[發(fā)明專利]一種電池充放電管理系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611220209.4
• 申請(qǐng)日: 2016-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN106655382A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張少波;熊想濤;王建磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司;浙江吉利汽車研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 北京智匯東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11391
• 代理人: 范曉斌,薛峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池管理領(lǐng)域，特別是涉及一種電池充放電管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，影響電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛推廣應(yīng)用的主要因素包括動(dòng)力電池的安全性和使用成本問題，延長電池的使用壽命是降低使用成本的有效途徑之一。影響電池使用壽命的重要因素之一是電池包內(nèi)單體電池充放電的不一致性。單體電池充放電不一致的原因是：電池包內(nèi)各單體電池的溫度、通風(fēng)條件、自放電程度、電解液密度等存在差異，在一定程度上影響了單體電池的電壓、內(nèi)阻及容量等參數(shù)的不一致，導(dǎo)致不同單體電池之間的充放電不一致。然而，單體電池在組成電池包后，電池包的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單體電池的壽命。其原因是：在向電池充電時(shí)，容量最小的單體電池容易過充，在電池進(jìn)行放電時(shí)，容量最小的單體電池容易過放，使得容量最小的電池受損，導(dǎo)致其容量變得更小，進(jìn)而使得電池包內(nèi)的單體電池進(jìn)入惡性循環(huán)，最終影響電池包壽命。因此，電池包的使用壽命取決于容量最小的單體電池的壽命。

為了均衡各單體電池的容量，現(xiàn)有技術(shù)中存在被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡兩種方式。被動(dòng)均衡是在每一單體電池并聯(lián)一電阻進(jìn)行分流，將容量多的電池中多余的能量消耗掉。如此，一方面，該種被動(dòng)均衡方案存在效率低、功耗高、均衡電流小等缺陷，無法徹底解決各單體電池的一致性差的問題，從而導(dǎo)致單體電池的使用壽命縮短，以致加速縮短動(dòng)力電池包的使用壽命。另一方面，均衡電路是通過電池的充放電使得電池的能量發(fā)生轉(zhuǎn)移，因此，在充放電的過程中，容易引起充放電路發(fā)生過電流或短路的現(xiàn)象，從而使得所述電池?fù)p壞減小電池包的使用壽命，甚至引發(fā)安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種電池充放電管理系統(tǒng)，以解決各單體電池一致性差而導(dǎo)致電池包的使用壽命縮短的問題。

本發(fā)明一個(gè)進(jìn)一步的目的是要對(duì)電池的過電流或短路現(xiàn)象進(jìn)行保護(hù)。

特別地，本發(fā)明提供了一種電池充放電管理系統(tǒng)，用于對(duì)混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛的多個(gè)單體電池進(jìn)行充放電管理，所述多個(gè)單體電池以串聯(lián)的方式連接，所述系統(tǒng)包括：

電壓檢測模塊，用于檢測所述多個(gè)單體電池的電壓值；

多個(gè)均衡模塊，其分別與所述多個(gè)單體電池以并聯(lián)的方式連接，用于在相鄰兩個(gè)所述單體電池的電壓值不一致時(shí)，將所述電壓值較高的單體電池主動(dòng)向所述電壓值較低的單體電池轉(zhuǎn)移電量，以使得相鄰兩個(gè)所述單體電池的電壓值基本上保持一致；和

與所述單體電池串聯(lián)連接的電路保護(hù)模塊，用于在任一單體電池發(fā)生短路或過電流的情況下，切斷所述多個(gè)單體電池之間的電路連接。

進(jìn)一步地，所述均衡模塊包括：

開關(guān)；

二極管；和

儲(chǔ)能元件，其一端與所述電池的正極或負(fù)極相連，另一端與所述開關(guān)和所述二極管相連；

其中，在所述開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，所述單體電池、開關(guān)和儲(chǔ)能元件構(gòu)成第一回路，所述單體電池通過所述第一回路對(duì)所述儲(chǔ)能元件進(jìn)行充電，以在所述儲(chǔ)能元件中存儲(chǔ)能量；在所述開關(guān)處于打開狀態(tài)時(shí)，所述儲(chǔ)能元件的能量通過所述二極管流向其他單體電池中。

進(jìn)一步地，所述均衡模塊包括：

開關(guān)；

三極管；和

儲(chǔ)能元件，其一端與所述電池的正極或負(fù)極相連，另一端與所述開關(guān)和所述二極管相連；

其中，在所述開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，所述單體電池、開關(guān)和儲(chǔ)能元件構(gòu)成第一回路，所述單體電池通過所述第一回路對(duì)所述儲(chǔ)能元件進(jìn)行充電，以在所述儲(chǔ)能元件中存儲(chǔ)能量；在所述開關(guān)處于打開狀態(tài)時(shí)，所述儲(chǔ)能元件的能量通過所述三極管流向其他單體電池中。

進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)能元件為電容或電感。

進(jìn)一步地，所述電路保護(hù)模塊與任一所述單體電池串聯(lián)，所述電路保護(hù)模塊由保護(hù)芯片和與所述保護(hù)芯片連接的開關(guān)管組成，通過所述保護(hù)芯片和所述開關(guān)管對(duì)由所述多個(gè)單體電池串聯(lián)而成的充放電電路出現(xiàn)的短路或過電流進(jìn)行保護(hù)；

其中，所述開關(guān)管為MOS管、三極管、光電耦合器、繼電器或二極管。

進(jìn)一步地，所述電路保護(hù)模塊設(shè)置在相鄰兩個(gè)所述單體電池之間，以對(duì)任一與其相鄰的所述單體電池的過電流或短路進(jìn)行保護(hù)。

進(jìn)一步地，所述電路保護(hù)模塊由開關(guān)管構(gòu)成，與任一所述單體電池串聯(lián)或設(shè)置在相鄰兩個(gè)所述單體電池之間，以在任一單體電池發(fā)生短路或過電流的情況下，切斷所述多個(gè)單體電池之間的電路連接；

其中，所述開關(guān)管為MOS管。