一种锂电池主动均衡系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种锂电池主动均衡系统及方法，属于锂电池领域，涉及主动均衡技术，设置有电压检测模块以及均衡模块，电压检测模块用于检测电池组的电压，并在电池组充电或者放电的过程中，周期性的检测单体电池的电压值，分别计算单体电压的放电系数Fxi或者充电系数Cxi，及时发现单体电池的问题，且设置有均衡模块，均衡模块包括n级均衡单元，每个等级的均衡单元包括M个均衡子单元，本发明专利技术在同一均衡子单元中实现电池单一的充放电均衡，避免了电池单体间的复杂电路连接，同时也能达到让所有的电池单体电压均衡到一个合格的范围，让整个电池组使用寿命大大地延长，提升了动力锂电池续航里程。航里程。航里程。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池主动均衡系统及方法


[0001]本专利技术属于锂电池领域，涉及主动均衡技术，具体是一种锂电池主动均衡系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，新能源汽车呈现快速增长，导致动力锂电池的需求量和报废量不断增长。电动汽车的动力电池性能会随着充电次数的增加而衰减，当电池一致性不好的情况下，电动汽车续航里程就会大幅度衰减。
[0003]现有的电池能量均衡系统将电量高的电芯的能量转移到能量低的电芯上，实现了对电压过低的电芯充电，并且对单压过高的电芯放电，快速的将所有的电芯能量均衡到一个平均的范围内，让整个储能电池包使用寿命延长，提升了动力锂电池续航里程。
[0004]但是现有的电池能量均衡系统是在充电过程或者放电结束后才分析判断出电量高的电芯或者电压过低的电芯，在问题电芯(电量高或者电压过低)的判断上存在滞后的现象，不能再充电或者放电过程中及时发现问题电芯，存在问题发现不及时的现象。
[0005]为此，本专利技术指出一种锂电池主动均衡系统及方法，用于及时发现问题电芯并及时做出调整。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0007]为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面的实施例提出一种锂电池主动均衡系统，包括电池组、电压检测模块、均衡模块以及控制器；
[0008]所述电池组由若干个单体电池组成，所述电压检测模块包括若干检测单元，检测单元的数量与单体电池的数量一致；
[0009]所述均衡模块包括n级均衡单元，其中n表示均衡单元的等级，每个等级的均衡单元包括M个均衡子单元；
[0010]所述控制器用于接收电压检测模块发送的电压值并进行均衡处理；控制器判定电池组状态，并计算电池组状态系数，控制器给定电池组状态系数阈值范围；将电池组状态系数与电池组状态系数阈值范围进行比较，生成均衡信号；
[0011]所述均衡模块用于接收控制器发送的均衡信号，并针对不同的均衡信号执行不同的动作。
[0012]优选的，所述电压检测模块在进行电池组的电压检测时采用周期检测的方式，检测周期由控制器进行设定。
[0013]优选的，每个等级的均衡单元具有的均衡子单元的数量不一致。
[0014]优选的，电池组状态包括充电状态以及放电状态。
[0015]优选的，当控制器判定电池组进行放电时，控制器计算放电系数Fxi，其中放电系数的计算方式为：
[0016][0017]控制器设定放电系数阈值范围，即(Fx0，Fx1)；当计算出的放电系数Fxi在放电系数阈值范围(Fx0，Fx1)内时，表示单体电池放电正常，控制器发送正常信号至均衡模块；
[0018]当计算出的放电系数Fxi小于等于放电系数阈值下限值Fx0时，表示单体电池放电过慢，控制器发送放慢信号至均衡模块；
[0019]当计算出的放电系数Fxi大于等于放电系数阈值上限值Fx1时，表示单体电池放电过快，控制器发送放快信号至均衡模块。
[0020]优选的，均衡模块获取所有放电过慢的单体电池以及所有放电过快的单体电池；
[0021]当存在同一均衡子单元内包含放电过慢的单体电池和放电过快的单体电池时，均衡模块调节电池电路，将放电过慢的单体电池的电量输入至放电过快的单体电池内，使得同一均衡子单元内的单体电池放电一致；
[0022]当存在同一等级均衡单元内包含放电过慢的单体电池和放电过快的单体电池时，均衡模块调节电池电路，将放电过慢的单体电池的电量输入至放电过快的单体电池内，使得同一均衡子单元内的单体电池放电一致；
[0023]当只存在放电过慢的单体电池时，均衡模块不做处理；
[0024]当只存在放电过快的单体电池时，均衡模块获取放电过快的单体电池的编号，并发送报警信号至控制器。
[0025]优选的，当控制器判定电池组进行充电时，控制器计算充电系数Cxi，其中充电系数的计算方式为：
[0026][0027]控制器设定充电系数阈值范围，即(Cx0，Cx1)；
[0028]当计算出的充电系数Cxi在充电系数阈值范围(Cx0，Cx1)内时，表示单体电池充电正常，控制器发送正常信号至均衡模块；
[0029]当计算出的放电系数Cxi小于等于放电系数阈值下限值Cx0时，表示单体电池充电过慢，控制器发送充慢信号至均衡模块；
[0030]当计算出的充电系数Cxi大于等于放电系数阈值上限值Cx1时，表示单体电池充电过快，控制器发送充快信号至均衡模块。
[0031]优选的，均衡模块获取所有充电过慢的单体电池以及所有充电过快的单体电池；
[0032]当存在同一均衡子单元内包含充电过慢的单体电池和充电过快的单体电池时，均衡模块调节电池电路；
[0033]加大充电过慢的单体电池的充电电压；并减小充电过快的单体电池的充电电压；
[0034]当存在同一等级均衡单元内包含充电过慢的单体电池和充电过快的单体电池时，均衡模块调节电池电路；加大充电过慢的单体电池的充电电压；并减小充电过快的单体电池的充电电压；
[0035]当只存在充电过慢的单体电池时，均衡模块获取充电过慢的单体电池的编号，并发送报警信号至控制器；
[0036]当只存在充电过快的单体电池时，均衡模块不做处理。
[0037]优选的，所述均衡信号包括正常信号、充慢信号、充快信号、放慢信号以及放快信号。
[0038]根据本专利技术的第二方面的实施例提出一种锂电池主动均衡方法，包括以下步骤：
[0039]电压检测模块内的若干检测单元周期检测电池组内若干个单体电池的电压值并发送至控制器；
[0040]控制器接收电压检测模块发送的电压值并进行均衡处理；控制器判定电池组状态，并计算电池组状态系数，控制器给定电池组状态系数阈值范围；将电池组状态系数与电池组状态系数阈值范围进行比较，生成均衡信号；
[0041]所述均衡模块用于接收控制器发送的均衡信号，并针对不同的均衡信号执行不同的动作。
[0042]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0043]本专利技术设置有电压检测模块以及均衡模块，电压检测模块用于检测电池组的电压，并在电池组充电或者放电的过程中，周期性的检测单体电池的电压值，分别计算单体电压的放电系数Fxi或者充电系数Cxi，及时发现单体电池的问题，且设置有均衡模块，均衡模块包括n级均衡单元，每个等级的均衡单元包括M个均衡子单元，且每个等级的均衡单元具有的均衡子单元的数量不一致；每个均衡子单元并联在相互串联的两个单体电池的两侧；当存在同一均衡子单元内包含放电过慢的单体电池和放电过快的单体电池时，均衡模块调节电池电路，将放电过慢的单体电池的电量输入至放电过快的单体电池内，使得同一均衡子单元内的单体电池放电一致；当存在同一等级均衡单元内包含放电过慢的单体电池和放电过快的单体电池时，均衡模块调节电池电路，将放电过慢的单体电池的电量输入至放电过快的单体电池内，使得同一均衡子单元内的单体电池放电一致；本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池主动均衡系统，其特征在于，包括电池组、电压检测模块、均衡模块以及控制器；所述电池组由若干个单体电池组成，所述电压检测模块包括若干检测单元，检测单元的数量与单体电池的数量一致；所述均衡模块包括n级均衡单元，其中n表示均衡单元的等级，每个等级的均衡单元包括M个均衡子单元；所述控制器用于接收电压检测模块发送的电压值并进行均衡处理；控制器判定电池组状态，并计算电池组状态系数，控制器给定电池组状态系数阈值范围；将电池组状态系数与电池组状态系数阈值范围进行比较，生成均衡信号；所述均衡模块用于接收控制器发送的均衡信号，并针对不同的均衡信号执行不同的动作。2.根据权利要求1所述的一种锂电池主动均衡系统，其特征在于，所述电压检测模块在进行电池组的电压检测时采用周期检测的方式，检测周期由控制器进行设定。3.根据权利要求2所述的一种锂电池主动均衡系统，其特征在于，每个等级的均衡单元具有的均衡子单元的数量不一致。4.根据权利要求3所述的一种锂电池主动均衡系统，其特征在于，电池组状态包括充电状态以及放电状态。5.根据权利要求1所述的一种锂电池主动均衡系统，其特征在于，当控制器判定电池组进行放电时，控制器计算放电系数Fxi，其中放电系数的计算方式为：控制器设定放电系数阈值范围，即(Fx0，Fx1)；当计算出的放电系数Fxi在放电系数阈值范围(Fx0，Fx1)内时，表示单体电池放电正常，控制器发送正常信号至均衡模块；当计算出的放电系数Fxi小于等于放电系数阈值下限值Fx0时，表示单体电池放电过慢，控制器发送放慢信号至均衡模块；当计算出的放电系数Fxi大于等于放电系数阈值上限值Fx1时，表示单体电池放电过快，控制器发送放快信号至均衡模块。6.根据权利要求5所述的一种锂电池主动均衡系统，其特征在于，均衡模块获取所有放电过慢的单体电池以及所有放电过快的单体电池；当存在同一均衡子单元内包含放电过慢的单体电池和放电过快的单体电池时，均衡模块调节电池电路，将放电过慢的单体电池的电量输入至放电过快的单体电池内，使得同一均衡子单元内的单体电池放电一致；当存在同一等级均衡单元内包含放电过慢的单体电池和放电过快的单体电池时，均衡模块调节电池电路，将放电过慢的单体电池的电量输入至放电过快的单体电池内，使得同一均衡子单...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵枫，徐川，闵刚，
申请(专利权)人：合肥哈工焕一新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：