一种简易的电池组电池均衡方法技术

本发明专利技术提供一种简易的电池组电池均衡方法，包括定期均衡；均衡时电池组放电至最低电压的单体电池达到低电压区的电压VS，电池管理系统对组成电池组的所有电池，间隔次序地启动放电均衡模块，以均衡电流IJ给电池放电至电压VE，使所有电池电压都在VE。本发明专利技术定期、低电压区、大均衡电流放电、电池间隔次序均衡、管理系统和均衡策略简单的一种简易的电池组电池均衡方法使电池组均衡能耗低、所需均衡时间短和有效，提高了电池组循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及裡离子电池领域，具体设及。
技术介绍
裡离子电池具有电压高、比能量高和环保，广泛应用于便携式消费电子产品，其组 成的电池组逐渐应用于电动汽车和储能等系统。 用作电动汽车和储能等系统的裡离子电池组必须高电压，甚至高达600多伏，需 要约200只电池串联，同时需要长达10年W上的使用寿命。裡离子电池的电池组的循环 能力表示为经过N次循环后，电池组放电容量C。降为初始放电容量C。的D%值％通常为 70-80% )。某次电池组放电容量取决于该次电池充电容量，而充电容量取决于该次充电时 电池组中最大剩余电池容量（最小可充容量）电池A。电池组中电池A的剩余容量Ca和最 小剩余容量（最大可充电容量）电池B的剩余容量Cb之差AC( =CA-Cb)(电池A、B此时 容量不是此时其真正的本征容量），反映电池组电池的一致性。AC愈大，表明电池组中一 致性愈差，充、放电容量愈小。通过电池组均衡可W减少AC。通常均衡方法是基于电压反 映电池剩余容量态S0C(StateOf化arge)，在电池高电压区，如憐酸铁裡电池在3. 5-3. 6V 处设立某个电压，电池组其中一个电压最高的电池被认定是电池A，电压最低的被认定是电 池B，把电池A的电量用电阻放电或转移到电池B。但各个电池个体由于电池工艺差异（尽 管电池配组是挑选相近的电池，但经过循环，电池极化仍然会不一样）、组配电连接差异和 电池个体所在电池组周围溫度差异等都会导致电池个体曲线不能重合，使电池剩余容量态 SOC与电池电压对应关系失真，特别是在电池充电或放电曲线的高电压和平台区。使得管理 系统依照测得的电池电压值确认电池A和电池B不正确，甚至，测得电压最高那个电池可能 是电池B，电压低的可能是电池A，使本应该补电的电池B反而被放电，导致电池放电容量减 少；本应该放电的电池A被均衡电路补电，实际无法补入电，电压瞬间达到电池截止电压而 关断，测得的电压仍然是低压，管理系统又要求均衡电路补电，均衡电路反复动作，不仅没 有均衡电池组电池，而且很快损坏均衡系统或电压采集系统。 电池组AC主要来自电池个体自放电不同和电池管理系统电压采集系统的导通 电流差异。电池组AC会随着电池组的使用而增大，从而减少电池组放电容量，表现为电池 组使用寿命差，因此，为保证电池组的使用寿命，有效的电池组电池均衡是必不可少。 通常电池组均衡时，需要管理系统估算电池S0C，比较电池SOC或者电压，确定均 衡测策略，对管理系统要求较高，均衡方法复杂，均衡时间长。
技术实现思路
针对憐酸铁裡及其他裡离子电池电池组均衡效果差和均衡方法复杂的问题，在本 专利技术，希望提供，对电池组电池进行有效的均衡，延长电池 组的循环寿命。 本专利技术技术是运样实现的，定期均衡，均衡时，电池组放电至最低电压单体电池达 到低电压区的电压Vs，电池管理系统对组成电池组的所有电池，间隔次序地启动放电均衡 模块，W均衡电流I若合电池放电至电池组均衡截止电压Ve。使所有电池电压都在Ve。 进一步地，上述均衡方法可W应用于电动汽车电池组、电力储能系统和UPS。 进一步地，上述均衡方法为定期限进行，在管理系统中设定均衡定期限指令。 进一步地，上述均衡方法在均衡放电启动前把电池组放电至最低电压单体电池达 到低电压区的电压Vs。Vs设定为电池组正常工作时单体电池最低控制电压。只要电池组放 电完毕，就可开始电池组均衡动作，运样简化了均衡操作，均衡时间短。 进一步地，上述均衡方法的管理系统对所有电池有序均衡，可W是电池间隔次序 均衡。为减少均衡放电导出的热量聚集，也可W分分所有单数序数电池1次或多次和所有 偶数序数电池1次多次均衡。 进一步地，上述均衡方法要对均衡方法要设定合理的均衡电流Ij, 0.02CA(1CA为电池1小时放电率电流）。I进小，可能小于电池自放电电流，无法给 电池放电，导致均衡方法失效，或均衡时间过长。均衡电流Ipl小值，由均衡模块的耗电电 阻R确定。耗电电阻R= (Vs-Ve)/Ij。 进一步地，上述均衡方法均衡截止电压Ve应当尽可能低，W达到各电池空电态，使 电池组电池AC= 0,为避免电池过放电，其值不低于电池组单体最小允许放电电压；由于 低电压区电池放电曲线较睹，单体电池容量对电压的变化率小，V池可W比电池组单体电 池的最小允许放电电压高lOOmV，对均衡效果影响不大。因此，Ve值设定与电池组单体最小 允许放电电压相同，或比电池组单体电池的最小允许放电电压高lOOmV。 W11] 进一步地，低电压区电池放电曲线较睹，单体电池容量对电压的变化率小，即使Vs和Ve测量有误差，反映的电池容量误差很小，均衡后电池组电池间AC仍然接近于0,也不 影响电池均衡效果。因而，对管理系统和电压采集系统所用的电池电压采集器件精度要求 低，管理系统和电压采集系统简单。 进一步地，上述均衡方法在电池的Ve-Vs低电压区进行，同样大小的均衡电流，与 高电压区放电均衡相比，在低电压区放电均衡其放电功率小，散热量少，电池组均衡模块散 热设施简单。 因此，根据本专利技术实施方案中包括定期、低电压区、大均衡电流放电、电池间隔次 序均衡、管理系统和均衡策略简单的使电池组均衡有效、 能耗低、均衡时间短、电池组循环寿命提高。 本专利技术的其它特征和优点在下述描述中更为充分呈现。【附图说明】 图1描述本专利技术均衡方法的基本原理和其中两只电池的均衡过程 图2描述本专利技术电池组电池均衡方法的流程图【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的实例在附图中标出。流程图中或在 此W其他方式描述的任何过程或方法可W被理解为，表示包括一个或多个用于实现特定的 逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本专利技术的优选实施 方式的范围包括另外的实现，其中可W不按所示出或讨论的顺序，包括根据所设及的功能 按基本同时的方式或相反的顺序，来执行功能，也应被本专利技术的实施例
的技术人 员所理解。[001引图1描述本专利技术均衡方法的基本原理和其中两只电池的均衡过程。在电池组需要 均衡时，存在最大剩余容量电池A和最少剩余电池B。电池组放电结束，实际上只是电池B 放电至Vs(即放电曲线Q点），电池B电放完，而电池A仍然有AC容量没有放完（在曲线 P点处）。如不均衡继续下一步充电，电池A充满电，电池B却没有满电。假如此时电池A 和电池B本征容量为C，电池组充电受电池A控制，只能充电C-Ca和放电C-CA，而不是充电 C-Ce和放电C-Ce。正如图1看到，要使电池A和电池B均衡，必须使Ca等于或约等于Ce;要 使电池组均衡，电池组其它所有电池剩余容量必须接近句。 本专利技术均衡基本原理是，把电池组所有电池电放空或接近放空，使所有电池的剩 余容量等于零或接近零，实现电池间均衡。其均衡过程正如电池A和电池B，把两者都W电 流I成义电到电压Ve(电池A和电池B都在放电曲线R处），电都放完，Ca=Ce= 0或接近 0,实现电池A与电池B的均衡。其中Ve值设定为与电池组单体最小允许放电电压相同；如 果AV( =Vs-VE)>0.30V，VE可设为电池组单体电池最小允许放电电压W上100mV。Vs设 定与电池组正常工作时单体电池最低控制电压相等，运样电池组放电后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种简易的电池组电池均衡方法，其特征在于，包括：均衡时电池组放电至最低电压单体电池达到低电压区的电压Vs，电池管理系统对组成电池组的所有电池，间隔次序地启动放电均衡模块，以均衡电流IJ使电池放电至电池组均衡截止电压VE，使所有电池电压都在VE；所述间隔次序启动放电均衡模块，包括将所有单数序数电池1次或多次，以及将所有偶数序数电池1次或多次均衡。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：庄新国，
申请(专利权)人：庄新国，
类型：发明
国别省市：天津;12