一种电池均衡控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电池均衡控制装置，所述装置包含主控板以及从控板，其中，所述主控板包含主均衡控制单元，所述从控板包含电压采集单元、从均衡控制单元以及放电单元。当所述主控板与所述从控板通信错误时所述从控板上的从均衡控制单元控制相应的放电单元实现单板均衡控制。本发明专利技术还公开了一种电池均衡控制方法，包含电池信息采集步骤、系统均衡命令生成步骤、单板均衡命令生成步骤以及均衡命令执行步骤。本发明专利技术的电池均衡控制装置以及方法在进行电池均衡的过程中不仅更加全面的考虑到了电池单体的实际情况，还基于多种意外情况构建了应对措施，从而实现了更为安全有效的电池均衡控制，达到了更为理想的电池均衡控制效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电气设备及电气工程领域，具体说涉及一种电池均衡控制装置及方法。
技术介绍
动力锂离子电池在使用过程中，为提高其电压平台和增大容量，多使用串并联的方法将多个电池单体组成电池模组。经过一定次数的充放电循环后，电池模组中的电池单体会出现电压不一致的情况，从而导致充放电异常。例如在充电时某个电池单体过早达到截止电压导致整组电池无法再继续充电。最终影响电池模组容量和使用寿命。在现有技术中，通常采用电池均衡技术来解决上述电池单体的电压不一致的情况。目前锂离子电池均衡技术主要分两种，主动均衡和被动均衡。主动均衡大多使用能量转移的方法，将单体电压较高的电池电量转移到单体电压较低的电池中。这种方法结构较为复杂，效率较低，成本较高，不易实现。被动均衡则为查找单体电压较高的单体，对其放电，达到单体电压一致的目的。这种方法结构简单，成本较低，容易实现，且可靠性也较高。然而现有技术中的被动均衡控制策略较为简单，仅仅将电压高于某一阀值的电池单体放电，不仅在阀值的选取上没有充分考虑电池单体的实际情况而且在均衡过程中也未考虑到某些特殊情况的发生，比如过温、通信丢失等。因此，针对现有技术中的被动均衡控制策略较为简单的问题，需要一种新的电池均衡控制装置及方法以达到更为理想的电池均衡控制效果。
技术实现思路
针对现有技术中的被动均衡控制策略较为简单的问题，本专利技术提供了一种电池均衡控制装置，所述装置包含主控板以及从控板，其中：所述从控板包含电压采集单元，所述电压采集单元与电池单体相连，用以获
取并输出所述电池单体的单体电压；所述主控板包含主均衡控制单元，所述主均衡控制单元与所述装置内所有从控板上的电压采集单元相连，以接收所述单体电压并基于所述单体电压输出系统均衡命令；所述从控板还包含从均衡控制单元，所述从均衡控制单元与位于同一从控板上的所述电压采集单元以及所述主均衡控制单元相连，用于在所述主控板与所述从控板通信错误时基于所述单体电压输出单板均衡命令；所述从控板还包含放电单元，所述放电单元与位于同一从控板上的所述电压采集单元、所述从均衡控制单元以及相应的所述电池单体相连，用于基于所述系统均衡命令或所述单板均衡命令对所述电池单体进行放电操作。在一实施例中，所述系统/单板均衡命令包含均衡电压，所述主/从均衡控制单元包含均衡电压计算器，所述均衡电压计算器用于根据所述主/从均衡控制单元接收到的单体电压按照特定规则计算并输出所述均衡电压。在一实施例中，所述主/从均衡电压计算器包含：第一电压筛选器，用于从所述主/从均衡控制单元接收到的所有单体电压中筛选出处于正常采集电压范围内的单体电压；第二电压筛选器，其与所述第一电压筛选器相连，用于对所述第一电压筛选器的输出做二次筛选，当所述处于正常采集电压范围内的单体电压的电压个数大于特定值时，从所述处于正常采集电压范围内的单体电压中去掉数值最高的单体电压以及数值最低的单体电压并输出剩下的所述单体电压；平均计算器，其与所述第二电压筛选器相连，用于计算并输出所述第二电压筛选器输出的单体电压的平均值，所述平均值为所述均衡电压。在一实施例中，所述装置还包含温度采集单元，所述温度采集单元用于获取并输出所述电池单体的单体温度和/或所述装置内特定组件的温度。在一实施例中，所述装置还包含电池状态判断单元，其用于判断并输出所述电池单体的充放电状态。在一实施例中，所述装置还包含交互模块，所述交互模块包含操作单元，所述操作单元与所述主控板和/或所述从控板相连，用于根据用户操作输出相应的均衡控制命令从而控制所述主控板和/或所述从控板的详细工作模式。在一实施例中，所述交互模块还包含显示单元，所述显示单元用于收集并显
示所述装置的相关信息。本专利技术还提供了一种电池均衡控制方法，所述方法包含以下步骤：电池信息采集步骤，获取连接到电池均衡控制装置的电池单体的电池信息，所述电池信息包含所述电池单体的单体电压；系统均衡命令生成步骤，基于获取到的所述单体电压生成并输出系统均衡命令；单板均衡命令生成步骤，当所述电池均衡控制装置中主控板与从控板之间的通信发生错误时，基于连接到相应从控板上的电池单体的单体电压生成并输出单板均衡命令；均衡命令执行步骤，基于所述系统均衡命令或所述单板均衡命令对相应的电池单体执行放电操作。在一实施例中，所述电池信息还包含电池温度和/或电池充放电状态，在所述系统均衡命令生成步骤或所述单板均衡命令生成步骤中，基于相应的电池温度和/或电池充放电状态生成并输出所述系统均衡命令或单板均衡命令。在一实施例中，所述方法还包含均衡模式设定步骤，根据使用者的具体需求设定所述电池均衡控制装置的工作模式，从而在所述系统均衡命令生成步骤或单板均衡命令生成步骤中基于具体的所述工作模式生成相应的所述系统均衡命令或所述单板均衡命令。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：本专利技术的电池均衡控制装置以及方法在进行电池均衡的过程中不仅更加全面的考虑到了电池单体的实际情况，还基于多种意外情况构建了应对措施，从而实现了更为安全有效的电池均衡控制，达到了更为理想的电池均衡控制效果。本专利技术的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本专利技术的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本专利技术而被了解。本专利技术的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是根据本专利技术一实施例的系统结构简图；图2是根据本专利技术一实施例的执行流程图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此本专利技术的实施人员可以充分理解本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本专利技术。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。为了获得更为理想的电池均衡控制效果。本专利技术公开了一种电池均衡控制装置，本专利技术的电池均衡控制装置使用被动均衡策略(对电压较高的单体进行放电，使整组电池电压趋于一致，从而降低电池容量衰减速度，延长使用寿命)并采用了主从分布式结构。本专利技术的电池均衡控制装置包含主控板以及从控板。从控板收集连接到其上的电池单体的信息并输出给主控板，主控板基于从控板收集到的信息生成并发送相应的均衡命令给从控板，从而对相应的电池单体执行放电操作，达到电池均衡控制的目的。如图1所示，本实施例的装置包含主控板120以及连接到主控板120的2个从控板130和140。从控板130连接到电池单体101、102以及103，从控板140连接到电池单体104、105以及106。这里需要说明的是，在本实施例中，装置包含2个从控板，每个从控板连接3个电池单体。但本专利技术的装置中的从控板以及电池单体的数目不限于此。在同一装置中，主控板可以连接到一个或多个从控板，每个从控板可以连接到一个或多个电池单体。主控板连接的从控板的数目以及从控板连接的电池单体的数目由用户实际需要以及具体的硬件环境决定。本实施例的装置的工作原理是对电池单体中电压超过特定阈值的电池单体进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池均衡控制装置，其特征在于，所述装置包含主控板以及从控板，其中：所述从控板包含电压采集单元，所述电压采集单元与电池单体相连，用以获取并输出所述电池单体的单体电压；所述主控板包含主均衡控制单元，所述主均衡控制单元与所述装置内所有从控板上的电压采集单元相连，以接收所述单体电压并基于所述单体电压输出系统均衡命令；所述从控板还包含从均衡控制单元，所述从均衡控制单元与位于同一从控板上的所述电压采集单元以及所述主均衡控制单元相连，用于在所述主控板与所述从控板通信错误时基于所述单体电压输出单板均衡命令；所述从控板还包含放电单元，所述放电单元与位于同一从控板上的所述电压采集单元、所述从均衡控制单元以及相应的所述电池单体相连，用于基于所述系统均衡命令或所述单板均衡命令对所述电池单体进行放电操作。

【技术特征摘要】
1.一种电池均衡控制装置，其特征在于，所述装置包含主控板以及从控板，其中：所述从控板包含电压采集单元，所述电压采集单元与电池单体相连，用以获取并输出所述电池单体的单体电压；所述主控板包含主均衡控制单元，所述主均衡控制单元与所述装置内所有从控板上的电压采集单元相连，以接收所述单体电压并基于所述单体电压输出系统均衡命令；所述从控板还包含从均衡控制单元，所述从均衡控制单元与位于同一从控板上的所述电压采集单元以及所述主均衡控制单元相连，用于在所述主控板与所述从控板通信错误时基于所述单体电压输出单板均衡命令；所述从控板还包含放电单元，所述放电单元与位于同一从控板上的所述电压采集单元、所述从均衡控制单元以及相应的所述电池单体相连，用于基于所述系统均衡命令或所述单板均衡命令对所述电池单体进行放电操作。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述系统/单板均衡命令包含均衡电压，所述主/从均衡控制单元包含均衡电压计算器，所述均衡电压计算器用于根据所述主/从均衡控制单元接收到的单体电压按照特定规则计算并输出所述均衡电压。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述主/从均衡电压计算器包含：第一电压筛选器，用于从所述主/从均衡控制单元接收到的所有单体电压中筛选出处于正常采集电压范围内的单体电压；第二电压筛选器，其与所述第一电压筛选器相连，用于对所述第一电压筛选器的输出做二次筛选，当所述处于正常采集电压范围内的单体电压的电压个数大于特定值时，从所述处于正常采集电压范围内的单体电压中去掉数值最高的单体电压以及数值最低的单体电压并输出剩下的所述单体电压；平均计算器，其与所述第二电压筛选器相连，用于计算并输出所述第二电压筛选器输出的单体电压的平均值，所述平均值为所述均衡电压。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装...

【专利技术属性】
技术研发人员：张博，姬园，单超，
申请(专利权)人：海马汽车有限公司，上海海马汽车研发有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41