[發明專利]一種箱級電池管理系統

有效

• 申請號: 201310382233.8
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN104426179B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 張帆;嚴性平;鄭正仙;林曉斌;蘇芳
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網浙江省電力公司杭州供電公司;杭州大有科技發展有限公司;杭州協能科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18;H01M10/44
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本申請涉及電動汽車技術領域，特別是涉及一種箱級電池管理系統。

背景技術

隨著資源、環境問題的日益突出，以車載電源為動力的電動汽車得到越來越廣泛的應用。鋰電池具有能量密度和體積密度高、工作電壓高、無記憶效應、自放電低又無環境污染問題等優點，是電動汽車的理想動力源。但是單個鋰電池的電壓過小，為得到更高的工作電壓，一般需要將鋰電池串聯為電池組后使用。

單體電池在制造過程中，具有性能的分散性，并且在使用過程中電池包內部環境也具有非均勻性，因此隨著使用時間的增加，單體電池之間的性能差異將逐漸拉大，而如果不采取相應的措施來減小這種差異，將造成某些單體電池過充電、某些單體電池過放電以及過充和過放的后果，這不僅影響電池的使用壽命，損壞電池，而且還可能產生大量的熱量引起電池燃燒或爆炸。

現有技術中，電動汽車的電池在串接使用時，由于電池質量、批次等自身的原因以及在使用過程中個別單體電池的損壞，使得電池組在長期使用后，單體電池之間的性能差異將逐漸拉大，而這種差異會隨時間變得越來越大，造成在給該電池組中的多個電池同時充電時，容量小的單體電池，總是處于過充過放狀態，加快了其壽命的衰減，最終導致電池組的整體壽命隨之下降。

因此如何減小電池組中各個電池之間性能差異、延長其使用壽命，成為本領域技術人員急需解決的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本申請目的在于提供一種箱級電池管理系統，以解決現有電池組中各個單體電池之間存在性能差異，電池組的使用壽命衰減過快的問題。

為實現上述目的，本申請提供如下技術方案：

一種箱級電池管理系統，應用于一種具有多個串聯連接的單體電池的電池組，包括多個檢測所述單體電池的電池狀態信號并根據所述電池狀態信號對所述單體電池進行均衡控制的均衡控制芯片均衡控制板，和監控所述均衡控制芯片的工作狀態并與外部進行通信的箱級控制器；

每個均衡控制芯片與所述電池組中相鄰兩個單體電池連接，每個均衡控制芯片通過數據線與所述箱級控制器連接。

優選的，所述多個均衡控制芯片集成于一電路板。

優選的，所述電池組中單體電池的個數為24個，所述均衡控制芯片的個數為23個。

優選的，所述均衡控制芯片包括荷電量控制單元；

所述荷電量控制單元包括：

檢測所述相鄰兩個單體電池的荷電量的荷電量檢測單元；

根據所述荷電量檢測單元的檢測結果，判斷所述相鄰兩個單體電池的荷電量是否存在差異的荷電量判斷單元；以及，

當所述荷電量判斷單元的判斷結果為是時，控制電荷由所述荷電量大的單體電池向所述荷電量小的單體電池轉移，直至所述相鄰兩個單體電池的荷電量相同的電量轉移控制單元；其中，

所述荷電量判斷單元分別與所述荷電量檢測單元和電量轉移控制單元連接；所述荷電量檢測單元分別與所述相鄰兩個單體電池連接；所述電量轉移控制單元分別與所述相鄰兩個單體電池連接。

優選的，所述均衡控制芯片還包括串接于所述相鄰兩個單體電池之間的電壓變換器；

所述電量轉移控制單元包括：根據所述相鄰兩個單體電池的荷電量確定均衡電流方向、均衡電流大小和均衡時間的計算單元，以及根據所述所述均衡電流方向和均衡電流大小調節所述電壓變換器的變比、并以所述均衡時間作為所述電壓變換器的工作時長的執行單元。

優選的，所述均衡控制芯片還包括電流控制單元；

所述電流控制單元包括：

檢測所述相鄰兩個單體電池的電流信息的電流檢測單元；

根據所述電流檢測單元的檢測結果，判斷所述相鄰兩個單體電池是否至少有一個的電流超出預設電流范圍的過流判斷單元；以及，

當所述過流判斷單元的判斷結果為是時，對所述電流超范圍的單體電池進行過流保護的過流保護單元；

所述過流判斷單元分別與所述電流檢測單元和過流保護單元連接。

優選的，所述均衡控制芯片還包括電壓控制單元；

所述電壓控制單元包括：

檢測所述相鄰兩個單體電池的電壓信息的電壓檢測單元；

根據所述電壓檢測單元的檢測結果，判斷所述相鄰兩個單體電池是否至少有一個的電壓超出預設的電壓范圍的過欠壓判斷單元；以及，

當所述過欠壓判斷單元的判斷結果為是時，對所述電壓超范圍的單體電池進行過欠壓保護的過欠壓保護單元；

所述過欠壓判斷單元分別與所述電壓檢測單元和過欠壓保護單元連接。