电动汽车的被动均衡电路及其均衡方法和失效检测方法技术

本发明专利技术公开电动汽车的被动均衡电路及其均衡方法和失效检测方法，被动均衡电路包括：多个串联并依次编号的单体电池、多个开关、均衡单元、电压采集单元和处理单元；每个单体电池的两端分别连接一个开关，并通过所述开关与均衡单元连接形成均衡回路；所述电压采集单元与所述均衡单元并联，用于采集所述单体电池的电压；所述处理单元用于控制各开关闭合，判断并进行电池的电量均衡，还用于判断所述被动均衡电路是否失效。本发明专利技术能够对电动汽车的电池进行被动均衡，减小单体电池之间的差异；复用均衡单元和开关，能够降低电池管理系统的硬件成本、减小体积、提高集成度；失效检测方法能够快速检测被动均衡电路是否失效，提高电池管理系统的可靠性。

Passive equalization circuit for electric vehicle and balancing method and failure detection method thereof

The invention discloses a passive equalization circuit of electric vehicle and its equilibrium method and the method of failure detection, passive equalization circuit comprises a plurality of single battery series, and numbered multiple switch, balancing unit, voltage acquisition unit and a processing unit; both ends of each single battery are respectively connected with a switch and connected by the the switch and the equalization unit form a balanced circuit; the voltage acquisition unit and the equalization unit in parallel, for collecting the voltage of the monomer battery; the processing unit is used for controlling the switch is closed, and the balance of battery power to judge, but also used to judge the passive equalization circuit failure. The invention of the electric car battery passive balance, reduce the difference between single cells; multiplex balancing unit and a switch, a battery management system can reduce the hardware cost, reduce the volume and improve the degree of integration; failure detection method can quickly detect the passive equalization circuit failure, improve the reliability of battery management system.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车的被动均衡电路及其均衡方法和失效检测方法
本专利技术涉及电池管理系统技术，尤其涉及电动汽车的被动均衡电路及其均衡方法和失效检测方法。
技术介绍
目前电池管理系统对电池的均衡操作主要有主动均衡和被动均衡两种方式。主动均衡电流大、损耗小，但其体积大、电路复杂、成本高，不利于当前电池管理系统小型化、集成化的发展趋势。被动均衡因其体积小、成本低而广泛应用于电动汽车。当前一般采用旁路电阻耗能加开关控制的被动均衡方式对电池组进行均衡，但是这种均衡方式存在潜在失效的风险，被动均衡电路失效后，将使电池不断放电，一段时间后将会对电池造成不可逆的过放电而损坏。因此诊断被动均衡电路失效成为亟待解决的问题。现有技术的被动均衡电路中，需要为每个单体电池都设置一路均衡电阻、均衡控制开关及均衡失效诊断电路，器件多、体积大、成本高；此外，均衡控制开关一般选用N沟道场效应管，由于其耐压低，在电动汽车的严苛应用环境下，容易因为过压击穿导致均衡电路失效；并且，被动均衡电路均衡开关与电压采集电路采集开关独立，不利于提高集成度和降低成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出电动汽车的被动均衡电路及其均衡方法和失效检测方法，一方面能够对电动汽车的电池进行被动均衡，减小单体电池之间的差异；另一方面能够快速检测被动均衡电路是否失效，提高电池管理系统的可靠性。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种电动汽车的被动均衡电路，包括：多个串联并依次编号的单体电池、多个开关、均衡单元、电压采集单元和处理单元；每个单体电池的两端分别连接一个开关，并通过所述开关与均衡单元连接形成均衡回路；其中，每个奇数编号的单体电池的负极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第一端，正极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第二端；每个偶数编号的单体电池的正极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第一端，负极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第二端；所述电压采集单元与所述均衡单元并联，用于采集所述单体电池的电压；所述处理单元用于控制所述开关闭合，并判断所述单体电池是否需要均衡，以及控制所述均衡回路导通，以使所述均衡单元对需要均衡的所述单体电池进行放电，还用于判断所述均衡单元是否失效。其中，所述均衡单元包括：串联的均衡开关和均衡电阻。进一步的，所述被动均衡电路还包括：多个保险丝组成的保护单元；所述保险丝连接在所述单体电池与所述开关之间。其中，所述开关为耐压不小于150伏的光继电器；所述均衡开关为导通阻抗低于1欧姆的光继电器。第二方面，本专利技术提供一种被动均衡电路的均衡方法，包括：采用上述的被动均衡电路；获取所有单体电池的电压，判断出需要进行均衡的单体电池；导通所述单体电池的均衡回路，对所述单体电池进行放电；其中，获取所有单体电池的电压，包括：针对每个单体电池，闭合单体电池两端的开关；采集所述单体电池的电压；断开所述单体电池两端的开关。其中，对所述单体电池进行放电，包括：计算所述单体电池达到均衡需要放电的放电量；根据均衡电流和所述放电量计算所述单体电池达到均衡需要放电的均衡时间；按照所述均衡时间对所述单体电池进行放电；其中，所述均衡电流＝单体电池的电压/均衡回路的阻抗；所述均衡回路的阻抗约为两个所述开关的导通阻抗与所述均衡电阻的阻值之和。第三方面，本专利技术提供一种被动均衡电路的失效检测方法，包括：采用上述的被动均衡电路；闭合单体电池两端的开关；断开所述均衡开关，采集所述单体电池的第一电压；闭合所述均衡开关，采集所述单体电池的第二电压；断开所述单体电池两端的所述开关；若所述第一电压与所述第二电压的差值的绝对值小于等于第一预设阈值，则确定所述均衡开关失效。进一步的，采集所述单体电池的第二电压之后，还包括：若所述第二电压小于等于第二预设阈值，则确定所述单体电池断线。进一步的，确定所述均衡开关失效之后，还包括：发出故障提示信息。进一步的，控制所述均衡开关闭合之后，还包括：若多个单体电池短路，则在短路的单体电池中，确定距离当前检测的单体电池最远的单体电池，判定所述最远的单体电池两端的所述开关失效；断开与所述最远的单体电池连接的所述保险丝。本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的被动均衡电路及其均衡方法，能够对电动汽车的电池进行被动均衡，减小单体电池之间的差异，由于多个电池复用均衡单元，且相邻电池共用开关，能够降低电池管理系统的硬件成本、减小体积、提高集成度；失效检测方法能够快速检测被动均衡电路是否失效，提高电池管理系统的可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的电动汽车的被动均衡电路的示意图；图2是本专利技术实施例二提供的被动均衡电路的均衡方法的流程图；图3是本专利技术实施例三提供的被动均衡电路的失效检测方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例一本实施例提供一种电动汽车的被动均衡电路，用于实现电动汽车电池组中各单体电池的电量均衡。图1是本专利技术实施例一提供的电动汽车的被动均衡电路的示意图。如图1所示，所述被动均衡电路包括：多个串联并依次编号的单体电池BT1～BTn、多个开关K1～Kn+1(n≥2)、均衡单元11、电压采集单元12和处理单元13。每个单体电池的两端分别连接一个开关，并通过所述开关与均衡单元11连接形成均衡回路。相邻两个单体电池之间的开关复用。所述开关为耐高压的电子开关，优选为耐压不小于150伏的光继电器。其中，每个奇数编号的单体电池(BT1、BT3、BT5等)的负极通过一个所述开关连接所述均衡单元11的第一端，正极通过一个所述开关连接所述均衡单元11的第二端；每个偶数编号的单体电池(BT2、BT4、BT6等)的正极通过一个所述开关连接所述均衡单元11的第一端，负极通过一个所述开关连接所述均衡单元11的第二端。所述电压采集单元12与所述均衡单元11并联，用于采集所述单体电池的电压。按照上述的均衡单元11与各单体电池的连接方式，所述电压采集单元12与各单体电池连接，为精简电路，所述电压采集单元12与所述均衡单元11并联即可。所述处理单元13用于控制所述开关闭合，并判断所述单体电池是否需要均衡，以及控制所述均衡回路导通，以使所述均衡单元11对需要均衡的所述单体电池进行放电，还用于判断所述均衡单元11是否失效。其中，所述均衡单元11包括：串联的均衡开关Q1和均衡电阻R1。判断所述均衡单元11是否失效主要是判断均衡开关Q1是否能按照处理单元13的控制指令断开或闭合。所述均衡开关为低导通阻抗的光继电器，导通阻抗低于1欧姆。进一步的，所述被动均衡电路还包括：多个保险丝组成的保护单元14；所述保险丝连接在所述单体电池与所述开关之间。本实施例中，通过复用开关，节省了开关的数量，且耐高压的电子开关即使在电动汽车的严苛应用环境下也能很好的降低均衡开关被击穿的风险，均衡回路中一共串联了3个开关，能有效避免单一电子开关失效导致单体电池被放空的风险。同时，通过复用均衡单元，使元器件进一步减少，有利于降低成本，缩小体积及提高集成度。实施例二本实施例提供一种被动均衡电路的均衡方法，采用上述的被动均衡电路实现，能够保持各单体电池的电量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车的被动均衡电路，其特征在于，包括：多个串联并依次编号的单体电池、多个开关、均衡单元、电压采集单元和处理单元；每个单体电池的两端分别连接一个开关，并通过所述开关与均衡单元连接形成均衡回路；其中，每个奇数编号的单体电池的负极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第一端，正极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第二端；每个偶数编号的单体电池的正极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第一端，负极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第二端；所述电压采集单元与所述均衡单元并联，用于采集所述单体电池的电压；所述处理单元用于控制所述开关闭合，并判断所述单体电池是否需要均衡，以及控制所述均衡回路导通，以使所述均衡单元对需要均衡的所述单体电池进行放电，还用于判断所述被动均衡电路是否失效。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的被动均衡电路，其特征在于，包括：多个串联并依次编号的单体电池、多个开关、均衡单元、电压采集单元和处理单元；每个单体电池的两端分别连接一个开关，并通过所述开关与均衡单元连接形成均衡回路；其中，每个奇数编号的单体电池的负极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第一端，正极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第二端；每个偶数编号的单体电池的正极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第一端，负极通过一个所述开关连接所述均衡单元的第二端；所述电压采集单元与所述均衡单元并联，用于采集所述单体电池的电压；所述处理单元用于控制所述开关闭合，并判断所述单体电池是否需要均衡，以及控制所述均衡回路导通，以使所述均衡单元对需要均衡的所述单体电池进行放电，还用于判断所述被动均衡电路是否失效。2.根据权利要求1所述的被动均衡电路，其特征在于，所述均衡单元包括：串联的均衡开关和均衡电阻。3.根据权利要求2所述的被动均衡电路，其特征在于，所述被动均衡电路还包括：多个保险丝组成的保护单元；所述保险丝连接在所述单体电池与所述开关之间。4.根据权利要求2所述的被动均衡电路，其特征在于：所述开关为耐压不小于150伏的光继电器；所述均衡开关为导通阻抗低于1欧姆的光继电器。5.一种被动均衡电路的均衡方法，其特征在于：采用权利要求2或4所述的被动均衡电路；获取所有单体电池的电压，判断出需要进行均衡的单体电池；导通所述单体电池的均衡回路，对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鲁新，林田生，
申请(专利权)人：东莞钜威动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44