[發(fā)明專(zhuān)利]一種電池模組并聯(lián)均衡控制裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810627502.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108551196A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊博文;李里;張舟;鄭帥;王磊;邵冰;劉穎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 一汽-大眾汽車(chē)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 北京市萬(wàn)慧達(dá)律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 黃玉東

1.一種電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，用于由m個(gè)并聯(lián)組和n個(gè)串聯(lián)組的電芯組成的電池包，其特征在于，所述電池模組并聯(lián)均衡控制裝置包括并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元、并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元和電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元，其中，

所述并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元由若干并聯(lián)均衡電阻組成，每個(gè)所述并聯(lián)均衡電阻的其中一端連接于任意兩個(gè)級(jí)聯(lián)的相鄰電芯之間，所述并聯(lián)均衡電阻的另一端連接所述并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元；

所述并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元至少由m+1組并聯(lián)均衡換路器組成，每組所述并聯(lián)均衡換路器至少由n個(gè)并聯(lián)開(kāi)關(guān)組成，所述開(kāi)關(guān)的其中一端連接所述并聯(lián)均衡電阻的另一端，每組所述并聯(lián)均衡換路器的開(kāi)關(guān)的另一端共接于同一換路器節(jié)點(diǎn)，且各組所述并聯(lián)均衡換路器采用相同的開(kāi)關(guān)組合方式；進(jìn)行電芯電壓的并聯(lián)均衡時(shí)，每組所述并聯(lián)均衡換路器中的至少2個(gè)所述開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)。

所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元由多個(gè)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(jié)點(diǎn)之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，其特征在于，所述電池模組并聯(lián)均衡控制裝置還包括串聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元，所述串聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元包括m個(gè)串聯(lián)均衡模塊，每個(gè)所述串聯(lián)均衡模塊由串接而成的串聯(lián)均衡開(kāi)關(guān)和串聯(lián)均衡電阻組成，每個(gè)所述串聯(lián)均衡模塊并聯(lián)一個(gè)所述ADC采樣芯片。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，其特征在于，對(duì)于同一并聯(lián)組的所述電芯，通過(guò)所述并聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元實(shí)現(xiàn)所述電芯電壓的均衡；對(duì)于同一串聯(lián)組的所述電芯，通過(guò)所述并聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元和所述串聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元共同實(shí)現(xiàn)所述電芯電壓的均衡。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，其特征在于，所述電池模組并聯(lián)均衡控制裝置還包括并聯(lián)均衡熔絲網(wǎng)絡(luò)單元，所述并聯(lián)均衡熔絲網(wǎng)絡(luò)單元串聯(lián)于所述并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元與所述并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元之間，所述并聯(lián)均衡熔絲網(wǎng)絡(luò)單元由多個(gè)并聯(lián)均衡熔絲電阻組成，所述并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元的開(kāi)關(guān)至少串聯(lián)一個(gè)所述并聯(lián)均衡熔絲電阻。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，其特征在于，所述并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元至少由(m+1)×n個(gè)所述并聯(lián)均衡電阻組成，每個(gè)所述并聯(lián)均衡電阻串聯(lián)至少一個(gè)所述并聯(lián)均衡熔絲電阻。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，其特征在于，所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元至少由m個(gè)ADC采樣芯片組成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，其特征在于，每個(gè)所述并聯(lián)組在所述并聯(lián)均衡換路器每次切換開(kāi)關(guān)組合狀態(tài)前后維持至少一個(gè)電芯始終接入所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，其特征在于，所述電池模組并聯(lián)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(wǎng)絡(luò)單元在t1～tn的一個(gè)采樣工作周期內(nèi)進(jìn)行n次電壓采樣，每次電壓采樣時(shí)，每組所述并聯(lián)均衡換路器通過(guò)切換開(kāi)關(guān)組合狀態(tài)，不重復(fù)地導(dǎo)通i個(gè)不同組合的電芯，每個(gè)所述ADC采樣芯片對(duì)應(yīng)測(cè)得與其并聯(lián)的、且形成并聯(lián)均衡回路的i個(gè)電芯的平均電壓值，其中，1<i<n；

所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元經(jīng)一個(gè)所述采樣工作周期后，m個(gè)所述ADC采樣芯片測(cè)得m組所述平均電壓值，每組所述平均電壓值包括n個(gè)對(duì)應(yīng)不同組合的i個(gè)電芯的平均電壓值，根據(jù)第y個(gè)ADC采樣芯片對(duì)第y個(gè)并聯(lián)組的電芯在一個(gè)工作周期內(nèi)采集到的n個(gè)所述平均電壓值，列出一個(gè)n元1次方程組：

其中，1≤y≤n，表示第y個(gè)并聯(lián)組、第i個(gè)串聯(lián)組的電芯；

根據(jù)所述m組平均電壓值列出m個(gè)所述n元一次方程組，每個(gè)所述n元一次方程組的解即為所對(duì)應(yīng)并聯(lián)組的n個(gè)電芯的電壓值，求解所述m個(gè)n元一次方程組，計(jì)算得到所述電池包的每個(gè)電芯的電壓值。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，其特征在于，所述電池模組并聯(lián)均衡控制裝置還用于對(duì)采集到的電芯電壓進(jìn)行在線(xiàn)誤差補(bǔ)償，所述在線(xiàn)誤差補(bǔ)償?shù)姆椒òㄒ韵虏襟E：

S1、每隔固定時(shí)間，每組所述并聯(lián)均衡換路器的開(kāi)關(guān)中僅其中一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)所述ADC電壓采樣芯片測(cè)得每個(gè)所述電芯的瞬時(shí)電壓值；

S2、控制每組所述并聯(lián)均衡換路器的i個(gè)開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，得到所述i個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的電芯的平均電壓值，通過(guò)所述電壓平均值與所述每個(gè)電芯的瞬時(shí)電壓值計(jì)算每個(gè)電芯所在通路的誤差值，并存儲(chǔ)所述誤差值；

S3、通過(guò)所述誤差值和所述i個(gè)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)的電芯的平均電壓值重新計(jì)算得到存在誤差干擾時(shí)的每個(gè)電芯的實(shí)際電壓值。