[發明專利]一種具備主動電池均衡的充電管理系統及管理方法

在審

• 申請號: 202111424883.5
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN113954694A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 雒海東;白云海;黃曉英;雒建華;常曉蕾
• 申請（專利權）人: 綠能慧充數字技術有限公司
• 主分類號: B60L58/22
• 分類號: B60L58/22;B60L53/31;H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張宇鴿

本發明公開了一種具備主動電池均衡的充電管理系統及管理方法，屬BMS+充電樁領域，旨在解決被動均衡存在均衡時間長效果不明顯，主動均衡結構復雜成本高的問題。BMS電池管理系統在硬件電路上提供兩塊IO控制單元即正極通道管理單元和負極通道管理單元；BMS電池管理系統管理正、負極通道管理單元與充電接口的電能輸出與數據交互的通訊，對不同電池組使用的不同階段進行通道選擇與控制；并完成均衡充電階段的低電壓電池串單獨循環依次補充電。本發明提出的充電管理系統結合新能源車輛日常充電行為，在每次充電過程中進行無感知的電池養護均衡，利用充電樁直流充電系統響應BMS電池管理系統的均衡充電需求。

技術領域

本發明屬于BMS+充電樁技術領域，具體涉及一種具備主動電池均衡的充電管理系統及管理方法。

背景技術

隨著新能源的發展，電動兩輪、三輪車，新能源汽車，綠色公交、電動物流、儲物運輸車輛等，鋰電池作為新能源車的動力來源，是新能源車輛運行的動力核心保障。

目前電動車大多是用充電樁對電池充電，從交流充電樁到直流充電系統，從單純的充電到科學智能的充電，掌握電池系統更多的信息。對于大多數消費者來說，電池的好不好用，關鍵在充滿電后能用多久，一次滿電后能跑多遠。這里就引出了兩個關鍵詞：電池剩余電量SOC和電池健康度SOH。

電池管理系統BMS作為鋰電池使用管家，對鋰電池組實時進行著監控與保護。在大量的使用數據表明，隨著電池的使用電池組出現的一致性差異是導致電池“充電充不滿，放電放不完”的主要原因，就如木桶效應一樣，整個電池組的耐用度受制于整組電池中性能最差的一組電池。目前解決這一問題常見的方法就是電池均衡，常用的有被動均衡和主動均衡兩種。簡單來講這兩種均衡方法的最終目的都是要對電壓偏低串多充些電。前者是通過對整組電池中高電壓串進行放電，通過對電壓較高的單串放電來達到電壓平衡，再進行充電，這種稱作是被動均衡。后者是要直接對低電壓串進行單獨充電，最終達到均衡電壓的目的稱為主動均衡。當前使用被動放電均衡方法結構簡單，但存在著均衡需要的時間長，效果不明顯等問題。而主動均衡則結構復雜，成本高，更有些需要單獨拆開電池包后使用專用均衡儀器進行。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種具備主動電池均衡的充電管理系統及管理方法，旨在解決現有技術中被動均衡存在均衡時間長效果不明顯，主動均衡結構復雜成本高的缺陷性技術問題。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

本發明提出了一種具備主動電池均衡的充電管理系統，包括充電樁、BMS電池管理系統和電池單元；所述BMS電池管理系統的一端與所述充電樁相連，所述BMS電池管理系統的另一端與所述電池單元相連；

所述充電樁用于為BMS電池管理系統提供電池單元所需的整組電池需求電壓和需求電流，所述整組電池需求電壓和需求電流通過BMS電池管理系統傳輸給充電樁進行數據通訊；

所述BMS電池管理系統用于接收來自充電樁的電壓和電流，并管理電池單元進行充電；

所述電池單元的整組電池充電結束后，BMS電池管理系統發出單組電池的需求電壓和需求電流請求，充電樁對BMS電池管理系統提供電壓和電流，并采用BMS電池管理系統管理電池單元對單組電池進行充電，實現電池單元的主動均衡充電。

優選地，所述電池單元包括正極通道管理單元、負極通道管理單元、第一保險組、第二保險組和整組電池；

所述正極通道管理單元與所述第一保險組的一端電性相連，所述第一保險組的另一端與所述整組電池電性相連；所述第二保險組的一端與整組電池電性相連，所述第二保險組的另一端與負極通道管理單元電性相連。

優選地，所述正極通道管理單元和負極通道管理單元每次僅閉合一條通道。

優選地，在進行充電前，記錄電池單元整組電池電壓由低到高的串數順序。