[發明專利]電池系統以及電池模塊間電量均衡方法

有效

• 申請號: 201210006465.9
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102544604A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張劍輝;舒鵬
• 申請（專利權）人: 北京海博思創科技有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/44;H02J7/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉芳

技術領域

本發明涉及電池的管理技術，尤其涉及一種電池系統以及電池模塊間電量均衡方法，屬于鋰電池技術領域。

背景技術

隨著動力鋰電池技術和純電動汽車技術的發展，鋰電池已經取代了傳統的鉛酸電池和鎳氫電池成為純電動汽車里面核心儲能器件。由于鋰電池單體電壓只有3-4伏，電動汽車的供電系統通常需要串聯大量的鋰電池，這些鋰電池被分為多個電池模塊來分別進行串聯。對于鋰電池，或者是其他種類的充電電池，其單體電池可能由于出廠時工藝等方面的原因導致單體電池容量以及內阻出現不一致性，也可能由出廠后老化速度不一致而導致電池容量與內阻出現不一致性，還可能由于單體電池運行的環境溫度等因素的不同而導致電池剩余電量值出現不一致性。無論是電池直接串聯而成的電動汽車供電系統，還是先將其電池串聯成電池模塊，再進一步串聯得到電動汽車供電系統，上述電池性能的不一致性都對電池管理系統提出了非常高的要求。

由于單體電池性能的不一致性，整個電池模塊和電池系統的性能受到最弱的單體電池的限制。例如在放電時，當最弱的一節單體電池達到最低電壓時，電池系統必須停止放電來保護該節單體電池，但是此時，電池系統內還有其他單體電池的容量沒有耗盡；同樣，在充電時，最先到達最高電壓的單體電池阻礙了其他單體電池繼續充電，使得整個電池系統不能得到完全充分充電。而且，更為關鍵的是，如此循環多次后，單體電池之間的不一致性會加劇，最終使得整個電池系統可用電量降低。和電動汽車的電池系統一樣，其他任何的鋰電池系統都存在同樣的問題。

目前，現有技術中無法在電池系統的不同電池模塊間進行電量均衡。

發明內容

本發明提供一種電動汽車的電池系統以及電池模塊間電量均衡方法，用于實現在電池系統的電池模塊間進行電量均衡。

本發明的第一個方面是提供一種電池系統，包括兩個以上的電池模塊，各電池模塊均包括多個單體電池，還包括信號采集模塊、剩余電量計算模塊和控制模塊，各電池模塊中設置有雙向隔離直流轉換電路，且在所述電池系統中任意兩個相鄰的第一電池模塊和所述第二電池模塊間設置有共享單體電池，所述共享單體電池為所述第一電池模塊或所述第二電池模塊中的一個，所述第一電池模塊和所述第二電池模塊中的雙向隔離直流轉換電路的一側的正極和負極分別與其所歸屬的電池模塊的正極和負極連接，另一側的正極和負極通過開關電路分別與所述共享單體電池的正極和負極連接；

所述信號采集模塊用于采集所述相鄰的第一電池模塊和所述第二電池模塊中所有單體電池的性能參數信息；

所述剩余電量計算模塊用于根據信號采集模塊采集的第一電池模塊中所有單體電池的性能參數信息獲取所述第一電池模塊中所有單體電池的剩余電量值，以及用于根據信號采集模塊采集的第二電池模塊中所有單體電池的性能參數信息獲取所述第二電池模塊中所有單體電池的剩余電量值；

所述控制模塊用于根據所述第一電池模塊中所有單體電池的剩余電量值獲取所述第一電池模塊的剩余電量值，以及根據所述第二電池模塊中所有單體電池的剩余電量值獲取所述第二電池模塊的剩余電量值，向剩余電量值較大的電池模塊的雙向隔離直流轉換電路發送由電池模塊向共享單體電池充電的第一指示，以及向剩余電量值較小的電池模塊的雙向隔離直流轉換電路發送由共享單體電池向電池模塊充電的第二指示；

所述雙向隔離直流轉換電路用于根據控制模塊的第一指示控制由所述剩余電量值較大的電池模塊向共享單體電池充電，并且根據所述控制模塊的第二指示控制由共享單體電池向所述剩余電量值較小的電池模塊充電。

本發明的另一個方面是提供一種電池模塊間電量均衡方法，用于在包括兩個以上的電池模塊的電池系統中進行電池模塊間電量均衡，各電池模塊均包括多個單體電池，該電池系統還包括信號采集模塊、剩余電量計算模塊和控制模塊，各電池模塊中設置有雙向隔離直流轉換電路，在所述電池系統中任意兩個相鄰的第一電池模塊和所述第二電池模塊間設置有共享單體電池，所述共享單體電池為所述第一電池模塊或所述第二電池模塊中的一個，所述第一電池模塊和所述第二電池模塊中的雙向隔離直流轉換電路的一側的正極和負極分別與其所歸屬的電池模塊的正極和負極連接，另一側的正極和負極通過開關電路分別與所述共享單體電池的正極和負極連接，其特征在于，所述方法包括：

信號采集模塊采集所述相鄰的第一電池模塊和所述第二電池模塊中所有單體電池的性能參數信息；