[發明專利]電池被動均衡系統及方法

在審

• 申請號: 201710989610.2
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107834623A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 王年軍
• 申請（專利權）人: 深圳市沃特瑪電池有限公司
• 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】

本發明涉及電池均衡技術領域，尤其涉及一種電池被動均衡系統及方法。

【背景技術】

電池在生產過程中由于原材料及生產工藝的不同，其容量、內阻、電壓及自放電率均會存在一定的差異。同時，在使用過程中隨著充放電循環次數的增加及存儲的時間、溫度等因素的影響，每個電池的損耗程度將不同，在充放電的同一時刻，每個電池的容量將會出現差異，電池容量的差異導致電池的老化速度不同，隨著電池充放電的持續，電池容量的差異將逐步增大。

被動均衡方式具有均衡電流小、對電池的影響小、性能穩定、EMC(Electro Magnetic Compatibility，電磁兼容性)指標好以及抗干擾能力強等優點，因此，大多數BMS(Battery Management System，電池管理系統)均采用被動均衡的方式以解決上述問題。

現有的被動均衡方法多采用電壓排隊法或者電壓門限法。然而，電壓排隊法只能被動等到高電壓(3V以上電壓)時開始排隊，即，先由高電壓的電池開始放電，接著再由較高的電壓的電池開始放電；電壓門限法當電壓高于預定電壓(3.5V)時開始均衡。二者都是在充電后期才啟動均衡策略，存在均衡效率低，且在充電時間內無法達到有效均衡效果的問題。

鑒于此，實有必要提供一種新的電池被動均衡系統及方法以克服上述缺陷。

【發明內容】

本發明的目的是是提供一種均衡效率較高且均衡效果較好的電池被動均衡系統及方法。

為了實現上述目的，本發明提供一種電池被動均衡系統，包括電池組、充放電單元、控制單元、采集單元以及均衡模塊；其中，所述電池組包括若干單體電池；所述充放電控制單元連接于所述電池組與所述控制單元之間，所述采集單元的一端與所述電池組的每個單體電池相連，且另一端與所述控制單元相連；所述采集單元用于采集每個單體電池的充放電信息并將采集到的充放電信息發送至所述控制單元；所述均衡模塊與所述控制單元相連，所述均衡模塊包括多個開關單元及多個耗能單元，所述開關單元及所述耗能單元與所述電池組中單體電池的數量相等且一一對應，每個開關單元及每個耗能單元與對應一個單體電池相連，每個開關單元與對應一個耗能單元相連；所述控制單元控制所述充放電單元對每個單體電池進行標定充電，并記錄每個單體電池分別達到充電截止電壓以及充電極限電壓時所用的第一時間及第二時間；接著，計算出到達充電截止電壓用時最少的單體電池與第一參考時間之間的第一時間差，以及達充電極限電壓用時最少的單體電池與第二參考時間之間的第二時間差；然后，分別對所述第一時間差以及所述第二時間差分別進行微積分以得到第一容量以及第二容量，最后，將第一容量與所述第二容量進行求均值以得出均衡容量；當所述電池組開始充電時，所述控制單元控制在標定充電時用時最少的單體電池對應的開關單元閉合，進而使得所述單體電池在充電的同時通過對應的耗能單元進行放電，直到對應的耗能單元消耗的電量等于所述均衡容量，將對應開關單元關閉以完成對電池組的均衡。

本發明還提供一種電池被動均衡方法，包括如下步驟：

對每個單體電池進行標定充電，并記錄每個單體電池分別達到充電截止電壓以及充電極限電壓時所用的第一時間及第二時間；

計算出到達充電截止電壓用時最少的單體電池與第一參考時間之間的第一時間差，以及達充電極限電壓用時最少的單體電池與第二參考時間之間的第二時間差；

分別對所述第一時間差以及所述第二時間差進行微積分以得到第一容量以及第二容量；

對所述第一容量及所述第二容量求平均值以得到均衡容量；

將標定充電時用時最少的單體電池對應的開關單元閉合，進而使得所述單體電池在開始充電的時通過對應的耗能單元進行放電，直到對應的耗能單元消耗的電量等于所述均衡容量，將對應開關單元關閉以完成對電池組的均衡。

本發明所提供的被動均衡方法及系統，通過對所述電池組進行標定充電以得到均衡容量，在電池組開始充電時，控制在標定充電時用時最少的單體電池對應的開關單元閉合，進而使得所述單體電池在充電的同時通過對應的耗能單元進行放電，直到對應的耗能單元消耗的電量等于所述均衡容量，將對應開關單元關閉以完成對電池組的均衡，相較于現有技術中在充電后期才開始進行均衡的方法，本方法由于在充電開始時開始均衡，效率較高，且依據均衡電量進行均衡使得均衡效果較好。

【附圖說明】

圖1為本發明的實施例提供的電池被動均衡系統的原理框圖。

圖2為本發明的實施例提供的電池被動均衡方法的流程圖。