[發(fā)明專利]電池管理系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110395149.0
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102427258A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃仁治;劉志堅(jiān)
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州冠碩新能源有限公司;冠碩新能源(香港）有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域，具體涉及一種電池管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電池管理系統(tǒng)通常負(fù)責(zé)電池組中電池電量的計(jì)算、電池保護(hù)，電池間的電量平衡控制、以及電池管理系統(tǒng)內(nèi)外的信號通信等。在現(xiàn)有技術(shù)中，一般使用到電池的產(chǎn)品，都需要搭配電池管理系統(tǒng)來控制。

由于電池在制造過程中很難確保具有完全的均一性，各串聯(lián)的電池單元之間會(huì)存在充電或放電特性的差異。因此，當(dāng)使用串聯(lián)電池單元的電池組時(shí)，會(huì)存在這樣的問題：充電時(shí)，同一電池組中，即使某些電池單元被過度充電，也仍然存在某些電池單元尚未達(dá)到飽和；又或放電時(shí)，同一電池組中，有些電池單元尚未完全放電，但仍有些電池單元被過度放電。此外，如果電池單元長期被過度放電/充電，在構(gòu)成電池單元的材料中可能會(huì)出現(xiàn)顯著劣化，使得電池單元的特性變得不同，而這種劣化是加劇電池單元間差異的原因之一。

所以現(xiàn)有技術(shù)中通過提供電池單元管理系統(tǒng)的電量平衡功能來解決上述問題。

現(xiàn)有的電量平衡方法主要有兩種，其中一種為被動(dòng)式電量平衡，即將電池單元中多余的電量以電阻的方式耗散成熱，但僅能在充電時(shí)進(jìn)行。另一種為主動(dòng)式電量平衡，其采用能量轉(zhuǎn)移的方式，將電池組中多余電量轉(zhuǎn)移到電量不足的電池單元中，并可以在電池充電、放電以及不工作時(shí)都能進(jìn)行，從而滿足電池組更多情況的需要。

現(xiàn)有技術(shù)的主動(dòng)式電量平衡中，通常是將電池組中所有電池單元的電壓轉(zhuǎn)換后給需要平衡的電池單元進(jìn)行充電。通常需要較多的平衡時(shí)間，效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電池管理系統(tǒng)，其可減少電能平衡所需要的時(shí)間，提高系統(tǒng)效率。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種電池管理系統(tǒng)，該電池管理系統(tǒng)包括：

相互串聯(lián)的若干電池單元；

DC/DC轉(zhuǎn)換組件；及

控制器，控制所述DC/DC轉(zhuǎn)換組件以使其至少在以下兩種模式之一下工作：

第一模式，將所述若干電池單元中所有電池單元的總電壓，降壓后傳輸給特定的電池單元以進(jìn)行充電；和

第二模式，將所述若干電池單元中部分電池單元的累加電壓，經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換后傳輸給特定的電池單元以進(jìn)行充電。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述DC/DC轉(zhuǎn)換組件包括第一級DC/DC轉(zhuǎn)換器，用于獲取所有電池單元的總電壓，并輸出低于所述總電壓的第一輸出電壓。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述若干電池單元被劃分成若干電池模塊。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述若干電池單元的累加電壓包括單個(gè)或多個(gè)電池模塊中所有電池單元的累加電壓。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述DC/DC轉(zhuǎn)換組件還包括與若干電池模塊相應(yīng)連接的若干輸出DC/DC轉(zhuǎn)換器，所述輸出DC/DC轉(zhuǎn)換器用于獲取相應(yīng)電池模塊電池中所有電池單元的電壓，并轉(zhuǎn)換成第二輸出電壓輸出。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)?shù)诙敵鲭妷焊哂诘谝惠敵鲭妷簳r(shí)，控制器控制DC/DC轉(zhuǎn)換組件在第二模式下工作。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述DC/DC轉(zhuǎn)換組件還包括與所述若干電池模塊相應(yīng)連接的若干第二級DC/DC轉(zhuǎn)換器，以輸出電流給相應(yīng)電池模塊中的特定電池單元來進(jìn)行充電。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在第一模式下，若干第二級DC/DC轉(zhuǎn)換器中的一個(gè)或多個(gè)被選擇來獲取所述第一級DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出；在第二模式下，若干第二級DC/DC轉(zhuǎn)換器中的一個(gè)或多個(gè)被選擇來獲取若干輸出DC/DC轉(zhuǎn)換器中一個(gè)或多個(gè)的輸出。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，電池管理系統(tǒng)還包括連接在每一第二級DC/DC轉(zhuǎn)換器和相應(yīng)的電池模塊之間的開關(guān)電路；所述控制器通過控制所述開關(guān)電路在所述特定電池單元和相應(yīng)的第二級DC/DC轉(zhuǎn)換器之間建立電性通路。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，當(dāng)特定電池單元包括相應(yīng)電池模塊中的所有電池單元時(shí)，控制器依次對相應(yīng)電池模塊中的所有電池單元進(jìn)行充電。

本發(fā)明的有益效果是：提供了一種電池管理系統(tǒng)，其具有兩種工作模式，即第一模式：將若干電池單元中所有電池單元的總電壓降壓后傳輸給特定電池單元以進(jìn)行充電；和第二模式：將若干電池單元中部分電池單元的累加電壓經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換后傳輸給特定的電池單元以進(jìn)行充電。電池管理系統(tǒng)可以根據(jù)不同的情況采取不同的模式對特定電池單元進(jìn)行充電，而不需要總是由所有電池單元對特定電池單元充電，更加靈活，從而減少了電能平衡所需要的時(shí)間，并且提高了系統(tǒng)效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明電池管理系統(tǒng)的一具體實(shí)施方式的電路原理示意框圖；