动力电池均衡控制方法及控制装置制造方法及图纸

本申请公开了一种动力电池均衡控制方法及装置。该控制方法包括：采集动力电池的各电芯的电压与电流的信息；针对每个电芯所在的均衡电路执行以下操作：当电芯的电压与电流满足第一条件时，开启对该电芯的均衡，满足第二条件时，关闭对该电芯的均衡；当电芯的电压满足第三条件时，进入充电末端阶段；在所述充电末端阶段，当电芯的电压满足第四条件时，继续对该电芯的均衡，满足第五条件时，结束充电。本申请的动力电池均衡控制方法及装置预设充电参数，将电芯电压与电流以及参数的关系作为均衡开启和关闭条件，及时打开或关闭均衡开关，避免电池过放；且在充电末端采用0电流充放方案，有效延长充电时间和均衡时间，提高均衡能力。

【技术实现步骤摘要】
动力电池均衡控制方法及控制装置
本专利技术涉及动力电池领域，尤其涉及一种动力电池被动均衡的逻辑程序控制方法。
技术介绍
目前，人们日益重视对环境的保护和能源的合理使用。因此，高效、节能、环保的电动汽车就成为汽车行业的发展趋势，电动车利用存储在电池中的电能作为能源。随着越来越多的电动汽车的应用，越来越多电池问题凸显出来，其中电池的一致性恶化是电池厂家急需解决的一个问题。目前电池均衡有两类方法，一类是对电池人工用设备进行均衡，另一类方法是采用管理系统的均衡控制，其包括主动均衡与被动均衡。主动均衡的的原理是将高电压电芯的能量通过中间储能硬件(如电容、电感、电源)缓慢放电至低电压电芯中去，能量转化效率较高；被动均衡是通过连接在电芯上的电阻消耗高电压电芯能量，使其与低电压电芯能量相同，以达到整体一致目的，其优点是管理系统硬件较简单。采用人工均衡的缺点是每次均衡都需要大量的人力物力投入，其每辆车的平均一致性维护成本较高；采用主动均衡则控制系统需要开发复杂的硬件设计、线束设计、连接控制，电池管理系统成本高昂，目前逐渐被管理系统淘汰；早期被动均衡控制系统均衡电流小、均衡开启时间短，均衡能力弱，均衡能力受到限制。所以本专利技术提供一种均衡开启时间长，费用低的被动均衡控制方法。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种动力电池被动均衡的逻辑程序控制方法及控制装置。本专利技术的被动均衡逻辑程序控制方法及控制装置降低了动力电池管理系统的开发成本投入，简化了动力电池管理系统的设计。本专利技术的均衡控制方法及控制装置，可以延长电芯的均衡开启时间，有效提高动力电池均衡控制效率，提升电池的一致性，使电池能量有效地发挥出来。根据本专利技术的第一方面，提供一种动力电池均衡控制方法，包括：采集动力电池的各电芯的电压与电流的信息；针对每个电芯所在的均衡电路执行以下操作：当电芯的电压与电流满足第一条件时，开启对该电芯的均衡，满足第二条件时，关闭对该电芯的均衡；当电芯的电压满足第三条件时，进入充电末端阶段；在所述充电末端阶段，当电芯的电压满足第四条件时，继续对该电芯的均衡，满足第五条件时，结束充电。优选地，所述第一条件包括：电芯的电压与电流满足(Vi-Vavg)/I＞K1；所述第二条件包括：电芯的电压与电流满足(Vi-Vavg)/I＜K2，其中Vi表示所述各电芯的电压，Vavg表示系统平均电压值，I表示充电电流值，K1表示预设的第一参数，K2表示预设的第二参数。优选地，所述第三条件包括：电芯的电压最大值超过预设的第一阈值达到预设的第一时间。优选地，所述第四条件包括：电芯的电压满足(Vi-Vavg)≥M，其中Vi表示所述电芯的电压，Vavg表示系统平均电压值，M表示预设的第三参数。优选地，所述第五条件包括以下至少一个：(Vi-Vavg)＜N；Vavg≤V1；或充电末端阶段结束，其中Vi表示所述电芯的电压，Vavg表示系统平均电压值，N表示预设的第四参数。优选地，进入所述充电末端阶段包括：充电末端判断是否电芯的电压最大值超过预设的第一阈值达到预设的第一时间，即Vmax≥V0持续一秒；发出将充电电流降低为0的请求；将剩余电量修正为99％；开始计时，其中所述计时时间达到预设的第二时间时所述充电末端阶段结束。优选地，所述充电结束包括：将所述电芯的均衡关闭；将所述剩余电量修正为100％；电池管理系统对充电桩发出充电终止指令。优选地，所述动力电池均衡控制方法还包括，在采集动力电池的各电芯的电压与电流信息之前进行充电前准备，所述充电前准备包括：动力电池的充电插座与充电桩耦合；充电桩对动力电池进行低压辅助上电；动力电池与充电桩互发报文进行充电握手；进行充电参数配置。根据本专利技术的第二方面，提供一种动力电池均衡程序控制装置，包括：从控制系统，包括分别与动力电池的多个电芯相连的多个从控制模块，每个从控制模块用于从相应的电芯采集电压与电流，并根据主控制系统的控制指令对均衡开关进行控制实现对电芯的均衡；主控制系统，通过低压电源和通讯线束与所述从控制系统相连接，用于从所述从控制系统接收各电芯的电压与电流，并针对所述每个电芯执行以下操作：当电芯的电压与电流满足第一条件时，控制与所述电芯相连的从控制模块对该电芯进行均衡，满足第二条件时，控制与所述电芯相连的从控制模块关闭对所述电芯的均衡；当电芯的电压满足第三条件时进入充电末端阶段，并在充电末端阶段当电芯的电压满足第四条件时控制与所述电芯相连的从控制模块继续该电芯的均衡，满足第五条件时结束充电。优选地，所述每个从控制模块包括：采样电路，用于采集电芯的电压与电流；以及均衡电路，用于对电芯进行均衡；均衡开关，串联在均衡电路中，用于在所述主控制系统的控制下开启和关闭。优选地，所述多个从控制模块通过通讯线束将所述各电芯的电压与电流传递至所述主控制系统。优选地，所述均衡电路包括第一电阻和第一二极管；所述采样电路包括第二电阻、第三电阻以及第二二极管；所述第二电阻、第三电阻以及第二二极管与电芯串联成回路，所述均衡开关与所述第一电阻和第一二极管串联成回路。优选地，所述均衡开关包括PMOS管。本专利技术的动力电池均衡控制方法及装置通过制定合理的充电参数，根据预设的条件来尽早的开启均衡开关，同时及时关闭均衡开关，可以避免电池长时间均衡而造成过放问题发生；而且在充电末端采用0A电流充放方案，有效延长充电时间，从而有效延长均衡时间，提高被动均衡能力。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出根据本专利技术的动力电池均衡控制方法的充电过程的流程图。图2示出根据本专利技术的动力电池均衡控制方法流程图。图3示出根据本专利技术的动力电池均衡控制方法在车辆充电时单体电芯的电压分布与均衡开启和关闭的关系的示意图。图4示出根据本专利技术的动力电池均衡控制方法的电芯的均衡开启与关闭状态与电压、平均电压和剩余电量的关系的示意图。图5示出根据本专利技术的动力电池均衡控制方法的电芯的均衡电量与其充电起始电压的关系的示意图。图6示出根据本专利技术的动力电池均衡控制装置的系统连接示意图。图7示出根据本专利技术的动力电池均衡控制装置的从控制系统的示例电路图。具体实施方式为了使本专利技术的目的和方案更加清楚，便于实施，下面将结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。应当说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。图1示出根据本专利技术的动力电池均衡控制方法的充电过程的流程图。该充电过程包括步骤S01至S05。在步骤S01中，物理连接完成。将动力电池的充电插座与充电桩耦合，完成各路物理连接。在步骤S02中，低压辅助上电。充电桩对动力电池进行低压辅助上电。在步骤S03中，充电握手阶段。充电桩控制系统向动力电池的电池管理系统发送充电握手报文，动力电池的电池管理系统向充电桩控制系统回送电池管理系统握手报文，握手成功；即动力电池与充电桩互发报文进行充电握手。在步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力电池均衡控制方法，其中，包括：采集动力电池的各电芯的电压与电流的信息；针对每个电芯所在的均衡电路执行以下操作：当电芯的电压与电流满足第一条件时，开启对该电芯的均衡，满足第二条件时，关闭对该电芯的均衡；当电芯的电压满足第三条件时，进入充电末端阶段；在所述充电末端阶段，当电芯的电压满足第四条件时，继续对该电芯的均衡，满足第五条件时，结束充电。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池均衡控制方法，其中，包括：采集动力电池的各电芯的电压与电流的信息；针对每个电芯所在的均衡电路执行以下操作：当电芯的电压与电流满足第一条件时，开启对该电芯的均衡，满足第二条件时，关闭对该电芯的均衡；当电芯的电压满足第三条件时，进入充电末端阶段；在所述充电末端阶段，当电芯的电压满足第四条件时，继续对该电芯的均衡，满足第五条件时，结束充电。2.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其中，所述第一条件包括：电芯的电压与电流满足(Vi-Vavg)/I＞K1；所述第二条件包括：电芯的电压与电流满足(Vi-Vavg)/I＜K2，其中Vi表示所述各电芯的电压，Vavg表示系统平均电压值，I表示充电电流值，K1表示预设的第一参数，K2表示预设的第二参数。3.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其中，所述第三条件包括：电芯的电压最大值超过预设的第一阈值达到预设的第一时间。4.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其中，所述第四条件包括：电芯的电压满足(Vi-Vavg)≥M，其中Vi表示所述电芯的电压，Vavg表示系统平均电压值，M表示预设的第三参数。5.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其中，所述第五条件包括以下至少一个：(Vi-Vavg)＜N；Vavg≤V1；或充电末端阶段结束，其中Vi表示所述电芯的电压，Vavg表示系统平均电压值，N表示预设的第四参数。6.根据权利要求5所述的动力电池均衡控制方法，其中，进入所述充电末端阶段包括：充电末端判断是否电芯的电压最大值超过预设的第一阈值达到预设的第一时间，即Vmax≥V0持续一秒；发出将充电电流降低为0的请求；将剩余电量修正为99％；开始计时，其中所述计时时间达到预设的第二时间时所述充电末端阶段结束。7.根据权利要求1所述的动力电池均衡控制方法，其中，所述充电结束包括：将所述电芯的均衡关闭；将所述剩余电量修...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡大海，顾辉，肖冬梅，
申请(专利权)人：常州普莱德新能源电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32