[發(fā)明專利]電池均衡裝置及電池均衡方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611177237.2
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN107425556A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 上海藍(lán)諾新能源技術(shù)有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所31283
• 代理人: 胡美強(qiáng),張冉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池均衡裝置及電池均衡方法，特別涉及一種電池被動均衡的裝置及方法。

背景技術(shù)

電池沒有絕對的一致性，在成組后，電池之間的容量差異超出一定的閾值便會影響整個(gè)電池組的實(shí)際可用容量，所以，電池在成組以后的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單體電池的壽命，主要原因是電池之間的個(gè)體差異，導(dǎo)致充電時(shí)，容量最大的電池容易過充，放電時(shí)，容量最小的電池又容易過放，進(jìn)入惡性循環(huán)，使得個(gè)別電池受損，影響整個(gè)電池組的充放電特性，電池組容量降低。為了延長電池組的使用壽命，需要對差異的電池進(jìn)行均衡。

目前，有兩種電池均衡方式，分別為主動均衡和被動均衡。主動均衡能量損耗小，但是電路復(fù)雜，成本較高，因此目前還是常用被動均衡。但是，被動均衡通常是以每一節(jié)電池上并聯(lián)一個(gè)開關(guān)和一個(gè)功率電阻，以48V鈦酸鋰電池為例，由20節(jié)電芯組成，就需要有20個(gè)功率電阻，除了增加成本，還大大增加了電路板尺寸。在當(dāng)今崇尚空間緊湊和結(jié)構(gòu)簡單的汽車時(shí)代，是不合時(shí)宜的。另外采用同時(shí)均衡的方式，會導(dǎo)致電路板發(fā)熱甚至燒壞元器件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電池被動均衡裝置浪費(fèi)成本，增加電路板尺寸，且有可能導(dǎo)致電路板發(fā)熱甚至燒壞元器件的缺陷，提供一種電池均衡裝置及電池均衡方法。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

一種電池均衡裝置，其特點(diǎn)在于，所述電池均衡裝置包括控制模塊、電壓采集模塊、功率電阻及若干個(gè)開關(guān)模塊，所述控制模塊與所述電壓采集模塊電連接，所述電壓采集模塊與電池組的若干節(jié)電芯電連接，每一節(jié)電芯與一個(gè)開關(guān)模塊對應(yīng)，且通過對應(yīng)的開關(guān)模塊分別與所述控制模塊及所述功率電阻電連接；

所述電壓采集模塊用于根據(jù)第一預(yù)設(shè)頻率分別采集每一節(jié)電芯的電壓值，并分別發(fā)送至所述控制模塊，所述控制模塊用于接收到每一節(jié)電芯的電壓值后，計(jì)算若干個(gè)電壓值的平均電壓值，并分別計(jì)算每一個(gè)電壓值與所述平均電壓值的差值，所述控制模塊還用于檢測電壓值大于所述平均電壓值，且對應(yīng)的差值大于預(yù)設(shè)閾值的電芯，并將均衡信號發(fā)送至檢測到的電芯對應(yīng)的開關(guān)模塊，所述對應(yīng)的開關(guān)模塊接收到均衡信號后閉合，使所述檢測到的電芯與所述功率電阻電連接。

較佳地，當(dāng)檢測到多節(jié)電芯的電壓值大于所述平均電壓值，且對應(yīng)的差值大于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制模塊將均衡信號發(fā)送至檢測到的多節(jié)電芯中電壓值最高的電芯對應(yīng)的開關(guān)模塊；

較佳地，當(dāng)檢測到的多節(jié)電芯中電壓值最高的電芯為n節(jié)時(shí)，n大于或等于2，所述控制模塊根據(jù)第二預(yù)設(shè)頻率將均衡信號發(fā)送至n節(jié)電芯中任意一節(jié)不同的電芯對應(yīng)的開關(guān)模塊，所述第二預(yù)設(shè)頻率大于或等于5ms，且小于所述第一預(yù)設(shè)頻率。

在本方案中，出于給電芯均衡的時(shí)間不能太短的考慮，所述第二預(yù)設(shè)頻率應(yīng)當(dāng)大于或等于5ms。

較佳地，所述第一預(yù)設(shè)頻率為10ms；和/或，

所述控制模塊為MCU(Micro Control Unit，微控制單元)；和/或，

所述電壓采集模塊通過CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線與所述控制模塊電連接。

較佳地，每一個(gè)開關(guān)模塊均包括雙路繼電器及MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬-氧化物-半導(dǎo)體)，每一節(jié)電芯通過對應(yīng)的雙路繼電器的雙刀開關(guān)與所述功率電阻電連接，且通過對應(yīng)的雙路繼電器的線圈及對應(yīng)的MOS管與所述控制模塊電連接。

在本方案中，當(dāng)電芯的電壓降到雙路繼電器的額定電壓以下時(shí)，在所述控制模塊還沒有發(fā)出斷開指令之前，雙路繼電器可以先斷開開關(guān)，從而防止過放。

較佳地，所述電池均衡裝置還包括PTC(Positive Temperature Coefficient，正溫度系數(shù))熱敏電阻，所述PTC熱敏電阻串聯(lián)至所述功率電阻，每一節(jié)電芯通過對應(yīng)的開關(guān)模塊與所述PTC熱敏電阻電連接。

在本方案中，由于只有一個(gè)功率電阻放電，為防止功率電阻過熱，在功率電阻上串聯(lián)一個(gè)PTC熱敏電阻，隨著溫度升高阻值也會升高，導(dǎo)致均衡電流變小，在均衡開始時(shí)可以大電流均衡，提高均衡速度，在均衡后期可以小電流均衡，防止電芯的電壓降到平均電壓值以下。

一種電池均衡方法，其特點(diǎn)在于，所述電池均衡方法利用如上述的電池均衡裝置來實(shí)現(xiàn)，所述電池均衡方法包括以下步驟：

S₁、所述電壓采集模塊根據(jù)第一預(yù)設(shè)頻率分別采集每一節(jié)電芯的電壓值，并分別發(fā)送至所述控制模塊；