动力电池的均衡系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例提供了一种动力电池的均衡系统及方法，其中，该系统包括：电池管理装置实时采集动力电池中各单体电池的电压值，根据各单体电池的电压值和预设阈值的关系，启动动力电池均衡，确定电压值最小的单体电池；多路集成选择开关导通或关闭各单体电池两端的充电电路；均衡装置在启动动力电池均衡时，触发多路集成选择开关导通电压值最小的单体电池两端的充电电路，为电压值最小的单体电池充电；启动电池提供动力电池均衡所需的能量。该方案通过启动电池为电压值最小的单体电池充电，避免进行多次转换循环，使得电路简单，有利于降低均衡成本，避免能量损失；无需另外设置缓冲电池或储能电容等结构，使得不会影响电池系统的内部布局设计。

Balance system and method of power battery

The embodiment of the invention provides a battery equalization system and method, wherein, the system comprises: a voltage of each single battery battery management device for real-time acquisition of power battery according to the voltage value of each single cell value and the preset threshold, the starting power battery balance, determine the smallest single battery voltage value; integrated multiplex switch is turned on or off both ends of the charging circuit of the single battery; battery equalization device at the start of equilibrium, the charging circuit integrated multiplex selection trigger switch turn-on voltage value of single battery at both ends of the smallest, the minimum charge for single battery voltage; start battery powered battery equalization the energy required. The scheme started by battery voltage of single battery minimum charging, avoid multiple conversion cycle, make the circuit simple, help to reduce the balance cost, avoid energy loss; no additional buffer storage battery or capacitor set structure, which will not affect the internal layout design of the battery system.

【技术实现步骤摘要】
动力电池的均衡系统及方法
本专利技术涉及电池管理
，特别涉及一种动力电池的均衡系统及方法。
技术介绍
近年来，电动汽车快速发展，但同时也面临很多的技术难题，电池的一致性问题特别突出。由于单体电池电压较低，在车上等作为动力电池使用时，一般会采用将单体电池串联和并联的方式进行组合，形成电池系统。随着电池的使用，电池的电压和容量会逐渐变化，从而电池之间出现差异，产生不一致性，最终影响电池系统的整体性能发挥。从产生的机理上来讲，电池的不一致是由于电池自身电化学反应造成的；从产生的原因来讲，电池材料的差异、生产工艺的差异以及使用环境的差异等等都是电池不一致性产生的原因。没有完全一致的电池，需要做的是将电池的差异控制在一定的范围内，避免因为短板电池影响电池系统整体性能的发挥。目前，现有技术中，调节电池系统一致性的方法主要有两种：第一种是损耗式均衡技术，通过监控所有单体电池的电压，对电压和容量较高的单体电池并联电阻放电，从而调节电池系统的一致性。第二种是迁移式均衡技术，通过监控所有单体电池的电压，将电压和容量较高的单体电池能量通过开关电路和DCDC转换器储存在中转电容或中转电池中，然后，再利用中转电容或中转电池对电压和容量较低的单体电池充电；或者直接对电压和容量较低的单体电池充电。针对损耗式均衡技术，通过电阻放电会对电池系统本来就有限的能量造成损失、浪费；同时，放电会使电池系统内部产生热量，热量又将导致电池系统发生不一致性。针对迁移式均衡技术，其主要原理是：BMS(BatteryManagementSystem，电池管理系统)实时监控单体电池的电压，当单体电池的电压超出均衡电压范围时，开启均衡模式。通过分流电路对容量和电压较高的单体电池放电，通过DC-DC(电压转换器)变换后，对缓冲电池或储能电容充电，将电能储存在缓冲电池或储能电容内，充电结束后，采用缓冲电池或储能电容对电压和容量较低的单体电池充电。但是，该迁移式均衡技术存在以下缺陷：结构复杂，控制繁琐，对于串数越多的应用，可实现的难度就越大。电芯的能量要经过多次转换循环，才能得到电池组的平衡，在多次的循环中也将会损耗电池的有效容量。电池箱内空间有限，增加缓冲电池会影响电池系统内部布局，同时缓冲电池独立于电池系统，不参与电池系统的充放电，长期搁置存在安全隐患。而储能电容一般比较小，对于容量较大的电池，就难以起到均衡的效果；如果配置较大容量的电容器，则需要占据电池箱内有限的空间。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种动力电池的均衡系统，以解决现有技术中动力电池均衡时存在的电路复杂、影响电池系统内部布局以及有能量损失的技术问题。该系统包括：电池管理装置，用于实时采集动力电池中各单体电池的电压值，根据各单体电池的电压值和预设阈值的关系，启动动力电池均衡，确定电压值最小的单体电池，其中，所述动力电池由多个单体电池组合形成；多路集成选择开关，每路开关与每个单体电池两端的充电电路一一对应连接，用于导通或关闭各单体电池两端的充电电路；均衡装置，用于在启动动力电池均衡时，触发所述多路集成选择开关导通所述电压值最小的单体电池两端的充电电路，为所述电压值最小的单体电池充电；启动电池，分别与每个单体电池两端的充电电路连接，用于提供动力电池均衡所需的能量。在一个实施例中，还包括：电压转换器，所述电压转换器的一端与所述启动电池连接，另一端分别与每个单体电池两端的充电电路连接，用于将所述启动电池输出的电压转换为符合每个单体电池要求的标准电压；所述均衡装置，还用于在启动动力电池均衡时，触发电压转换器启动。在一个实施例中，所述电池管理装置，具体用于根据各单体电池的电压值，计算最高电压值和最低电压值的压差，在该压差大于所述预设阈值时，启动动力电池均衡。在一个实施例中，所述电池管理装置，还用于根据实时采集的各单体电池的电压值，计算所有电压值的平均值，在所述电压值最小的单体电池的当前电压值达到所述平均值时，关闭动力电池均衡。在一个实施例中，所述均衡装置，还用于在关闭动力电池均衡时，触发所述多路集成选择开关关闭所述电压值最小的单体电池两端的充电电路，停止为所述电压值最小的单体电池充电。本专利技术实施例还提供了一种动力电池的均衡方法，以解决现有技术中动力电池均衡时存在的电路复杂、影响电池系统内部布局以及有能量损失的技术问题。该方法包括：实时采集动力电池中各单体电池的电压值，根据各单体电池的电压值和预设阈值的关系，启动动力电池均衡，确定电压值最小的单体电池，其中，所述动力电池由多个单体电池组合形成；在启动动力电池均衡时，导通所述电压值最小的单体电池两端的充电电路，采用启动电池为所述电压值最小的单体电池充电。在一个实施例中，在采用启动电池为电压值最小的单体电池充电之前，还包括：将所述启动电池输出的电压转换为符合每个单体电池要求的标准电压。在一个实施例中，根据各单体电池的电压值和预设阈值的关系，启动动力电池均衡，包括：根据各单体电池的电压值，计算最高电压值和最低电压值的压差，在该压差大于所述预设阈值时，启动动力电池均衡。在一个实施例中，还包括：根据实时采集的各单体电池的电压值，计算所有电压值的平均值，在所述电压值最小的单体电池的当前电压值达到所述平均值时，关闭动力电池均衡。在一个实施例中，还包括：在关闭动力电池均衡时，关闭所述电压值最小的单体电池两端的充电电路，停止为所述电压值最小的单体电池充电。在本专利技术实施例中，在启动动力电池均衡时，导通电压值最小的单体电池两端的充电电路，采用启动电池为电压值最小的单体电池充电。通过启动电池为电压值最小的单体电池充电实现动力电池均衡，与现有技术相比，避免进行多次转换循环，使得电路简单，有利于降低均衡成本，同时，避免动力电池的能量损失；此外，由于启动电池是电动汽车驾驶舱内配置的启动电池，与现有技术相比，无需另外设置缓冲电池或储能电容等结构，使得不会影响电池系统的内部布局设计。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术的限定。在附图中：图1是本专利技术实施例提供的一种动力电池的均衡系统的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种具体的动力电池的均衡系统的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的一种动力电池的均衡方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。在本专利技术实施例中，提供了一种动力电池的均衡系统，如图1所示，该系统包括：电池管理装置101，用于实时采集动力电池中各单体电池的电压值，根据各单体电池的电压值和预设阈值的关系，启动动力电池均衡，确定电压值最小的单体电池，其中，所述动力电池由多个单体电池组合形成，例如，如图1所示，动力电池由单体电池B1、B2、B3……Bn组成；多路集成选择开关102，每路开关与每个单体电池两端的充电电路一一对应连接，用于导通或关闭各单体电池两端的充电电路；均衡装置103，用于在启动动力电池均衡时，触发所述多路集成选择开关导通上述电压值最小的单体电池两端的充电电路，为上述电压值最小的单体电池充电；启动电池104，分别与每个单体电池两端的充电电路连接，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池的均衡系统，其特征在于，包括：电池管理装置，用于实时采集动力电池中各单体电池的电压值，根据各单体电池的电压值和预设阈值的关系，启动动力电池均衡，确定电压值最小的单体电池，其中，所述动力电池由多个单体电池组合形成；多路集成选择开关，每路开关与每个单体电池两端的充电电路一一对应连接，用于导通或关闭各单体电池两端的充电电路；均衡装置，用于在启动动力电池均衡时，触发所述多路集成选择开关导通所述电压值最小的单体电池两端的充电电路，为所述电压值最小的单体电池充电；启动电池，分别与每个单体电池两端的充电电路连接，用于提供动力电池均衡所需的能量。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池的均衡系统，其特征在于，包括：电池管理装置，用于实时采集动力电池中各单体电池的电压值，根据各单体电池的电压值和预设阈值的关系，启动动力电池均衡，确定电压值最小的单体电池，其中，所述动力电池由多个单体电池组合形成；多路集成选择开关，每路开关与每个单体电池两端的充电电路一一对应连接，用于导通或关闭各单体电池两端的充电电路；均衡装置，用于在启动动力电池均衡时，触发所述多路集成选择开关导通所述电压值最小的单体电池两端的充电电路，为所述电压值最小的单体电池充电；启动电池，分别与每个单体电池两端的充电电路连接，用于提供动力电池均衡所需的能量。2.如权利要求1所述的动力电池的均衡系统，其特征在于，还包括：电压转换器，所述电压转换器的一端与所述启动电池连接，另一端分别与每个单体电池两端的充电电路连接，用于将所述启动电池输出的电压转换为符合每个单体电池要求的标准电压；所述均衡装置，还用于在启动动力电池均衡时，触发电压转换器启动。3.如权利要求1或2所述的动力电池的均衡系统，其特征在于，所述电池管理装置，具体用于根据各单体电池的电压值，计算最高电压值和最低电压值的压差，在该压差大于所述预设阈值时，启动动力电池均衡。4.如权利要求1或2所述的动力电池的均衡系统，其特征在于，所述电池管理装置，还用于根据实时采集的各单体电池的电压值，计算所有电压值的平均值，在所述电压值最小的单体电池的当前电压值达到所述平均值时，关闭动力电池均衡。5.如权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈延伟，周虎，程蕊，杜娟，
申请(专利权)人：普天新能源车辆技术有限公司，普天新能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11