[發明專利]一種電池均衡管理系統及其均衡管理方法

在審

• 申請號: 202010219818.8
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN113452095A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 黃薛
• 申請（專利權）人: 上海海拉電子有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京大成律師事務所 11352
• 代理人: 李佳銘;王芳

本發明提出一種電池均衡管理系統及其均衡管理方法。本發明利用狀態監測模塊監測電池狀態，控制模塊根據電池狀態控制單體均衡模塊和組均衡模塊實現充放電電路中電量的均衡，通過重構模塊實現電池的替換。從而，不斷可以準確的對充放電電路進行電量均衡，還可以實現對故障電池的替換，大大延長了充放電單路的工作壽命。

技術領域

本發明涉及車輛零配件的技術領域，尤其涉及一種電池均衡管理系統及其均衡管理方法。

背景技術

在動力電池的生產制造和使用過程中的差異性，造成了動力電池單體天然就存在著不一致性。不一致性主要表現在單體容量、內阻、自放電率、充放電效率等方面。單體的不一致，必然的帶來了動力電池包容量的損失，進而造成壽命的下降。同時，電池單體的不一致，會隨著時間的推移，在溫度以及振動條件等隨機因素的影響下進一步惡化，使得參數向著離散化方向發展。目前，解決這個問題的方法之一就是通過電池管理系統對電池組實施均衡。

當前的車輛中，大多數電池均衡管理系統是基于電池端電壓進行均衡控制。這種系統中，當電池使用次數過多，電池電解液濃度、內阻等其他內部形狀發生改變時，再通過電壓判斷均衡，容易造成較大的誤差。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種電池均衡管理系統及其均衡管理方法及其均衡管理方法。本發明利用狀態監測模塊監測電池狀態，控制模塊根據電池狀態控制單體均衡模塊和組均衡模塊實現充放電電路中電量的均衡或者電池的替換。從而，不斷可以準確的對充放電電路進行電量均衡，還可以實現對故障電池的替換，大大延長了充放電單路的工作壽命。

具體地，本發明一方面在于，提供一種電池均衡管理系統，包括，充放電電路、狀態監測模塊和控制模塊，其還包括：至少一個單體均衡模塊、至少一個組均衡模塊和至少一個重構模塊，其中，所述充放電電路中包括至少一個電池組，所述電池組之間相互串聯，所述電池組中包括至少一個單體電池，所述單體電池之間相互串聯，所述狀態監測模塊，連接到充放電電路，用于監測充放電電路中的單體電池的電池狀態；所述控制模塊，與所述狀態監測模塊連接，用于根據所述電池狀態生產均衡指令或者重構指令；所述單體均衡模塊，連接于單體電池兩端，用于接收并根據所述均衡指令控制單體電池與單體電池之間的均衡管理，組均衡模塊，連接于電池組的兩端，用于接收并根據所述均衡指令控制組電池與組電池組之間的均衡管理，所述單體均衡模塊與組均衡模塊協同控制單體電池與電池組之間的均衡管理，重構模塊，連接于單體電池兩端，用于接收并根據所述重構指令控制所述單體電池的工作狀態。

優選的，上述電池均衡管理系統中，所述單體均衡模塊包括單體均衡電路，所述單體均衡電路中包括第一開關、第二開關及單體變壓器，其中所述單體變壓器的第一側連接于所述單體電池的兩端，且在所述單體變壓器的第一側與所述單體電池之間設置有第一開關，所述單體變壓器的第二側與其他所述單體均衡模塊中單體變壓器的第二側并聯，所述單體變壓器的第二側與其他所述單體均衡模塊中單體變壓器的第二側之間設置有第一開關，所述單體變壓器的第一側的輸入端與所述單體變壓器的第二側的輸出端之間以及所述單體變壓器的第二側的輸出端與所述單體變壓器的第一側的輸入端之間分別設置有第二開關。

優選的，上述電池均衡管理系統中，所述組均衡模塊包括組均衡電路，所述組均衡電路中包括第一開關、第二開關及組變壓器，所述組變壓器的第一側連接于所述電池組的兩端，且在所述組變壓器的第一側與所述電池組之間設置有第一開關，所述組變壓器的第二側與其他所述組均衡模塊中組變壓器的第二側并聯，所述組變壓器的第二側與其他所述組均衡模塊中組變壓器的第二側之間設置有第一開關，所述組變壓器的第一側的輸入端與所述組變壓器的第二側的輸出端之間以及所述組變壓器的第二側的輸出端與所述組變壓器的第一側的輸入端之間分別設置有第二開關。

優選的，上述電池均衡管理系統中，所述第一開關為三級管及二極管并聯形成的開關電路、MOSFET開關或單控開關；所述第二開關為三級管及二極管并聯形成的開關電路或MOSFET開關。