[發(fā)明專利]均衡電流采集裝置及主動均衡效率計算方法、系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410570711.2
• 申請日: 2014-10-22
• 公開（公告）號: CN104868514A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雁橋;郝帥
• 申請（專利權(quán)）人: 北汽福田汽車股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域。具體地說涉及一種均衡電流采集裝置及主動均衡效率計算方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電動汽車動力電池組中的單體電池多采用串聯(lián)方式連接，由于各個單體電池在容量、電壓、內(nèi)阻以及溫度等方面均不完全相同，在使用過程中，某個單體電池的電量會首先放完，為了對動力電池組進行保護，不得不停止整個動力電池組的放電過程，降低了整個動力電池組的使用時間和容量，也即整個動力電池組的容量是由容量最小的單體電池決定的，當(dāng)其放完電，動力電池組中的其它單體電池易無法繼續(xù)放電；充電過程也是如此，在充電過程中，首先放完電的單體電池又會首先被充滿，使得動力電池組中的其它單體電池不能正常被充滿電。動力電池組中單體電池間的不均衡性影響了整個動力電池組的正常工作，降低了動力電池組的工作效率和使用壽命，因此對動力電池組進行均衡控制十分有必要。

目前常見的均衡方式有被動均衡和主動均衡兩種方式，被動均衡因為能量損失大，生熱量大，只能削弱高壓單體電池的能量以及只能在充電過程中進行均衡等缺點逐漸被主動均衡所取代。主動均衡過程中，電源管理模塊會循環(huán)檢測動力電池組中各個單體電池的狀態(tài)，當(dāng)檢測到某一單體電池的電壓高于其它單體電池時，會將該單體電池多余的電能轉(zhuǎn)移至主動均衡電路中與其串聯(lián)的變壓器的副繞組上，電量轉(zhuǎn)移完畢后，所述副繞組將儲存的轉(zhuǎn)移的電能感應(yīng)至所述變壓器的主繞組，之后通過主繞組與副繞組之間的感應(yīng)將該單體電池轉(zhuǎn)移的電能均衡分配至該動力電池組中的各個單體電池，從而能夠使各個單體電池處于均衡狀態(tài)。但增加主動均衡無疑增加了整個動力電池組的成本，必須保證主動均衡的高效率來抵消增加主動均衡帶來的成本上升的壓力，因此，對動力電池組主動均衡效率進行有效準確的檢測顯得尤為重要，有利于對動力電池產(chǎn)品及其控制策略及時進行優(yōu)化，進而降低成本。但目前應(yīng)用最廣泛的檢測主動均衡效率的方法為通過長期的道路試驗，根據(jù)續(xù)駛里程及動力電池組的使用壽命來判斷主動均衡效率，歷時長，成本高，而且不能實時計算主動均衡效率，不利于產(chǎn)品的優(yōu)化，而之所以不能實時計算主動均衡效率，最主要的原因是不能實時采集到主動均衡過程中的均衡電流信號。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有技術(shù)中不能實時采集到主動均衡過程中的均衡電流信號，導(dǎo)致檢測主動均衡效率的方法歷時長，成本高，從而提供一種能夠?qū)崟r采集主動均衡過程中的均衡電流信號的均衡電流采集裝置及主動均衡效率計算方法、系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種均衡電流采集裝置，包括：

第一回路，包括主繞組和第一開關(guān)；

多個第二回路，每個所述第二回路包括一個單體電池、副繞組和第二開關(guān)，所述多個第二回路順次連接，在相鄰兩個第二回路中，一個第二回路的單體電池的正極與另一個第二回路的單體電池的負極連接，其中所述多個第二回路中各個副繞組匝數(shù)相同；

控制單元，用于控制所述第一回路和所述第二回路的通斷，其中，在同一時間內(nèi)僅有一個回路被接通；

采集單元，用于采集接通的所述回路中的電流，所述電流為主動均衡過程中產(chǎn)生的均衡電流。

本發(fā)明所述的均衡電流采集裝置，所述控制單元包括：

電量轉(zhuǎn)移控制子單元，用于使電壓較高的單體電池所在的第二回路中的第二開關(guān)閉合以使該單體電池中的電量轉(zhuǎn)移到該單體電池所在第二回路的副繞組中；以及

電量接收控制子單元，用于使該單體電池所在的第二回路中的第二開關(guān)斷開，并使所述第一回路中的第一開關(guān)閉合以接收所轉(zhuǎn)移的電量。

本發(fā)明還提供了一種主動均衡效率計算方法，包括：

利用上述均衡電流采集裝置采集均衡電流；

對電量轉(zhuǎn)移過程中采集的均衡電流進行積分進而獲取轉(zhuǎn)移電量；

對電量接收過程中采集的均衡電流進行積分進而獲取接收電量；

將所述接收電量和所述轉(zhuǎn)移電量的比值作為主動均衡效率。

本發(fā)明所述的主動均衡效率計算方法，在所述將所述接收電量和所述轉(zhuǎn)移電量的比值作為主動均衡效率之后，還包括：

設(shè)定效率閾值；

將所述主動均衡效率與所述效率閾值進行比較，若所述主動均衡效率大于所述效率閾值，判定所述主動均衡效率符合要求，反之判斷所述主動均衡效率不符合要求。

本發(fā)明還提供了一種主動均衡效率計算系統(tǒng)，包括：

上述均衡電流采集裝置，用于采集均衡電流；

第一積分單元，用于對電量轉(zhuǎn)移過程中采集的均衡電流進行積分進而獲取轉(zhuǎn)移電量；