一种具备主动电池均衡的充电管理系统及管理方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具备主动电池均衡的充电管理系统及管理方法，属BMS+充电桩领域，旨在解决被动均衡存在均衡时间长效果不明显，主动均衡结构复杂成本高的问题。BMS电池管理系统在硬件电路上提供两块IO控制单元即正极通道管理单元和负极通道管理单元；BMS电池管理系统管理正、负极通道管理单元与充电接口的电能输出与数据交互的通讯，对不同电池组使用的不同阶段进行通道选择与控制；并完成均衡充电阶段的低电压电池串单独循环依次补充电。本发明专利技术提出的充电管理系统结合新能源车辆日常充电行为，在每次充电过程中进行无感知的电池养护均衡，利用充电桩直流充电系统响应BMS电池管理系统的均衡充电需求。管理系统的均衡充电需求。管理系统的均衡充电需求。

【技术实现步骤摘要】
一种具备主动电池均衡的充电管理系统及管理方法


[0001]本专利技术属于BMS+充电桩
，具体涉及一种具备主动电池均衡的充电管理系统及管理方法。

技术介绍

[0002]随着新能源的发展，电动两轮、三轮车，新能源汽车，绿色公交、电动物流、储物运输车辆等，锂电池作为新能源车的动力来源，是新能源车辆运行的动力核心保障。
[0003]目前电动车大多是用充电桩对电池充电，从交流充电桩到直流充电系统，从单纯的充电到科学智能的充电，掌握电池系统更多的信息。对于大多数消费者来说，电池的好不好用，关键在充满电后能用多久，一次满电后能跑多远。这里就引出了两个关键词：电池剩余电量SOC和电池健康度SOH。
[0004]电池管理系统BMS作为锂电池使用管家，对锂电池组实时进行着监控与保护。在大量的使用数据表明，随着电池的使用电池组出现的一致性差异是导致电池“充电充不满，放电放不完”的主要原因，就如木桶效应一样，整个电池组的耐用度受制于整组电池中性能最差的一组电池。目前解决这一问题常见的方法就是电池均衡，常用的有被动均衡和主动均衡两种。简单来讲这两种均衡方法的最终目的都是要对电压偏低串多充些电。前者是通过对整组电池中高电压串进行放电，通过对电压较高的单串放电来达到电压平衡，再进行充电，这种称作是被动均衡。后者是要直接对低电压串进行单独充电，最终达到均衡电压的目的称为主动均衡。当前使用被动放电均衡方法结构简单，但存在着均衡需要的时间长，效果不明显等问题。而主动均衡则结构复杂，成本高，更有些需要单独拆开电池包后使用专用均衡仪器进行。

技术实现思路

[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种具备主动电池均衡的充电管理系统及管理方法，旨在解决现有技术中被动均衡存在均衡时间长效果不明显，主动均衡结构复杂成本高的缺陷性技术问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术提出了一种具备主动电池均衡的充电管理系统，包括充电桩、BMS电池管理系统和电池单元；所述BMS电池管理系统的一端与所述充电桩相连，所述BMS电池管理系统的另一端与所述电池单元相连；
[0008]所述充电桩用于为BMS电池管理系统提供电池单元所需的整组电池需求电压和需求电流，所述整组电池需求电压和需求电流通过BMS电池管理系统传输给充电桩进行数据通讯；
[0009]所述BMS电池管理系统用于接收来自充电桩的电压和电流，并管理电池单元进行充电；
[0010]所述电池单元的整组电池充电结束后，BMS电池管理系统发出单组电池的需求电
压和需求电流请求，充电桩对BMS电池管理系统提供电压和电流，并采用BMS电池管理系统管理电池单元对单组电池进行充电，实现电池单元的主动均衡充电。
[0011]优选地，所述电池单元包括正极通道管理单元、负极通道管理单元、第一保险组、第二保险组和整组电池；
[0012]所述正极通道管理单元与所述第一保险组的一端电性相连，所述第一保险组的另一端与所述整组电池电性相连；所述第二保险组的一端与整组电池电性相连，所述第二保险组的另一端与负极通道管理单元电性相连。
[0013]优选地，所述正极通道管理单元和负极通道管理单元每次仅闭合一条通道。
[0014]优选地，在进行充电前，记录电池单元整组电池电压由低到高的串数顺序。
[0015]优选地，充电均衡阶段，BMS电池管理系统控制正极通道管理单元和负极通道管理单元按照充电前整组电池电压由低到高的串数顺序对单组电池充电。
[0016]优选地，放电与充电初始阶段，BMS电池管理系统设置正极通道管理单元和负极通道管理单元为整组工作模式。
[0017]优选地，所需的整组电池需求电压和需求电流根据单组电池需求电压和需求电流得到。
[0018]优选地，所述BMS电池管理系统和电池单元之间通过串口通信。
[0019]优选地，所述BMS电池管理系统与充电桩之间通信采用CAN通信协议。
[0020]本专利技术还提出了一种具备主动电池均衡的充电管理系统的管理方法，包括如下步骤：
[0021]BMS电池管理系统获取电池单元的整组电池需求电压和需求电流，并将整组电池需求电压和需求电流传输给充电桩；
[0022]充电桩接收到电池单元的整组电池需求电压和需求电流后，充电桩对BMS电池管理系统发送电流和电压，BMS电池管理系统再将电压和电流传给电池单元实现整组电池充电；
[0023]电池单元的整组电池充电结束后，BMS电池管理系统将电池单元的单组电池需求电压和需求电流传给充电桩，充电桩给BMS电池管理系统发送电流和电压，再将电压和电流传给电池单元进行充电，实现电池单元的主动均衡充电。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本专利技术提出的一种具备主动电池均衡的充电管理系统，依据BMS电池管理系统、电池单元与充电桩充电交互流程区分为常规充电阶段与充电均衡阶段两部分，本专利技术通过主动与直流充电机协调进行均衡补电，整组电池充电的均衡效果明显，而均衡阶段设在正常充电结束后进行单组电池补电所以均衡时间大大减小，而且还不影响正常使用；BMS电池管理系统通过将电池单元的单组电池需求电压和需求电流传输给充电桩，使充电桩根据需求来给电池单元的单组电池充电，从而实现电池单元的主动均衡充电，充电均衡结构简单，配合车辆的使用以及正常充电流程，让电池组处于最佳均衡状态，延长电池组使用寿命；每次的日常充电都是对电池性能的保养，大大延长电池健康度，提高电池真实电池剩余电量SOC。
[0026]进一步地，锂电池在使用过程中，电池组的一致性在放电末期展现的更加明显，选择BMS电池管理系统在放电结束，充电前对电池单元电压进行比较排列，并记录为充电后期
的均衡阶段的先后补电顺序使用。
[0027]进一步地，BMS电池管理系统和电池单元之间通过串口通信，BMS电池管理系统与充电桩之间通信采用CAN通信协议，能够使BMS电池管理系统与电池单元和充电桩连通。
[0028]本专利技术提出的一种具备主动电池均衡的充电管理系统的管理方法，通过BMS电池管理系统获取电池单元的整组电池需求，并将需求传给充电桩，充电桩接收到请求后，充电桩对BMS电池管理系统发送需求后再将需求传给电池单元实现整组电池充电；整组电池充电结束后，BMS电池管理系统再将单组电池需求发送给充电桩，充电桩对BMS发送需求给电池单元进行充电，实现电池单元的主动均衡充电。该方法操作简单，便于实现。
附图说明
[0029]图1为本专利技术主动电池均衡的充电管理系统构成图；
[0030]图2为本专利技术主动电池均衡的充电管理系统结构图；
[0031]图3为本专利技术主动电池均衡的充电管理系统的控制流程图；
[0032]图4为本专利技术主动电池均衡的充电管理系统为整组电池工作模式图；
[0033]图5为本专利技术主动电池均衡的充电管理系统为单租电池工作模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备主动电池均衡的充电管理系统，其特征在于，包括充电桩、BMS电池管理系统和电池单元；所述BMS电池管理系统的一端与所述充电桩相连，所述BMS电池管理系统的另一端与所述电池单元相连；所述充电桩用于为BMS电池管理系统提供电池单元所需的整组电池需求电压和需求电流，所述整组电池需求电压和需求电流通过BMS电池管理系统传输给充电桩进行数据通讯；所述BMS电池管理系统用于接收来自充电桩的电压和电流，并管理电池单元进行充电；所述电池单元的整组电池充电结束后，BMS电池管理系统发出单组电池的需求电压和需求电流请求，充电桩对BMS电池管理系统提供电压和电流，并采用BMS电池管理系统管理电池单元对单组电池进行充电，实现电池单元的主动均衡充电。2.根据权利要求1所述的具备主动电池均衡的充电管理系统，其特征在于，所述电池单元包括正极通道管理单元、负极通道管理单元、第一保险组、第二保险组和整组电池；所述正极通道管理单元与所述第一保险组的一端电性相连，所述第一保险组的另一端与所述整组电池电性相连；所述第二保险组的一端与整组电池电性相连，所述第二保险组的另一端与负极通道管理单元电性相连。3.根据权利要求2所述的具备主动电池均衡的充电管理系统，其特征在于，所述正极通道管理单元和负极通道管理单元每次仅闭合一条通道。4.根据权利要求2所述的具备主动电池均衡的充电管理系统，其特征在于，在进行充电前，记录电池单元整组电池电压由低到高的串数顺序。5.根据权利要求4所述的具备主动电池均衡的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雒海东，白云海，黄晓英，雒建华，常晓蕾，
申请(专利权)人：绿能慧充数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：