[發(fā)明專利]電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法、裝置以及純電動汽車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310648452.6
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103683403A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任海娟
• 申請（專利權(quán)）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及純電動汽車電池系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法、裝置以及純電動汽車。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的純電動汽車一般采用鋰離子電池作為驅(qū)動力，鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元聚合物、磷酸鐵鋰等，其中磷酸鐵鋰電池因具有安全性能高、壽命長、高溫性能好、容量大、無記憶效應(yīng)、重量輕、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于純電動汽車中。

由于鋰離子單體電池的額定電壓只有3.2V，而能滿足純電動汽車使用的動力電池的額定電壓一般在300V以上，所以動力電池通常采用由多個鋰離子單體電池通過串并連組裝而成的電池包（即電池系統(tǒng)），故電池包內(nèi)的各個鋰離子單體電池之間的一致性差異會嚴(yán)重影響電池包的壽命等性能。

針對鋰離子電池本身的特性而言，電池包內(nèi)各個鋰離子單體電池的性能無法達(dá)到完全一致。首先，鋰離子電池的生產(chǎn)工藝本身就會造成各個鋰離子電池的容量不一致、電阻不一致和電壓不一致；其次，雖然在組裝電池包前都會對其中各個鋰離子單體電池進(jìn)行篩選，以篩除一致性差的單體電池，從而加強(qiáng)了匹配度，但是電池包運(yùn)行環(huán)境的不一致也會導(dǎo)致其中各個鋰離子單體電池之間的一致性差異增大；再次，電池包在使用過程中，由于其中各個鋰離子單體電池容量的衰減速度不同，各個鋰離子單體電池的內(nèi)阻不一致造成其工作溫度不同，因此導(dǎo)致各個鋰離子單體電池的放電深度不同，如此循環(huán)惡化，使得各個鋰離子單體電池初始性能參數(shù)的差異不斷累積并放大，導(dǎo)致電池包的性能不斷下降。

為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了采用車載均衡器實(shí)現(xiàn)電池容量均衡的方案，但是這種方案不太適用于磷酸鐵鋰電池。因?yàn)榱姿徼F鋰電池的放電特性為：放電曲線上具有良好的放電平臺，且平臺段的電池容量約占總電池容量的80%，故電池容量與電池電壓或者其他易獲取的電池參數(shù)并無良好的對應(yīng)關(guān)系。如果采用現(xiàn)有的車載均衡器對磷酸鐵鋰電池進(jìn)行電池容量實(shí)時均衡，則在均衡策略及均衡算法方面都提出了嚴(yán)格的要求，并且實(shí)時均衡要求每次均衡的電池容量較小，這就要求均衡算法一定要非常精確，不利于推廣應(yīng)用，因此現(xiàn)有方案不太適用于磷酸鐵鋰電池。

綜上，目前亟需一種針對磷酸鐵鋰電池進(jìn)行電池容量均衡且簡單、有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種能夠?qū)α姿徼F鋰電池進(jìn)行電池容量均衡且簡單、有效的均衡方法、均衡裝置以及純電動汽車。

解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：

所述電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法包括如下步驟：

1）對所述電池系統(tǒng)進(jìn)行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓；

2）選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池，依次或同時對選出的各個單體電池進(jìn)行放電均衡；

3）再次對所述電池系統(tǒng)進(jìn)行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓；

4）根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件，如是，則判定均衡結(jié)束，如否，則返回步驟2）。

優(yōu)選地，在步驟1）和步驟3）中，采用恒流恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進(jìn)行充電；

在步驟4）中，根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為：

根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足電流截止條件，或者根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。

優(yōu)選地，在步驟1）和步驟3）中，采用恒流充電法或者恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進(jìn)行充電；

在步驟4）中，根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為：

根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。

優(yōu)選地，所述方法還包括對均衡結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證步驟，具體為：

5）在判定均衡結(jié)束時，對所述電池系統(tǒng)進(jìn)行放電直至放電截止，并記錄放電截止時所有單體電池的電壓；

6）根據(jù)放電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差，如是，則判定驗(yàn)證結(jié)束，如否，則選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池并更換為新電池。

本發(fā)明還提供一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置，所述電池系統(tǒng)包括多個單體電池，所述裝置包括：充電單元、第一記錄單元、第一選出單元、均衡單元和第一判斷單元；