[發明專利]基于眾數原理的電池一致性在線評價方法及檢測電路

無效

• 申請號: 201310718550.2
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103645444A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 宮學庚;張少昆;舒恩
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

1.一種基于眾數原理的電池一致性在線評價方法，其特征在于，所述的評價方法包括下列步驟：

1）采集每個單體電池的電壓；

2）找出所有單體電池電壓數據中的最大值和最小值；

3）依據眾數原理將最大值和最小值之間的數據區間平均分成N等分數據空間，N用實整數定義，數值大小與電池組中的電池數量有關，一般取5～10；計算所有單體電壓數據落在每個等分數據空間中的個數，個數最多的等分數據空間中的單體電壓數據稱之為眾數，該等分數據區間稱為眾數空間；

4）用“不一致程度”來量化地表示眾數空間和非眾數空間內電池一致性的好壞，取值范圍定義為-1.0～+1.0，不一致性程度用實數分別定義，實數數值的絕對值越大表示對應電池的一致性越差；眾數空間的電池不一致程度定義為“0.0”，確定為一致性好，表示電池的電壓差異小、一致性高。不一致性程度為負數，表示所對應的非眾數空間的單體電池電壓數據小于眾數空間對應的單體電池電壓數據，不一致性程度為正數，表示所對應的非眾數空間的單體電池電壓數據大于眾數空間對應的單體電池電壓數據；以眾數空間為中點，距離眾數空間之間越遠的非眾數空間內包含的電池的一致性越差；

5）將眾數空間內的單體電池電壓的平均值作為待均衡電池的均衡目標值，將需要更換的電池的不一致程度的限值定義為“更換設定值”，不一致性程度超過更換設定值的電池確定為更換對象；將需要均衡的電池的不一致程度的限值定義為“均衡設定值”，低于更換設定值但是大于均衡設定值的電池則確定為待均衡電池。

2.應用權利要求1所述基于眾數原理的電池一致性在線評價方法的檢測電路，其特征在于，所述的檢測電路為繼電器陣列切換檢測單體電池電壓電路，所述的電路包括繼電器陣列電路（1）、隔離電路（2）、差分放大電路（3）、控制電路（4）；電池和繼電器陣列電路（1）相聯，繼電器陣列電路（1）分別與隔離電路（2）和控制電路（4）相聯，隔離電路（2）和差分放大電路（3）相聯，差分放大電路（3）和控制電路（4）相聯。

3.按照權利要求2所述的檢測電路，其特征在于，所述的繼電器陣列電路（1）由一組繼電器（S1、S2……Sn-1、Sn）和電壓測量直流母線正極（BUS+）和負極（BUS-）構成；單體電池（B1、B2……Bn-1、Bn）的正負極一一對應地連接到所述繼電器（S1、S2……Sn-1、Sn）的一端，所述繼電器（S1、S2……Sn-1、Sn）的另一端分別與電壓測量直流母線正極（BUS+）和負極（BUS-）相聯；繼電器（S1、S2……Sn-1、Sn）受控制電路（4）控制，在同一時刻只允許其中任何一個繼電器工作，將對應的單體電池電壓接入電壓測量直流母線正極（BUS+）和負極（BUS-）。

4.按照權利要求2所述的檢測電路，其特征在于，所述的隔離電路（2）中，電壓測量直流母線正極（BUS+）和第一電阻（R1）連接，電壓測量直流母線負極（BUS-）與第二電阻（R2）連接，第一電阻（R1）和第二電阻（R2）串聯；第一電容（C1）和第二電阻（R2）并聯；第三電阻（R3）的一端和第一電容（C1）相連，第三電阻（R3）的另一端和隔離芯片（U1）的輸入端2引腳相連；第二電容（C2）和隔離芯片（U1）的輸入端2引腳及3引腳并聯。

5.按照權利要求2所述的檢測電路，其特征在于，所述的差分放大電路（3）中，隔離芯片（U1）的輸出7引腳通過第五電阻（R5）和運算放大器芯片（U2A）的輸入端5引腳相連，隔離芯片（U1）的輸出6引腳通過第四電阻（R4）和運算放大器芯片（U2A）的輸入端6引腳相連；第六電阻（R6）的一端和運算放大器芯片（U2A）的輸入端5引腳相連，第六電阻（R6）的另一端和電源地相連；第五電容（C5）和第六電阻（R6）并聯；第七電阻（R7）和連接運算放大器芯片（U2A）的輸入端6引腳，以及輸出端7引腳相連，第六電容（C6）和第七電阻（R7）并聯；第八電阻（R8）的一端和運算放大器芯片（U2A）的輸出端7引腳相連，第八電阻（R8）的另一端和第七電容（C7）、第一二極管（D1），以及第二二極管（D2）連接。

6.按照權利要求2所述的檢測電路，其特征在于，所述的控制電路（4）控制繼電器陣列電路（1）將單體電池的電壓輪流接入隔離電路（2）和差分放大電路（3），同時接收經隔離電路（2）隔離和差分放大電路（3）差分放大后的電池電壓；再將所有電池的電壓進行排列和統計，計算出所有單體電池電壓數據的最大值和最小值，然后依據眾數原理將單體電池電壓數據最大值和最小值之間的數據區間平均分成N等分數據空間，計算單體電池電壓數據落在每個等分數據空間中的單體電池電壓數據的個數，確定眾數空間和非眾數空間；之后確定電池“不一致程度”的量化數值以及待均衡電池的均衡目標值，確定待均衡電池。