[實用新型]基于共享電阻的鋰離子電池組均衡裝置

有效

• 申請號: 201420366543.0
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN204012817U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李軍求;檀斐
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安

技術領域

本實用新型屬于電池均衡管理技術領域，具體涉及一種基于共享電阻的電池組均衡裝置。

背景技術

隨著電動汽車的發展，電池作為電動汽車的能源，得到了前所未有的發展。在各類動力電池中，鋰離子動力電池能量密度高、循環壽命長等優點逐漸取代了其他的動力電池，成為電動汽車用動力電池。

由于電動汽車用鋰離子電池組多采用多節電池單體串并聯組成，因此需要保證多個電池單體之間的一致性。如果電池單體之間出現了差異而沒有進行及時的均衡處理，則這種差異將會隨著電池組的日常使用過程而進一步加大，并且有可能造成電池組容量衰減或影響電池的使用壽命。

最常見的均衡方法是在每個電池單體兩端并聯一個旁路電阻，并通過一個開關來控制電阻的通斷，從而借助電阻來消耗電壓較高的部分單體電池的能量，從而維持整個電池組的整體均衡性。但是這種方案需要配備與電池單體數目相當的放電電阻，增加了電池組的體積和裝配的復雜度。同時，由于電阻的阻值基本是固定的，在放電初期和末期采用同一個電流放電，不利于兼顧提高電池的均衡速率和防止電池過放電。

發明內容

本實用新型的目的是：為解決均衡系統復雜問題，提出一種基于共享電阻的鋰離子電池組均衡裝置；

本實用新型的技術方案是：基于共享電阻的鋰離子電池組均衡裝置，它包括：共享電阻、均衡控制電路以及電壓采集和控制單元；

電池組中的每一塊單體電池配備有一個均衡控制電路；

均衡控制電路包括：兩個開關管；第一個開關管連接單體電池的正極以及共享電阻的一端，并通過電阻與電壓采集和控制單元的均衡控制口連接；第二個開關管連接單體電池的負極以及共享電阻的另一端，并通過電阻與電壓采集和控制單元的均衡控制口連接；

電壓采集和控制單元通過其電壓測量口采集單體電池的電壓狀態，并判斷是否需要均衡，若需要均衡則由其均衡控制口向相應的均衡控制電路的兩個開關管發出信號，兩個開關管同時導通，第一個開關管將單體電池的正極和共享電阻的一端連通，另一個開關管將單體電池的負極和共享電阻的另一端連通，單體電池通過共享電阻進行放電。

有益效果是：本實用新型使用一個共享電阻對所有單體電池分別進行均衡，減少了均衡電阻的數量，從而有效的減少了均衡裝置所占的空間和復雜度。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構框圖；

圖2為本實用新型的一種具體的實現結構示意圖；

圖3為PTC電阻時間-電流(溫度)特性曲線。

其中，1-共享電阻、2-單體電池、3-均衡控制電路、4-電壓采集和控制單元。

具體實施方式

參見附圖1，基于共享電阻的鋰離子電池組均衡裝置，它包括：共享電阻1、均衡控制電路3以及電壓采集和控制單元4；

電池組中的每一塊單體電池2配備有一個均衡控制電路3；

均衡控制電路3包括：兩個開關管；第一個開關管連接單體電池2的正極以及共享電阻1的一端，并通過電阻與電壓采集和控制單元4的均衡控制口連接；第二個開關管連接單體電池2的負極以及共享電阻1的另一端，并通過電阻與電壓采集和控制單元4的均衡控制口連接；

電壓采集和控制單元4通過其電壓測量口采集單體電池2的電壓狀態，并判斷是否需要均衡，若需要均衡則由其均衡控制口向相應的均衡控制電路3的兩個開關管發出信號，兩個開關管同時導通，第一個開關管將單體電池2的正極和共享電阻1的一端連通，另一個開關管將單體電池2的負極和共享電阻1的另一端連通，單體電池2通過共享電阻1進行放電。

均衡策略具體為：先判斷當前有無單體電池2正在進行均衡，如果有，則判斷該單體電池2電壓是否低于所有電池單體電壓的平均值：若否則繼續均衡，若是則停止均衡。如果當前沒有單體電池2正在進行均衡，則將測得的單體電壓最高值和單體電壓平均值做比較，如果超出了設定范圍，則對該單體電池2進行均衡；如果沒有超出設定范圍，則繼續對電池電壓進行監測；