[發(fā)明專利]電池組內(nèi)的多個(gè)單體電池之間的電量均衡裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710312243.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106985699B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊彥輝;曾國(guó)建;顓孫明明;范曉東;蔡華娟;程曉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽銳能科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B60L58/22
• 分類(lèi)號(hào): B60L58/22;B60L58/12
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 金旭鵬;肖冰濱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池均衡的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及電池組內(nèi)的多個(gè)單體電池之間的電量均衡裝置及方法。

背景技術(shù)

受能源危機(jī)與環(huán)境危機(jī)的影響，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展迅速，而鋰電池作為電動(dòng)汽車(chē)的主流動(dòng)力來(lái)源則備受關(guān)注。鋰電池在電動(dòng)汽車(chē)上實(shí)際運(yùn)用時(shí)，均采用電池組的形式，但由于鋰電池在生產(chǎn)時(shí)的微小性能差異，導(dǎo)致鋰電池組在實(shí)際使用過(guò)程中的不一致性會(huì)逐漸增大，如果不及時(shí)進(jìn)行均衡處理，不斷增大的不一致性會(huì)導(dǎo)致鋰電池組的壽命提前終結(jié)。

主流均衡方式是被動(dòng)均衡和主動(dòng)均衡，被動(dòng)均衡主要是通過(guò)在每節(jié)單體電池兩端并聯(lián)一個(gè)功率電阻和開(kāi)關(guān)，當(dāng)某節(jié)電池電壓較高時(shí)，吸合開(kāi)關(guān)，消耗部分電量，直至達(dá)到均衡狀態(tài)。在這種方式中，功率電阻將電能轉(zhuǎn)化為熱能，如果散熱不合理的話，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池組合均衡模塊溫度過(guò)高，導(dǎo)致電池加速衰減以及均衡模塊燒毀的后果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種電池組內(nèi)的多個(gè)單體電池之間的電量均衡方裝置及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中電池均衡效率低，損耗大的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種電池組內(nèi)的多個(gè)單體電池之間的電量均衡裝置，該電量均衡裝置包括：均衡模塊，用于吸收所述單體電池的電能，并利用該電能對(duì)所述電池組內(nèi)的其他單體電池進(jìn)行放電；電量檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)各個(gè)單體電池的電量SOC_nn；以及控制裝置，用于執(zhí)行以下操作：根據(jù)該各個(gè)單體電池的電量SOC_nn，計(jì)算單體電池的平均電量確定所述電池組中電量大于單體電池平均電量的單體電池；以及利用所述電池組中電量大于單體電池平均電量的單體電池對(duì)所述均衡模塊進(jìn)行充電，之后控制該均衡模塊利用其所被充入的電能對(duì)所述電池組中電量小于單體電池平均電量的單體電池進(jìn)行放電。

優(yōu)選地，所述單體電池的平均電量的計(jì)算公式為其中，所述電池組包含n個(gè)單體電池，所述SOC₁₁為第1個(gè)單體電池的電量、所述SOC₁₂為第2個(gè)單體電池的電量……所述SOC_1n為第n個(gè)單體電池的電量。

優(yōu)選地，所述電池組為n個(gè)單體電池串聯(lián)而成；所述均衡模塊包含多繞組變壓器、初級(jí)控制開(kāi)關(guān)、以及與電池組內(nèi)單體電池對(duì)應(yīng)的多個(gè)次級(jí)控制開(kāi)關(guān)，其中，所述多繞組變壓器包含原線圈與多個(gè)副線圈，所述原線圈并聯(lián)在所述電池組兩端，所述初級(jí)控制開(kāi)關(guān)串聯(lián)在原線圈與所述電池組構(gòu)成的回路中，以及多個(gè)副線圈中的副線圈與所述單體電池一一對(duì)應(yīng)，每一單體電池兩端并聯(lián)一副線圈，每一單體電池與其兩端并聯(lián)的副線圈所構(gòu)成的回路中串聯(lián)有一個(gè)次級(jí)控制開(kāi)關(guān)。

優(yōu)選地，所述控制裝置用于執(zhí)行以下操作：斷開(kāi)所述初級(jí)控制開(kāi)關(guān)以及電量小于單體電池平均電量的單體電池對(duì)應(yīng)的次級(jí)控制開(kāi)關(guān)，閉合所述電量大于單體電池平均電量的單體電池對(duì)應(yīng)的次級(jí)控制開(kāi)關(guān)，以使得所述電量大于單體電池平均電量的單體電池對(duì)該單體電池所對(duì)應(yīng)的副線圈進(jìn)行充電；斷開(kāi)所述電量大于單體電池平均電量的單體電池對(duì)應(yīng)的次級(jí)控制開(kāi)關(guān)，閉合所述初級(jí)控制開(kāi)關(guān)以及電量小于單體電池平均電量的單體電池對(duì)應(yīng)的次級(jí)控制開(kāi)關(guān)，使所述多繞組變壓器對(duì)所述電量小于單體電池平均電量的單體電池進(jìn)放電。

優(yōu)選地，所述初級(jí)控制開(kāi)關(guān)和次級(jí)控制開(kāi)關(guān)為MOS管。

本發(fā)明第二方面提供一種電池組內(nèi)的多個(gè)單體電池之間的電量均衡方法，該電量均衡方法包括：檢測(cè)電池組內(nèi)各個(gè)單體電池的電量SOC_nn；根據(jù)該各個(gè)單體電池的電量SOC_nn，計(jì)算單體電池的平均電量確定所述電池組中電量大于單體電池平均電量的單體電池；以及利用所述電池組中電量大于單體電池平均電量的單體電池對(duì)均衡模塊進(jìn)行充電，之后控制該均衡模塊利用其所被充入的電能對(duì)所述電池組中電量小于單體電池平均電量的單體電池進(jìn)行放電。

優(yōu)選地，所述單體電池的平均電量的計(jì)算公式為其中，所述電池組包含n個(gè)單體電池，所述SOC₁₁為第1個(gè)單體電池的電量、所述SOC₁₂為第2個(gè)單體電池的電量……所述SOC_1n為第n個(gè)單體電池的電量。

優(yōu)選地，所述電池組為n個(gè)單體電池串聯(lián)而成；所述均衡模塊包含多繞組變壓器、初級(jí)控制開(kāi)關(guān)、以及與電池組內(nèi)單體電池對(duì)應(yīng)的多個(gè)次級(jí)控制開(kāi)關(guān)，其中，所述多繞組變壓器包含原線圈與多個(gè)副線圈，所述原線圈并聯(lián)在所述電池組兩端，所述初級(jí)控制開(kāi)關(guān)串聯(lián)在原線圈與所述電池組構(gòu)成的回路中，以及多個(gè)副線圈中的副線圈與所述單體電池一一對(duì)應(yīng)，每一單體電池兩端并聯(lián)一副線圈，每一單體電池與其兩端并聯(lián)的副線圈所構(gòu)成的回路中串聯(lián)有一次級(jí)控制開(kāi)關(guān)。