[發明專利]一種電池管理系統以及動力電池

在審

• 申請號: 201911374312.8
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111146835A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 費達;郝燁;孫曉
• 申請（專利權）人: 江蘇天鵬電源有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種電池管理系統，屬于電池控制技術領域，包括多個單體電池串接組成的電池組、主動均衡模塊、被動均衡模塊、電池監測模塊和主控制器。電池監測模塊與主控制器通信連接，用于采集電池組的輸出信號。主動均衡模塊和被動均衡模塊分別與主控制器通信連接。主控制器對輸出信號處理后，向主動均衡模塊或被動均衡模塊發出開啟或關閉指令。主動均衡模塊的輸出端與所述電池組連接，控制端與主控制器連接，用于電池組間的能量轉換。主動均衡模塊包括多個子均衡模塊，多個子均衡模塊與單體電池一一對應。子均衡模塊用于控制所述對應單體電池的能量轉換。主動均衡模塊同時控制一個或多個子均衡模塊的開啟或關閉。本發明設計簡單高效，成本低。

技術領域

本發明涉及一種電池管理系統及動力電池，屬于電池控制技術領域。

背景技術

環境問題越加嚴重的今天，新能源的開發和應用逐漸受到重視，其中車用電池以其效低污染的特點更加受到矚目。

由于鋰離子電池制造工藝差異、工作環境不同，每個電池單體的內阻和容量都存在微小的差異。尤其是在成組多次充放電循環后，這些微小的差異會逐漸積累，導致電池單體電壓的不一致性增加。并且由于電池組存在的“木桶效應”，電壓的不一致性增加會極大的降低電池組的可用容量和循環壽命，對電動汽車的駕駛性能，甚至安全性造成了極大的威脅。因此，亟需有效的均衡系統來平衡動力電池組的電壓，提高電池的一致性。

目前，電池均衡方式有被動均衡和主動均衡兩大類。被動均衡是通過電池單體并聯的電阻把電池單體多余的電量以熱量的形式放掉，從而實現電池單體電壓的均衡。相比于被動均衡，主動均衡速度快、效率高，主要可以分為基于電容的均衡方法、基于電感的均衡方法和基于變壓器的均衡方法，是將能量從電壓高的電池轉移到電壓低的電池，從而實現電池電壓的快速均衡。但是現有的均衡方式大都效率低下，且設計復雜，成本高。

發明內容

本發明是提供一種電池管理系統，設計簡單高效，成本低。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種電池管理系統，包括多個單體電池串接組成的電池組、主動均衡模塊、被動均衡模塊、電池監測模塊和主控制器，所述電池監測模塊與主控制器通信連接，用于采集電池組的輸出信號，并將所述輸出信號傳輸至主控制器；所述主動均衡模塊和被動均衡模塊分別與主控制器通信連接，所述主控制器對輸出信號進行處理后，向主動均衡模塊或被動均衡模塊發出開啟或關閉指令；所述主動均衡模塊的輸出端與所述電池組連接，控制端與主控制器連接，用于電池組間的能量轉換；所述主動均衡模塊包括多個子均衡模塊，所述多個子均衡模塊與單體電池一一對應，所述子均衡模塊用于控制所述對應單體電池的能量轉換；所述主動均衡模塊同時控制一個或多個子均衡模塊的開啟或關閉；所述被動均衡模塊與電池組連接。

優選地，所述被動均衡模塊包括多個被動均衡單元和被動均衡控制器，所述被動均衡單元與被動均衡控制器通信連接，所述被動均衡單元與單體電池一一對應設置。

優選地，所述被動均衡單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、三極管和被動均衡開關；所述開被動均衡開關的源極與對應單體電池的正極連接，漏極與第一電阻和對應單體電池的負極連接，柵極通過第二電阻與對應單體電池的正極連接；所述三極管的集電極通過第三電阻與被動均衡開關的柵極連接，基極通過第四電阻與被動均衡控制器輸出端連接，發射極與參考地連接。

優選地，所述三極管為NPN型三極管。

優選地，所述子均衡控制模塊設置有三個，分別為第一子均衡控制模塊、第二子均衡控制模塊和第三子均衡控制模塊；所述第一子均衡控制模塊、第二子均衡控制模塊和第三子均衡控制模塊串接。