[發(fā)明專利]用于平衡電池模塊之間的壓差的充電電路及其充電方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810597195.0
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN110581576A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫濤
• 申請（專利權(quán)）人: 銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 44309 深圳市合道英聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 廉紅果;侯峰

本發(fā)明公開了一種用于平衡電池模塊之間的壓差的充電電路及其充電方法，其包括至少兩個依次串聯(lián)的充電單元，串聯(lián)的所述至少兩個充電單元的一端接入電池系統(tǒng)正極總線，另一端接入電池系統(tǒng)負極總線，這樣，本發(fā)明通過對依次串聯(lián)的充電單元中的繼電器進行合理的斷開和閉合，能夠?qū)⒁呀?jīng)充滿電的電池模塊從充電回路中隔絕出來，能夠確保電池系統(tǒng)中的每一個電池模塊的電壓都達到充電限制電壓，避免直接對依次的串聯(lián)的電池模塊同時進行充電容易造成的電池模塊之間壓差過大的問題，并且本發(fā)明平衡電池模塊之間的壓差的充電方法，能夠在充電的同時，確保每個電池模塊電壓一致，縮短了處理電池系統(tǒng)壓差問題的時間，保證了純電動車的正常的續(xù)駛里程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子儲能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于平衡電池模塊之間的壓差的充電電路及其充電方法。

背景技術(shù)

動力電池系統(tǒng)作為純電動車的能量存儲單元，主要起到存儲電量的作用，動力電池系統(tǒng)存儲的電量越多則續(xù)航里程越遠；電池系統(tǒng)本身的荷電能力是由電池系統(tǒng)內(nèi)部串聯(lián)和并聯(lián)的電池模塊的數(shù)量決定的，動力電池系統(tǒng)可儲存的電量不僅與電池系統(tǒng)本身的荷電能力有關(guān)系，還與電池系統(tǒng)內(nèi)部各電池模塊的一致性也有關(guān)系，這里電池模塊的一致性包括電壓的一致性、內(nèi)阻的一致性、容量一致性、自放電率一致性等；以電壓一致性為例，對于同樣容量、內(nèi)阻的電池模塊，電壓可以代表其荷電量的多少，電壓高則表示其荷電量高，電壓低則表示其荷電量低；在同一套電池系統(tǒng)中若由于電池芯本身自放電率不一致或使用環(huán)境溫度的不一致會導(dǎo)致電池系統(tǒng)在長期使用后出現(xiàn)各電池模塊電壓不一致的情況，隨著使用時間的延長電池系統(tǒng)內(nèi)部各電池模塊間壓差將會越來越大。

在鋰電池行業(yè)中，電池管理系統(tǒng)為battery management system，其縮寫為BMS；主控模塊為battery control unite，其縮寫為BCU；從控模塊為battery management unite，其縮寫為BMU；電池管理系統(tǒng)BMS由主控模塊BCU、從控模塊BMU、通訊線以及電源供應(yīng)線組成。

當(dāng)前行業(yè)內(nèi)各廠家BMS都是根據(jù)BMU傳遞過來的最高單體電壓狀況決定充電電流大小，最高單體電壓達到充電限制電壓時BMS向充電設(shè)備請求充電電流為0；充電時，由于各電池模塊是串聯(lián)在一起，電池系統(tǒng)內(nèi)部電流是一致的，電壓高的模塊由于本身荷電量高將較快達到充電限制電壓，導(dǎo)致電池系統(tǒng)充電停止，同時BMS自動校準電池系統(tǒng)SOC為100％，實際整個電池系統(tǒng)內(nèi)部其它電壓較低的電池模塊均未充滿電，電池系統(tǒng)處于偽100％SOC狀態(tài)。

當(dāng)前行業(yè)內(nèi)各廠家BMS都是根據(jù)BMU傳遞過來的最低單體電壓狀況決定放電電流大小，最低單體電壓達到放電截止電壓時BMS向整車控制器請求放電電流為0；放電時，由于各電池模塊是串聯(lián)在一起，電池系統(tǒng)內(nèi)部電流是一致的，電壓低的模塊由于本身荷電量低將較快達到放電截止電壓，導(dǎo)致電池系統(tǒng)放電停止，實際整個電池系統(tǒng)內(nèi)部其它電壓較高的電池模塊均未放完電，電池系統(tǒng)處于偽空電狀態(tài)。

由于成本和邏輯控制問題，當(dāng)前行業(yè)內(nèi)主流BMS廠家都追求被動均衡或不帶均衡功能的BMS產(chǎn)品；因此，隨著使用時間延長電池系統(tǒng)壓差問題將會越來越明顯，導(dǎo)致放電窗口變窄，放電電量變少，進而導(dǎo)致純電動車續(xù)航里程變短。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于平衡電池模塊之間的壓差的充電電路及其充電方法。

本發(fā)明提供的一種用于平衡電池模塊之間的壓差的充電電路，其包括至少兩個依次串聯(lián)的充電單元，串聯(lián)的所述至少兩個充電單元的一端接入電池系統(tǒng)正極總線，另一端接入電池系統(tǒng)負極總線。

優(yōu)選地，所述充電單元包括電池模塊、從控模塊BMU、串聯(lián)繼電器nKs、并聯(lián)繼電器nKp，所述串聯(lián)繼電器nKs與電池模塊串聯(lián)，所述并聯(lián)繼電器nKp與電池模塊和串聯(lián)繼電器nKs并聯(lián)，所述從控模塊BMU分別與串聯(lián)繼電器nKs和并聯(lián)繼電器nKp連接用于分別控制串聯(lián)繼電器nKs和并聯(lián)繼電器nKp的斷開及閉合。