IR、动态极化电阻冊、静态电压(Quiescent voltage)，并且，基于所述计算值、基于当启动发动机时利用测量所述电池电压值的传感 器所得到的电压值、并且基于当启动发动机时利用测量所述电池的耗用电流(current drain)的传感器所得到的电流值，来计算正确的充电状态(SOC)。韩国特许专利公开No. 05-055358涉及一种对串联电池进行平衡的方法，其中，该 方法包括以下步骤测量所述串联电池的充电电平的步骤；通过根据所述各个电池的充电 电平来调整所述各个电池的充电电流等级来执行平衡步骤的步骤；以及通过重复上述步骤 来平衡所述电池的步骤。然而，如果像韩国特许专利公开No. 2005-0003852中一样通过测量电池电压来进 行平衡，则该电池电压可能包含电动势、电阻元件电压以及极化电压的特性，这些因素由于 对根据进行驱动时的电流量生成非线性电压的反应而引起。换言之，通过对该电动势、IR 电压和极化电压进行求和来表示该电池的端电压。然而，该电流在车辆行驶状态中频繁流 动，因而，在一个端点处所测得的电压由于IR电压和极化电压的作用而与该电池的电动势 不同。即使该电流并不流经车辆，但是由于电池平衡本身，所以平衡电流仍然也会流动，从 而不能得到正确的电动势。电池平衡的主要目标是将电池之间的电动势保持在同一水平。然而，如果平衡电 流流动，则难以基于实时端电压通过电池平衡逻辑来将电动势正确地控制在所希望的电平 上。因为可能出现使得失去的电动势大于目标电池电压的逆向现象(reverse phenomenon)(这是由于相对于该电动势而高估了端电压)，所以，处于平衡过程中的电池 可能会有不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于电池组(其串联、并联、或者串联/并联了多个电 池)的、在不受IR电压和极化电压的影响的情况下基于所测量到的电池电动势的电池平衡 方法，并且，本专利技术的另一个目的在于提供一种用于组成电池组的各个电池的、基于通过计 算进行平衡所需要的总电荷量而得到的数值而不是基于实时测量的端电压的电池平衡方 法。一种根据本专利技术的用于高压电池组的电池平衡方法，该方法包括以下步骤a)测 量组成所述电池组的各个电池的电动势；b)基于所述所述各个电池的电动势来选择所述 要进行平衡的电池；c)计算用于对所述要进行平衡的电池进行平衡的总电荷量；d)通过在对所述要进行平衡的电池进行平衡时对所述平衡所消耗的电流量进行累积，获得累积电 荷量；以及e)当所述累积电荷量等于所述总电荷量时，结束对所述要进行平衡的电池的平步骤a)中测量所述各个电池的电动势的步骤还包括以下步骤al)识别是否 存在不从所述电池组向连接到所述电池组的负载提供电流的零电流状态(zero current state) ；a2)如果存在所述零电流状态，则当所述零电流状态的持续时长大于第一阈值时 长tl时，测量组成所述电池组的各个电池的端电压，以便将所测量到的各个电池的端电压 用作所述各个电池的电动势；a3)如果不存在所述零电流状态，则当所述电池组的小于阈 值电流量il的电流的流动时长大于第二阈值时长t2时，测量组成所述电池组的各个电池 的端电压，以便将所测量到的各个电池的端电压用作所述各个电池的电动势。如果将该电流施加于连接到该电池组的负载(例如，如果驱动车辆)，则由于流动 的电流较多并且电流量会急剧变化，所以当该电池组向该负载提供该电流时，所测量到的 电压很可能不是该电池的真正电动势(开路电压)。根据本专利技术的电池平衡方法基于可信的电动势、而不是基于不正确的端电压，来 选择要进行平衡的电池，对各个电池进行平衡，并且计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高压电池组的电池平衡方法，该方法包括以下步骤：ａ）测量组成所述电池组的各个电池的电动势；ｂ）基于所述各个电池的电动势来选择要进行平衡的电池；ｃ）计算用于对所述要进行平衡的电池进行平衡的总电荷量；ｄ）通过在对所述要进行平衡的电池进行平衡时对所述平衡所消耗的电流量进行累积，获得累积电荷量；以及ｅ）当所述累积电荷量等于所述总电荷量时，结束对所述要进行平衡的电池的平衡。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林载焕，韩世炅，
申请(专利权)人：SK能源株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]