一种动力电池组均衡系统及均衡方法技术方案

本发明专利技术涉及电池均衡技术领域，本发明专利技术提供一种动力电池组均衡系统及均衡方法，动力电池均衡系统包括电池管理系统、中央控制器、均衡模块、多个第一开关、多个第二开关、多个第一均衡接口、多个第二均衡接口、至少一个第一动力电池组和至少一个第二动力电池组；中央控制器使荷电状态值最大的第一动力电池组通过均衡模块对荷电状态值最小的第二动力电池组进行充电，直至达到荷电状态均值时，控制第一开关和第二开关同时关闭，并驱动电池管理系统工作，直至所有第一动力电池组和第二动力电池组的荷电状态值均达到荷电状态均值，可以增加动力电池的使用寿命，并且均衡能耗小，显著地提高了动力电池的均衡效率，缩短了动力电池的均衡时间。

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池组均衡系统及均衡方法
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种动力电池组均衡系统及均衡方法。
技术介绍
目前，单体锂离子动力电池的工作电压一般是3.7V，而电动汽车动力电池的工作电压是12V或24V或者更高。因此，为达到电动汽车运行时的电压要求，电动汽车用的锂离子动力电池必须由多个电池单体串联而提高电压。在现有的工艺条件下，难以做到单体锂离子动力电池特性完全一致。如果不采取有效的均衡充放电措施，锂离子动力电池就难以做到完全均一的充放电，因此导致串联的多个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况，电池就会出现充电不足和过放电现象，而这种状况会导致锂离子动力电池组性能的急剧恶化，最终导致整组锂离子动力电池组无法正常工作，甚至报废，从而大大影响锂离子动力电池组的使用寿命和可靠性能。虽然单体锂离子动力电池之间的不一致性难以消除，但是，可以通过有效的均衡充放电方法来尽量减小这种不一致性，以此来尽可能的延长锂离子动力电池组的使用寿命。现代锂离子动力电池均衡充放电技术大体可分旁路法和能量转移法，旁路法即当某个电芯单体电压过高时，在其上加一旁路电阻，放掉多余的能量，使整体电压达到平衡，这种方法属于完全的能量损耗型，又由于旁路电阻产生的热量，因此旁路法不可能应用于大容量的动力电池，这种方法在小容量动力电池管理系统上较常见，一般旁路电流在200mA以内。综上所述，现有技术中的电池均衡方式存在由于产生热量而不能应用于大容量的动力电池的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种动力电池组均衡系统及均衡方法，旨在解决针对现有技术中的电池均衡方式存在由于产生热量而不能应用于大容量的动力电池的问题。本专利技术是这样实现的，一种动力电池组均衡系统，所述动力电池均衡系统包括电池管理系统、中央控制器、均衡模块、多个第一开关、多个第二开关、多个第一均衡接口、多个第二均衡接口、至少一个第一动力电池组以及至少一个第二动力电池组；所述多个第一均衡接口中每一个第一均衡接口连接所述多个第一开关中的一个第一开关的第一端，所述多个第一开关中的每一第一开关的第二端连接所述均衡模块的一个电压输入/输出端，所述多个第二均衡接口中每一个第二均衡接口连接所述多个第二开关中的一个第二开关的第一端，所述多个第二开关中的每一第二开关的第二端连接所述均衡模块的一个电压输入/输出端，所述中央控制器的输出端连接每一第一开关的控制端、每一第二开关的控制端以及所述均衡模块的控制端；所述电池管理系统检测到所述至少一组第一动力电池组和所述至少一组第二动力电池组接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口时，采集每一第一动力电池组和每一第二动力电池组的电性能参数，根据所述电性能参数计算得到所述每一第一动力电池组的荷电状态值、所述每一第二动力电池组的荷电状态值以及所述动力电池组的荷电状态均值，并将所述每一第一动力电池组的荷电状态值、所述每一第二动力电池组的荷电状态值以及所述荷电状态均值发送给所述中央控制器；所述中央控制器控制荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关导通，并控制荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关导通，以使所述荷电状态值最大的第一动力电池组通过所述均衡模块对所述荷电状态值最小的第二动力电池组进行充电，并当所述荷电状态值最大的第一动力电池组或者所述荷电状态值最小的第二动力电池组的荷电状态值达到所述荷电状态均值时，控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关和所述荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关同时关闭，并驱动所述电池管理系统工作，直至所有第一动力电池组和第二动力电池组的荷电状态值均达到荷电状态均值。在所述中央控制器控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组通过所述均衡模块对所述荷电状态值最小的第二动力电池组进行充电时，所述电池管理系统检测所述荷电状态值最大的第一动力电池组和所述荷电状态值最小的第二动力电池组的温度值；当所述荷电状态值最大的第一动力电池组的温度值或者所述荷电状态值最小的第二动力电池组的温度值超过预设值时，所述电池管理系统发送异常信号给所述中央控制器；所述中央控制器根据所述异常信号控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关和所述荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关同时关闭。所述电池管理系统检测到所述至少一组第一动力电池组和所述至少一组第二动力电池组接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口的过程具体为：所述电池管理系统判断是否存在某一第一动力电池组与某一第二动力电池组正处于均衡充电状态，是，则等待所述均衡充电完成后，再采集每一第一动力电池组和每一第二动力电池组的电性能参数，否，则采集每一第一动力电池组和每一第二动力电池组的电性能参数。所述第一开关和所述第二开关为继电器、场效应管或三极管。所述均衡模块为双向DC-DC变换器。所述动力电池均衡系统还包括监控显示单元，所述监控显示单元与所述电池管理系统连接；所述监控显示单元用于显示每一第一动力电池组和每一第二动力电池组的电压值、电流值、温度值以及荷电状态值。本专利技术还提供一种动力电池组均衡系统的均衡方法，所述均衡方法包括：A.所述电池管理系统检测到所述至少一组第一动力电池组和所述至少一组第二动力电池组接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口时，采集每一第一动力电池组和每一第二动力电池组的电性能参数；B.所述电池管理系统根据所述电性能参数计算得到所述每一第一动力电池组的荷电状态值、所述每一第二动力电池组的荷电状态值以及所述动力电池组的荷电状态均值，并将所述每一第一动力电池组的荷电状态值、所述每一第二动力电池组的荷电状态值以及所述荷电状态均值发送给所述中央控制器；C.所述中央控制器控制荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关导通，并控制荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关导通，以使所述荷电状态值最大的第一动力电池组通过所述均衡模块对所述荷电状态值最小的第二动力电池组进行充电，D.当所述荷电状态值最大的第一动力电池组或者所述荷电状态值最小的第二动力电池组的荷电状态值达到所述荷电状态均值时，所述中央控制器控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关和所述荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关同时关闭，并返回执行步骤A，直至所有第一动力电池组和第二动力电池组的荷电状态值均达到荷电状态均值。在执行所述步骤C的同时，所述均衡方法还包括以下步骤：所述电池管理系统检测所述荷电状态值最大的第一动力电池组和所述荷电状态值最小的第二动力电池组的温度值；当所述荷电状态值最大的第一动力电池组的温度值或者所述荷电状态值最小的第二动力电池组的温度值超过预设值时，所述电池管理系统发送异常信号给所述中央控制器；所述中央控制器根据所述异常信号控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关和所述荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关同时关闭。所述电池管理系统检测到所述至少一组第一动力电池组和所述至少一组第二动力电池组接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口的步骤具体为：判断是否存在某一第一动力电池组与某一第二动力电池组正处于均衡充电状态，是，则等待所述均衡充电完成后，再采集每一第一动力电池组和每一第二动力电池组的电性能参数，否，则采集每一第一动力电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池组均衡系统，其特征在于，所述动力电池均衡系统包括电池管理系统、中央控制器、均衡模块、多个第一开关、多个第二开关、多个第一均衡接口、多个第二均衡接口、至少一个第一动力电池组以及至少一个第二动力电池组；所述多个第一均衡接口中每一个第一均衡接口连接所述多个第一开关中的一个第一开关的第一端，所述多个第一开关中的每一第一开关的第二端连接所述均衡模块的一个电压输入/输出端，所述多个第二均衡接口中每一个第二均衡接口连接所述多个第二开关中的一个第二开关的第一端，所述多个第二开关中的每一第二开关的第二端连接所述均衡模块的一个电压输入/输出端，所述中央控制器的输出端连接每一第一开关的控制端、每一第二开关的控制端以及所述均衡模块的控制端；所述电池管理系统检测到所述至少一组第一动力电池组和所述至少一组第二动力电池组接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口时，采集每一第一动力电池组和每一第二动力电池组的电性能参数，根据所述电性能参数计算得到所述每一第一动力电池组的荷电状态值、所述每一第二动力电池组的荷电状态值以及所述动力电池组的荷电状态均值，并将所述每一第一动力电池组的荷电状态值、所述每一第二动力电池组的荷电状态值以及所述荷电状态均值发送给所述中央控制器；所述中央控制器控制荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关导通，并控制荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关导通，以使所述荷电状态值最大的第一动力电池组通过所述均衡模块对所述荷电状态值最小的第二动力电池组进行充电，并当所述荷电状态值最大的第一动力电池组或者所述荷电状态值最小的第二动力电池组的荷电状态值达到所述荷电状态均值时，控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关和所述荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关同时关闭，并驱动所述电池管理系统工作，直至所有第一动力电池组和第二动力电池组的荷电状态值均达到荷电状态均值。...

【技术特征摘要】
1.一种动力电池组均衡系统，其特征在于，所述动力电池均衡系统包括电池管理系统、中央控制器、均衡模块、多个第一开关、多个第二开关、多个第一均衡接口、多个第二均衡接口、至少一个第一动力电池组以及至少一个第二动力电池组；所述多个第一均衡接口中每一个第一均衡接口连接所述多个第一开关中的一个第一开关的第一端，所述多个第一开关中的每一第一开关的第二端连接所述均衡模块的一个电压输入/输出端，所述多个第二均衡接口中每一个第二均衡接口连接所述多个第二开关中的一个第二开关的第一端，所述多个第二开关中的每一第二开关的第二端连接所述均衡模块的一个电压输入/输出端，所述中央控制器的输出端连接每一第一开关的控制端、每一第二开关的控制端以及所述均衡模块的控制端；所述电池管理系统检测到所述至少一组第一动力电池组和所述至少一组第二动力电池组接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口时，采集每一第一动力电池组和每一第二动力电池组的电性能参数，根据所述电性能参数计算得到所述每一第一动力电池组的荷电状态值、所述每一第二动力电池组的荷电状态值以及所述动力电池组的荷电状态均值，并将所述每一第一动力电池组的荷电状态值、所述每一第二动力电池组的荷电状态值以及所述荷电状态均值发送给所述中央控制器；所述中央控制器控制荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关导通，并控制荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关导通，以使所述荷电状态值最大的第一动力电池组通过所述均衡模块对所述荷电状态值最小的第二动力电池组进行充电，并当所述荷电状态值最大的第一动力电池组或者所述荷电状态值最小的第二动力电池组的荷电状态值达到所述荷电状态均值时，控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关和所述荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关同时关闭，并驱动所述电池管理系统工作，直至所有第一动力电池组和第二动力电池组的荷电状态值均达到荷电状态均值。2.如权利要求1所述的动力电池组均衡系统，其特征在于，在所述中央控制器控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组通过所述均衡模块对所述荷电状态值最小的第二动力电池组进行充电时，所述电池管理系统检测所述荷电状态值最大的第一动力电池组和所述荷电状态值最小的第二动力电池组的温度值；当所述荷电状态值最大的第一动力电池组的温度值或者所述荷电状态值最小的第二动力电池组的温度值超过预设值时，所述电池管理系统发送异常信号给所述中央控制器；所述中央控制器根据所述异常信号控制所述荷电状态值最大的第一动力电池组所对应的第一开关和所述荷电状态值最小的第二动力电池组所对应的第二开关同时关闭。3.如权利要求1所述的动力电池组均衡系统，其特征在于，所述电池管理系统检测到所述至少一组第一动力电池组和所述至少一组第二动力电池组接入所述第一均衡接口和所述第二均衡接口的过程具体为：所述电池管理系统判断是否存在某一第一动力电池组与某一第二动力电池组正处于均衡充电状态，是，则等待所述均衡充电完成后，再采集每一第一动力电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国卿，宋志斌，石印洲，林定方，梁嘉宁，常明，刘芬芬，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44