[發(fā)明專利]一種光伏發(fā)電的電動汽車電池主動均衡系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510605742.1
• 申請日: 2015-09-22
• 公開（公告）號: CN105226747A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒忠月;陳健;許廣燦;徐俊;曹秉剛
• 申請（專利權(quán)）人: 河南速達(dá)電動汽車科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源汽車領(lǐng)域，具體是涉及一種光伏發(fā)電的電動汽車電池主動均衡系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年空氣質(zhì)量的持續(xù)惡化，全球氣溫不斷上升，各國政府及汽車企業(yè)普遍認(rèn)識到節(jié)能和減排是未來汽車技術(shù)發(fā)展的主攻方向。電動汽車作為新一代的交通工具，在節(jié)能減排、減少人類對傳統(tǒng)化石能源的依賴方面具備傳統(tǒng)汽車不可比擬的優(yōu)勢。動力電池作為電動汽車的動力源,直接影響到電動汽車的續(xù)駛里程和工作效率，是電動汽車的核心技術(shù)，同時也是制約電動車發(fā)展的主要因素之一。在現(xiàn)有的動力電池技術(shù)水平下,純電動汽車必須由數(shù)十節(jié)或者上百節(jié)動力電池來提供能量，但是由于電池組的一致性問題，各單體電池在電壓、內(nèi)阻、容量等方面存在較大的差異，使電池組的實際使用情況比單體電池要復(fù)雜的多，這也嚴(yán)重影響了其在純電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用。電池組的一致性問題作為電池成組使用的核心問題，已經(jīng)成為動力電池成組應(yīng)用的一個瓶頸。因此，電池均衡技術(shù)在電池管理系統(tǒng)中占有重要位置。

電池均衡分為主動均衡和被動均衡兩種。主動均衡需要外部電源，研究較少。被動均衡又分為耗散型與非耗散型，其中非耗散型研究較多。非耗散型采用“削峰填谷”的形式進(jìn)行均衡，均衡效率有限，不能達(dá)到均衡的最佳效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種能夠利用光伏發(fā)電對電動汽車電池組進(jìn)行實時均衡，延長電池使用壽命的電動汽車電池主動均衡系統(tǒng)。由于本發(fā)明是光伏發(fā)電，既能對電池單體充電，又能對12V輔助電池充電，而且不消耗電池組電量，能夠消除能量轉(zhuǎn)移中的損失，大大提高均衡效果，節(jié)約了能源。同時，與“削峰填谷”的均衡方法相比，只有“填谷”過程，無需“削峰”過程，而且能夠同時對多個電池單體同時均衡，大大提高了均衡效率。另外，本方案操控方便，并能在一定程度上提高電動汽車?yán)m(xù)駛里程。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種光伏發(fā)電的電動汽車電池主動均衡系統(tǒng)，包括光伏發(fā)電模塊和電池組件，還包括：

電池管理系統(tǒng)，對電池單體進(jìn)行實時電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)采集，并進(jìn)行電池單體SOC計算；

主控模塊，對光伏發(fā)電模塊的控制，數(shù)據(jù)的分析處理，制定均衡策略，發(fā)出恒定電流充電控制信號、恒壓充電控制信號及均衡電路控制信號；

執(zhí)行模塊，實現(xiàn)對電池單體的分階段充電；

所述的電池管理系統(tǒng)通過CAN通信協(xié)議與主控模塊相連，主控模塊分別連接光伏發(fā)電模塊和執(zhí)行模塊，執(zhí)行模塊分別連接光伏發(fā)電模塊和電池組件，電池組件還與電池管理系統(tǒng)相連。

進(jìn)一步，所述的光伏發(fā)電模塊由太陽能光伏陣列、光照度傳感器和DC/DC變換電路組成，所述的DC/DC轉(zhuǎn)換電路將太陽能光伏陣列產(chǎn)生的不穩(wěn)定直流電以穩(wěn)定的電壓輸出；

進(jìn)一步，所述的DC/DC變換電路采用Buck/Boost變換電路。

進(jìn)一步，所述的主控模塊包括DSP處理器、外圍電路和硬件接口，

進(jìn)一步，所述的執(zhí)行模塊由恒壓充電電路、恒流充電電路和均衡電路組成，恒壓充電電路與恒流充電電路先并聯(lián)再與均衡電路相串聯(lián)。

進(jìn)一步，所述的電池組件包括N-1塊電池組和一塊12V輔助電池。

進(jìn)一步，所述的均衡電路包括2（N+1）個可控開關(guān)，N為電池個數(shù)；每兩個電池單體之間并聯(lián)兩個可控開關(guān)。

進(jìn)一步，將兩個并聯(lián)的可控開關(guān)中任選一個放入K組，另一個放入S組，K組與S組各自在組內(nèi)根據(jù)編號分為奇數(shù)組與偶數(shù)組，K組內(nèi)奇數(shù)組連接恒流充電電路一極，偶數(shù)組連接恒流充電電路另一極；S組內(nèi)奇數(shù)組連接恒壓充電電路一極，偶數(shù)組連接恒壓充電電路另一極。

本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是：

1、本發(fā)明采用光伏發(fā)電的主動均衡策略，比“削峰填谷”式均衡策略更加直接，省時省心，提高均衡效率。

2、本發(fā)明不僅能夠?qū)﹄姵貑误w進(jìn)行均衡，還能對12V輔助電源進(jìn)行充電，實現(xiàn)了節(jié)能減排，提高了電動汽車?yán)m(xù)駛里程。

3、本發(fā)明在均衡中無需對高能量電池放電，減少了對蓄電池的傷害，更能保持電池的一致性，延長電池使用壽命。

4、本發(fā)明只要有陽光就能夠隨時隨地進(jìn)行均衡，實時性好，更加靈活。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明均衡電路示意圖；

圖4是本發(fā)明同時為編號為1、3的電池單體充電電路示意圖；

圖5是本發(fā)明同時為編號為1的恒流充電、編號為3的恒壓充電電路示意圖。

具體實施方式