[發明專利]一種鋰離子電池的主動均衡方法

在審

• 申請號: 201610315555.4
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN107370195A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 李剛;陳君;高陽
• 申請（專利權）人: 湖南安芯源電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋰離子電池管理系統領域，涉及一種鋰離子電池的主動均衡方法。

背景技術

鋰離子電池組通常采用串聯方式連接以達到需要的工作電壓,由于電池組中各單體鋰離子電池在制造過程中的個體差異使得其初始容量、電壓、內阻等方面不可能完全相同,所以在使用過程中,會造成個別單體鋰離子電池的容量比其他鋰離子電池都低或高,這樣在放電過程中,當電量最低的單體電池電壓降到下限時為了保護該單體電池不發生過放情況不得不停止整個電池組的放電；而在充電過程中，當電量最高的單體電池電壓上升到上限時為了保護該單體電池不發生過充情況不得不停止整個電池組的充電。這樣一來鋰離子電池組實際放出的容量是由容量最小的那塊單體電池所決定的。

因此在鋰離子電池間的不均衡性是影響鋰離子電池組工作的一個非常不利的因素,對電池組進行均衡控制是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋰離子電池組的主動均衡方法，該方法實時采集鋰離子電池組各電芯電壓，在放電過程中當某一節電芯電壓低于主動均衡下限電壓時，通過DC/DC電路將整個電池組的能量變換后并聯到需要均衡的電芯上，這樣可以分擔該電芯的一部分放電電流以減緩該電芯的電壓下降速度，甚至可以對該電芯進行充電；在充電過程中當某一節電芯電壓高于主動均衡上限電壓時，將該節電芯的充電電流分流出來通過DC/DC電路變換后對整個電池組進行充電以減緩該電芯的電壓上升速度，甚至可以對該電芯進行放電。

為實現上述的目的，本發明所采用的技術方案是：

一種鋰離子電池的主動均衡方法，該主動均衡電路由電池組、隔離的DC/DC降壓電路、隔離的升壓DC/DC電路和切換矩陣電路組成；隔離的DC/DC降壓電路的輸入端連接到電池組總電壓，輸出端連接到切換矩陣電路；隔離的DC/DC升壓電路的輸入端連接到切換矩陣電路，輸出端連接到電池組總電壓；切換矩陣電路跟隔離的DC/DC降壓電路、隔離的DC/DC升壓電路、電池組總電壓以及每一節電芯相連，通過矩陣電路切換可以將上述各部分相互連接。

隔離的DC/DC降壓電路在低壓側可以輸出10A以上的電流，隔離的升壓DC/DC電路在輸入側可以吸收10A以上的電流，通過矩陣電路切換可以實現放電主動均衡也就是將整個電池組的能量注入任意一節電芯，也可以實現充電主動均衡也就是將任意一節電芯的能量轉移給整個電池組。

其中放電主動均衡實現方法如下：

步驟1：電池組放電狀態下檢測到某一節電芯電壓低于主動均衡下限電壓，啟動放電主動均衡程序；

步驟2：矩陣切換電路將隔離的DC/DC降壓電路的輸入端連接到電池組總電壓，輸出端連接到需均衡的電芯；

步驟3：啟動隔離的DC/DC降壓電路，使其工作在恒流工況，將整個電池組的能量以一定的均衡電流值并聯至被均衡電芯兩端；

步驟4：當整個電池組的電芯電壓都降至主動均衡下限電壓，停止放電主動均衡程序，此時保護板也切斷了放電回路。

充電主動均衡實現方法如下：

步驟1：電池組充電狀態下檢測到某一節電芯電壓高于主動均衡上限電壓，啟動充電主動均衡程序；

步驟2：矩陣切換電路將隔離的DC/DC升壓電路的輸入端連接到需均衡的電芯，輸出端連接到電池組總電壓；

步驟3：啟動隔離的DC/DC升壓電路，使其工作在恒流工況，將被均衡電芯的能量以一定的均衡電流值注入到整個電池組；

步驟4：當整個電池組的電芯電壓都升至主動均衡上限電壓，停止充電主動均衡程序，此時保護板也切斷了充電回路。

這種鋰離子電池的主動均衡方法在電池組正常充放電過程中只有當電芯電壓達到主動均衡觸發條件時主動均衡電路才會工作，否則主動均衡電路不工作。。

本發明的有益效果是：

通過上述方法可以很好的實現對電池組進行主動均衡，均衡電流可以做到幾十安培，可以很好的確保電池組的荷電狀態（SOC）和電池健康度（SOH）,大大的提高電池組的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明的原理結構圖。

具體實施方式

以下將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細說明：