用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的电路技术方案

提供了一种用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的电路，包括：信号采集模块，用于采集的电池组的电压和温度；控制模块，用于根据采集到的电压和温度是否满足预设条件，选择对所述电池组进行主动均衡和/或被动均衡，并产生相应的均衡驱动信号；均衡模块，用于根据均衡驱动信号对电池组件进行主动均衡和/或被动均衡。另外提供了一种用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的方法和系统。采用本实用新型专利技术的双耦合均衡电路控制策略，可以实现主被动均衡的自由切换，使电池组工作在最优温度区间，克服了因为温度的差异导致单体的容量差异增大而引起的潜在风险，增强了电池的利用率并提高了整体电池组的使用寿命。提高了整体电池组的使用寿命。提高了整体电池组的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的电路


[0001]本技术涉及智能控制领域，更具体地涉及一种用于对电池管理系统(BMS)中电池组进行驱动均衡的电路。

技术介绍

[0002]能源危机和环境污染已成为全球面临的重大挑战，是制约全球经济发展的重要因素，汽车的发展引起了能源巨大损耗，汽车尾气的排放是大气污染的主要来源之一，也是造成全国大规模雾霾天气出现的重要原因。因此开发纯电动汽车是满足当前“零排放”的首选方案,然而车载动力电池不仅是制约电动汽车规模发展的技术瓶颈，而且是电动汽车价格居高不下的关键因素，开发高性能的电池管理系统能够更有效地利用电池能量，延长电池使用寿命。
[0003]纯电动汽车动力电池组由上百节电池单体构成，电池在成组使用时，容易发生过充与过放现象，造成电池容量及使用寿命下降，电池荷电状态(SOC)与电压存在一定关系，通过监视电池组的单体电压，可以估算电池的荷电状态。电池在充放电时必须对电池电压及电池包内的温度进行监视，根据采集到的数据进行相应的控制策略，保持整组电池电压的一致性。
[0004]锂离子电池与众多储能体相比有能量密度大、寿命长、使用方便灵活等优点，愈来愈成为诸多领域必不可少的能量存储体。然而以目前的锂动力电池制造水平和工艺，在锂动力电池电芯在生产过程中，各个锂动力电池单体会存在细微的差别，也就是一致性问题，不一致性主要表现在锂动力电池单体容量、内阻、自放电率、充放电效率等方面。锂动力电池单体的不一致，传导至锂动力电池组，必然的带来了锂动力电池组容量的损失，进而造成寿命的下降。
[0005]基于主动均衡技术锂动力电池组，无论锂动力电池组在充电、放电还是放置过程中，都可在锂动力电池组内部对于锂动力电池单体之间的差异性进行主动均衡，以消除锂动力电池成组后由于自身和使用过程中产生的各种不一致性。因此，需要一种对电池管理系统中电池组进行驱动均衡的方案，使得对电池电压自动检测及均衡功能，并同时能保持电池包内的温度在合理范围内。
[0006]上述在背景部分公开的信息仅用于对本技术的背景做进一步的理解，因此它可以包含对于本领域普通技术人员已知的不构成现有技术的信息。

技术实现思路

[0007]本技术提供了用于对BMS中电池组进行驱动均衡的方法、电路和系统，解决了因为温度的差异导致单体的容量差异增大而引起的潜在风险，增强了电池的利用率并提高了整体电池组的使用寿命。
[0008]为解决现有技术的上述问题，本技术的提供了一种提供了用于对BMS中电池组进行驱动均衡的方法、电路和系统。
[0009]本技术的第一方面提供了一种用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的电路，包括：信号采集模块，用于采集的电池组的电压和温度；控制模块，用于根据采集到的电压和温度是否满足预设条件，选择对所述电池组进行主动均衡和/或被动均衡，并产生相应的均衡驱动信号；均衡模块，用于根据均衡驱动信号对电池组件进行主动均衡和/或被动均衡。
[0010]根据本技术的一个实施例，其中采用单电源对所述电路进行供电。
[0011]根据本技术的一个实施例，其中所述主动均衡和被动均衡应用于所述电池组中的单体电池。
[0012]根据本技术的一个实施例，其中，其中所述均衡模块包括：主被动均衡单元、均衡路径驱动单元和均衡变压器原边电流采样单元以及副边电流采样单元，所述主被动均衡单元用于执行电池组的主动和/或被动均衡；所述均衡路径驱动电路用于根据均衡驱动信号对电池组中的电池均衡路径进行选择；均衡变压器原边电流采样单元以及副边电流采样单元用于通过电流采样来确定均衡的时刻。
[0013]根据本技术的一个实施例，其中，其中，在对电池组中的单体电池进行均衡时，所述主被动均衡单元包括依次连接的自驱动单元、单电源驱动单元以及耦合双均衡单元；所述自驱动单元用于为均衡模提供自驱动信号；所述单单元驱动单元用于均衡路径的选择以及电池组中充放电的选择接通；所述耦合双均衡单元用于根据控制模块的均衡驱动信号进行主动均衡和/或被动均衡以及电池组充电和放电选择。
[0014]根据本技术的一个实施例，其中,所述自驱动单元由两个防误导通的背靠背的MOS管、两个保护电阻、两个限流电阻以及两个三极管组成；所述单电源驱动部分包括四个进行方向选择的MOS管，以及保护电阻和分压电阻组成；所述耦合双均衡单元由主动均衡电路和被动均衡电路组成，所述被动均衡电路由放电电阻和MOS管串联组成，所述主动均衡电路由具有防滤波冲击的耦合电路组成。
[0015]根据本技术的一个实施例，其中所述原边电流采样电路经过运算放大器链接至差分运算放大器进行隔离，输出再经过所述运算放大器放连接至信号处理器进行原边电流采样；所述副边电流采样电路直接经过运算放大器连接至信号处理器进行副边电流采样。
[0016]本技术的第二方面提供了一种用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的方法，包括：S1:确定电池组中需要进行均衡的单体电池，并将所述单体电池的温度与预设的第一阈值进行比较；S2：当单体电池的温度低于第一阈值时，进行被动均衡，否则进行主动均衡； S3：当进行被动均衡时，实时检测单体电池电压和温度，当温度高于预设第一阈值时，执行步骤S4；S4：当进行主动均衡时，实时检测单体电池的电压和温度；S5：当单体电池温度高于第二阈值时，暂停均衡操作并对单体电池进行均衡散热，所述第二阈值大于第一阈值，当温度在第一阈值和第二阈值之间时，继续执行S4；S6：当单体电池温度不高于第二阈值时，如果单体电池电压满足预设的均衡完成条件，结束均衡；如果单体电池电压不满足预设的均衡完成条件，继续执行步骤S4。
[0017]根据本技术的一个实施例，其中在所述步骤S1之前还包括： S0：实施采集电池组中单体电池的温度和电压，判断单体电池是否需要均衡，如果不需要均衡，则单体电池执行正常的充放电操作，如果需要均衡，则执行步骤S1。
[0018]根据本技术的一个实施例，其中在所述步骤S3中还包括：当温度不高于预设的第一阈值时，如果单体电池电压满足预设的均衡完成条件，结束均衡；如果单体电池电压不满足预设的均衡完成条件，继续执行步骤S3。
[0019]根据本技术的一个实施例，其总所述步骤S6还包括：当均衡散热后单体电池温度仍然高于第二阈值时，继续执行暂停均衡操作并对单体电池进行均衡散热。
[0020]本技术的第三方面提供了一种用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的系统，包括：信号采集电路，用于采集的电池组的电压和温度；微控制器，与信号采集电路和均衡电路相连接，所述微控制器用于根据上述用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的方法输出均衡驱动信号，均衡电路，用于根据均衡驱动信号对电池组件进行主动均衡和/或被动均衡。
[0021]本技术的方案采用了双耦合控制策略，可以实现主被动均衡的自由切换，使电池组工作在最优温度区间，解决了因为温度的差异导致单体的容量差异增大而引起的潜在风险，增强了电池的利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于对电源管理系统中电池组进行驱动均衡的电路，其特征在于，所述电路包括：信号采集模块，用于采集的电池组的电压和温度；控制模块，用于根据采集到的电压和温度是否满足预设条件，选择对所述电池组进行主动均衡和/或被动均衡，并产生相应的均衡驱动信号；均衡模块，用于根据均衡驱动信号对电池组件进行主动均衡和/或被动均衡。2.根据权利要求1所述的电路，其中采用单电源对所述电路进行供电。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述主动均衡和被动均衡应用于所述电池组中的单体电池。4.根据权利要求1所述的电路，其中所述均衡模块包括：主被动均衡单元、均衡路径驱动单元和均衡变压器原边电流采样单元以及副边电流采样单元，所述主被动均衡单元用于执行电池组的主动和/或被动均衡；所述均衡路径驱动电路用于根据均衡驱动信号对电池组中的电池均衡路径进行选择；所述均衡变压器原边电流采样单元以及副边电流采样单元用于通过电流采样来确定均衡的时刻。5.根据权利要求4所述的电路，其中，在对电池组中的单体电池进行均衡时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡余生，牛高产，滕云龙，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：