[發明專利]一種電動汽車鋰電池均衡維護系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201910054112.8
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109638924A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 曹大勝;吳成加;馬智慧;管理松;羅楊楊;張復文
• 申請（專利權）人: 安徽天健環保車輛部件有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/04;B60L58/22;B60L58/20;H01M10/42
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種電動汽車鋰電池均衡維護系統及方法，包括電池組、連接器、電壓溫度采樣單元、若干充電單元、中央處理器、時鐘單元、SD存儲器、風冷控制電路、CAN接口電路、指示燈、RS232接口、觸控顯示屏等組成；均衡維護系統接入到電池組后，由中央處理器通過電壓溫度采樣電路實時采集電池組的電壓和溫度，當采集到電池單體的電壓低于設定的電壓值時，中央處理器接通充電控制電路和充電開關電路，啟動AC/DC電源模塊，AC/DC電源模塊輸出電壓，以低檔充電電流給電池單體進行充電；此時,中央處理器根據檢測到的單體電壓值與設定電壓之間的壓差，來調整AC/DC電源模塊的輸出電流實現電池的電能補充。

技術領域

本發明屬于汽車技術領域，具體涉及到一種汽車維護系統，更具體的是一種電動汽車鋰電池均衡維護系統及其工作方法。

背景技術

隨著新能源汽車相關技術的創新步伐正在日益加快，新能源汽車特別是純電動汽車的產業也進入了快速發展期,但是總有一些關鍵技術困擾新能源汽車產業的發展，動力電池一致性問題就是其中之一。

鋰離子動力電池作為新能源汽車的關鍵核心部件，其成組電池間的一致性問題，對于動力電池組壽命、整車安全性等方面都顯得尤為重要。在實際應用中，因電池生產材料因不同批次導致電池單體在性能方面存在微小差別，或因為工藝方面的瑕疵等原因,使電池組中的某一單體電池率先失效、單體之間的壓差變大，使整個電池組整體容量降低，嚴重影響電池組的安全和使用壽命。

解決的手段通常是采用均衡的技術手段，來緩解電池一致性問題。鋰電池均衡技術是指在鋰電池成組后，通過人為干預使電池組內的所有電池綜合性能趨于一致，其目的是確保電池組性能可以充分發揮，并保證電池在使用過程中的安全。均衡技術可分為能量耗散型和能量轉移型兩大類。

能量耗散型均衡是通過給電池組中每只電池并聯一個電阻進行放電分流，從而實現均衡。這種電路結構簡單，只將容量高的單體電池的能量消耗，存在能量浪費和熱管理難度較大等問題，可能會造成安全隱患并加速電池老化。能量轉換式均衡是通過開關信號，由鋰離子電池組整體向單體電池進行補充，或者由單體電池向電池組通過變壓器線圈進行能量轉移。從成本和均衡效率來考慮，能量轉移式可應用于小功率場合，但不適合擴展到更大的電池組中。

能量耗散型均衡的電流只能達到幾十毫安，且只能對電池電壓較高的單體進行放電，能量轉移式均衡電流通常情況下也只有1至2A的電流，且電路結構復雜，成本較高，只能應用于小容量電池場合，電動汽車中，為了保證續駛里程，電池組的容量較大，一般在150～500AH左右，在這種情況下，由于能量轉移式均衡技術,在同一時刻，單個電池箱內只能是單體對整體電池組或整體電池組對單體進行單向均衡，同一個電池組內，無法實現多個單體同時均衡，因此，能量轉移式均衡技術，也不能很好地解決問題。

發明內容

為了克服上述的技術問題，本發明提供了一種電動汽車鋰電池均衡維護系統及方法，本系統通過將連接器與不同類型的電池BMS系統線束之間采用轉接裝置,將均衡維護系統與電池系統的線束相連接,當均衡維護系統接入到電池組后，由均衡維護系統接替BMS單元,實現電壓、溫度采集和充電控制。均衡維護系統中央處理器通過電壓溫度采樣電路實時采集電池組的電壓和溫度，當采集到某個電池單體的電壓低于設定的電壓值時，中央處理器接通充電控制電路和充電開關電路，啟動AC/DC電源模塊，對該單體進行充電。直到該單體的檢測壓差縮小到設定的電壓值后，關閉該路AC/DC模塊輸出；中央處理器同時對多路充電單元進行巡檢,及時調整充電電流及充電控制，直到電池組中所有電池單體的壓差滿足設定要求，關閉所有充電開關及AC/DC模塊,完成電池單體的均衡維護。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種電動汽車鋰電池均衡維護系統，包括電池組、連接器、電壓溫度采樣單元、若干充電單元、中央處理器、時鐘單元、SD存儲器、風冷控制電路、CAN接口電路、指示燈、RS232接口和觸控顯示屏；