[發明專利]一種電池模組并聯均衡控制裝置

在審

• 申請號: 201810627502.5
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108551196A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 楊博文;李里;張舟;鄭帥;王磊;邵冰;劉穎
• 申請（專利權）人: 一汽-大眾汽車有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京市萬慧達律師事務所 11111
• 代理人: 黃玉東

1.一種電池模組并聯均衡控制裝置，用于由m個并聯組和n個串聯組的電芯組成的電池包，其特征在于，所述電池模組并聯均衡控制裝置包括并聯均衡電阻網絡單元、并聯均衡換路器網絡單元和電壓采樣網絡單元，其中，

所述并聯均衡電阻網絡單元由若干并聯均衡電阻組成，每個所述并聯均衡電阻的其中一端連接于任意兩個級聯的相鄰電芯之間，所述并聯均衡電阻的另一端連接所述并聯均衡換路器網絡單元；

所述并聯均衡換路器網絡單元至少由m+1組并聯均衡換路器組成，每組所述并聯均衡換路器至少由n個并聯開關組成，所述開關的其中一端連接所述并聯均衡電阻的另一端，每組所述并聯均衡換路器的開關的另一端共接于同一換路器節點，且各組所述并聯均衡換路器采用相同的開關組合方式；進行電芯電壓的并聯均衡時，每組所述并聯均衡換路器中的至少2個所述開關處于導通狀態。

所述電壓采樣網絡單元由多個ADC采樣芯片組成，所述ADC采樣芯片連接于相鄰的兩換路器節點之間。

2.根據權利要求1所述的電池模組并聯均衡控制裝置，其特征在于，所述電池模組并聯均衡控制裝置還包括串聯均衡網絡單元，所述串聯均衡網絡單元包括m個串聯均衡模塊，每個所述串聯均衡模塊由串接而成的串聯均衡開關和串聯均衡電阻組成，每個所述串聯均衡模塊并聯一個所述ADC采樣芯片。

3.根據權利要求2所述的電池模組并聯均衡控制裝置，其特征在于，對于同一并聯組的所述電芯，通過所述并聯均衡網絡單元實現所述電芯電壓的均衡；對于同一串聯組的所述電芯，通過所述并聯均衡網絡單元和所述串聯均衡網絡單元共同實現所述電芯電壓的均衡。

4.根據權利要求1或2所述的電池模組并聯均衡控制裝置，其特征在于，所述電池模組并聯均衡控制裝置還包括并聯均衡熔絲網絡單元，所述并聯均衡熔絲網絡單元串聯于所述并聯均衡電阻網絡單元與所述并聯均衡換路器網絡單元之間，所述并聯均衡熔絲網絡單元由多個并聯均衡熔絲電阻組成，所述并聯均衡換路器網絡單元的開關至少串聯一個所述并聯均衡熔絲電阻。

5.根據權利要求4所述的電池模組并聯均衡控制裝置，其特征在于，所述并聯均衡電阻網絡單元至少由(m+1)×n個所述并聯均衡電阻組成，每個所述并聯均衡電阻串聯至少一個所述并聯均衡熔絲電阻。

6.根據權利要求1所述的電池模組并聯均衡控制裝置，其特征在于，所述電壓采樣網絡單元至少由m個ADC采樣芯片組成。

7.根據權利要求1所述的電池模組并聯均衡控制裝置，其特征在于，每個所述并聯組在所述并聯均衡換路器每次切換開關組合狀態前后維持至少一個電芯始終接入所述電壓采樣網絡單元。

8.根據權利要求6所述的電池模組并聯均衡控制裝置，其特征在于，所述電池模組并聯均衡控制裝置還用于采集所述電池包的電芯電壓，所述電壓采樣網絡單元在t1～tn的一個采樣工作周期內進行n次電壓采樣，每次電壓采樣時，每組所述并聯均衡換路器通過切換開關組合狀態，不重復地導通i個不同組合的電芯，每個所述ADC采樣芯片對應測得與其并聯的、且形成并聯均衡回路的i個電芯的平均電壓值，其中，1<i<n；

所述電壓采樣網絡單元經一個所述采樣工作周期后，m個所述ADC采樣芯片測得m組所述平均電壓值，每組所述平均電壓值包括n個對應不同組合的i個電芯的平均電壓值，根據第y個ADC采樣芯片對第y個并聯組的電芯在一個工作周期內采集到的n個所述平均電壓值，列出一個n元1次方程組：

其中，1≤y≤n，表示第y個并聯組、第i個串聯組的電芯；

根據所述m組平均電壓值列出m個所述n元一次方程組，每個所述n元一次方程組的解即為所對應并聯組的n個電芯的電壓值，求解所述m個n元一次方程組，計算得到所述電池包的每個電芯的電壓值。

9.根據權利要求7所述的電池模組并聯均衡控制裝置，其特征在于，所述電池模組并聯均衡控制裝置還用于對采集到的電芯電壓進行在線誤差補償，所述在線誤差補償的方法包括以下步驟：

S1、每隔固定時間，每組所述并聯均衡換路器的開關中僅其中一個處于導通狀態，通過所述ADC電壓采樣芯片測得每個所述電芯的瞬時電壓值；

S2、控制每組所述并聯均衡換路器的i個開關處于導通狀態，得到所述i個開關導通的電芯的平均電壓值，通過所述電壓平均值與所述每個電芯的瞬時電壓值計算每個電芯所在通路的誤差值，并存儲所述誤差值；

S3、通過所述誤差值和所述i個開關導通時的電芯的平均電壓值重新計算得到存在誤差干擾時的每個電芯的實際電壓值。