一种电池被动均衡系统及控制方法技术方案

本申请公开一种电池被动均衡系统及控制方法，属于电池均衡技术领域，电池被动均衡系统包括：控制模块

【技术实现步骤摘要】
一种电池被动均衡系统及控制方法


[0001]本申请涉及电池均衡
，特别涉及一种电池被动均衡系统及控制方法
。

技术介绍

[0002]太阳能，风能等清洁能源具有不连续性，需要使用储能介质将其存储起来，再根据电网的需求平稳
、
连续的释放出来
。
其中化学储能介质大多选用锂电池，为了最大限度地发挥锂电池的性能，需要使用一定的均衡策略对电池进行均衡
。
[0003]目前，常见的电池均衡方案有两种：一种是主动均衡，另一种是被动均衡
。
其中，被动均衡方案虽然相较于主动均衡方案的电路拓扑简单
、
可靠性更高，但对大容量电芯的均衡能力有限，均衡能力不足，且部分均衡电阻存在闲置未用的情况，均衡电阻利用率较低
。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的在于：提供一种电池被动均衡系统及控制方法，旨在解决相关技术中电池均衡能力不足且均衡电阻利用率较低的技术问题
。
[0005]为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本申请提出一种电池被动均衡系统，包括：
[0007]电池模块，电池模块包括电芯组，电芯组包括
j
个单体电芯，其中，
j
均为正整数，当
j
＞1时，
j
个单体电芯串联；
[0008]均衡模块，均衡模块包括依次连接的电芯选通单元
、
均衡母线单元和均衡电阻单元，电芯选通单元与电芯组连接；
[0009]控制模块，与电芯选通单元连接，控制模块用于输出通断控制信号
。
[0010]可选地，上述电池被动均衡系统中，电池模块包括串联的
n
个电芯组，其中，
n
为正整数；
[0011]均衡模块包括与电芯组一一对应的
n
个电芯选通单元
、n
个均衡母线单元和
n
个均衡电阻单元，各电芯组依次通过一电芯选通单元和一均衡母线单元与一均衡电阻单元连接，控制模块与各电芯选通单元连接
。
[0012]可选地，上述电池被动均衡系统中，每个电芯选通单元包括多个第一开关；
[0013]多个第一开关与控制模块连接，用于根据控制模块输出的通断控制信号接通或断开，以控制单体电芯的接入或断开
。
[0014]可选地，上述电池被动均衡系统中，电芯选通单元包括
j+1
个第一开关；
[0015]每个电芯组中，各单体电芯的正极通过一第一开关接入均衡母线单元，串联的
j
个单体电芯中第
j
个单体电芯的负极通过一第一开关接入均衡母线单元
。
[0016]可选地，上述电池被动均衡系统中，均衡母线单元包括第一母线和第二母线；
[0017]每个电芯组中，第奇数个单体电芯的正极通过第一开关接入第一母线；第偶数个单体电芯的正极通过第一开关接入第二母线；当
j
为偶数时，第
j
个单体电芯的负极通过第一开关接入第一母线，当
j
为奇数时，第
j
个单体电芯的负极通过第一开关接入第二母线；第
一母线和第二母线分别与均衡电阻单元连接
。
[0018]可选地，上述电池被动均衡系统中，当
n
＞1时，均衡模块还包括
2(n
‑
1)
个第二开关；
[0019]相邻两个均衡母线单元的第一母线通过一第二开关连接，相邻两个均衡母线单元的第二母线通过一第二开关连接；
[0020]每一第二开关与控制模块连接，用于根据控制模块输出的通断控制信号接通或断开，以使多个电芯组共用对应的多个均衡电阻单元中的任意一个均衡电阻单元
。
[0021]可选地，上述电池被动均衡系统中，均衡模块还包括
2n
个第三开关；
[0022]各均衡母线单元的第一母线通过一第三开关与均衡电阻单元的一端连接，各均衡母线单元的第二母线通过一第三开关与均衡电阻单元的另一端连接；
[0023]每一第三开关与控制模块连接，用于根据控制模块输出的通断控制信号接通或断开，以使均衡母线单元与对应的均衡电阻单元连接或断开
。
[0024]可选地，上述电池被动均衡系统中，每个均衡电阻单元包括若干个并联的均衡电阻，若干个均衡电阻的阻值相同或不同
。
[0025]可选地，上述电池被动均衡系统中，每个均衡电阻单元还包括与所述均衡电阻对应的若干个第四开关；
[0026]每一第四开关与一均衡电阻串联，每个均衡电阻单元包括的均衡电阻相互并联；
[0027]每一第四开关与控制模块连接，用于根据控制模块输出的通断控制信号接通或断开，以调整均衡电流的大小
。
[0028]第二方面，本申请还提出一种电池被动均衡控制方法，应用于如上述的电池被动均衡系统，方法包括以下步骤：
[0029]通过控制模块确定电池模块中电芯组的第一目标电芯；第一目标电芯为电芯组中电量最高的单体电芯；
[0030]将第一目标电芯接入电芯选通单元，使第一目标电芯
、
电芯选通单元
、
均衡母线单元以及均衡电阻单元连通，形成第一均衡回路；
[0031]确定电芯组的比较电芯，并计算第一目标电芯与比较电芯的电量差；
[0032]根据电量差，利用均衡电阻单元对第一目标电芯进行均衡管理，以降低电量差；当电量差低于第一预设阈值时，通过电芯选通单元断开第一目标电芯与均衡电阻单元的连接
。
[0033]可选地，上述电池被动均衡控制方法中，比较电芯为电芯组内除第一目标电芯之外的其他单体电芯中电量最高的单体电芯
。
[0034]可选地，上述电池被动均衡控制方法中，根据电量差，利用均衡电阻单元对第一目标电芯进行均衡管理，以降低电量差的步骤包括：
[0035]当均衡电阻单元包括若干个相互并联的阻值相同的均衡电阻以及与若干个均衡电阻对应的若干个第四开关时，
[0036]根据电量差和第一预设规则，确定对应的通断方案，得到第一目标通断方案；其中，通断方案包括若干个第四开关中控制导通的开关数量，第一预设规则包括电量差范围与通断方案的对应关系；
[0037]根据第一目标通断方案控制第四开关接通或断开，以调整对第一目标电芯进行均
衡管理过程中均衡电流的大小，降低电量差
。
[0038]可选地，上述电池被动均衡控制方法中，根据电量差，利用均衡电阻单元对第一目标电芯进行均衡管理，以降低电量差的步骤包括：
[0039]当均衡电阻单元包括若干个相互并联的阻值不同的均衡电阻以及与若干个均衡电阻对应的若干个第四开关时，
[0040]根据电量差和第二预设规则，确定对应的通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池被动均衡系统，其特征在于，包括：电池模块，所述电池模块包括电芯组，所述电芯组包括
j
个单体电芯，其中，
j
均为正整数，当
j
＞1时，
j
个所述单体电芯串联；均衡模块，所述均衡模块包括依次连接的电芯选通单元
、
均衡母线单元和均衡电阻单元，所述电芯选通单元与所述电芯组连接；控制模块，与所述电芯选通单元连接，所述控制模块用于输出通断控制信号
。2.
如权利要求1所述的电池被动均衡系统，其特征在于，所述电池模块包括串联的
n
个电芯组，其中，
n
为正整数；所述均衡模块包括与所述电芯组一一对应的
n
个电芯选通单元
、n
个均衡母线单元和
n
个均衡电阻单元，各所述电芯组依次通过一所述电芯选通单元和一所述均衡母线单元与一所述均衡电阻单元连接，所述控制模块与各所述电芯选通单元连接
。3.
如权利要求2所述的电池被动均衡系统，其特征在于，每个所述电芯选通单元包括多个第一开关；多个所述第一开关与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块输出的通断控制信号接通或断开，以控制所述单体电芯的接入或断开
。4.
如权利要求3所述的电池被动均衡系统，其特征在于，所述电芯选通单元包括
j+1
个第一开关；每个所述电芯组中，各所述单体电芯的正极通过一所述第一开关接入所述均衡母线单元，串联的
j
个所述单体电芯中第
j
个单体电芯的负极通过一所述第一开关接入所述均衡母线单元
。5.
如权利要求4所述的电池被动均衡系统，其特征在于，所述均衡母线单元包括第一母线和第二母线；每个所述电芯组中，第奇数个单体电芯的正极通过所述第一开关接入所述第一母线；第偶数个单体电芯的正极通过所述第一开关接入所述第二母线；当
j
为偶数时，所述第
j
个单体电芯的负极通过所述第一开关接入所述第一母线，当
j
为奇数时，所述第
j
个单体电芯的负极通过所述第一开关接入所述第二母线；所述第一母线和所述第二母线分别与所述均衡电阻单元连接
。6.
如权利要求5所述的电池被动均衡系统，其特征在于，当
n
＞1时，所述均衡模块还包括
2(n
‑
1)
个第二开关；相邻两个所述均衡母线单元的所述第一母线通过一所述第二开关连接，相邻两个所述均衡母线单元的所述第二母线通过一所述第二开关连接；每一所述第二开关与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块输出的通断控制信号接通或断开，以使多个所述电芯组共用对应的多个所述均衡电阻单元中的任意一个均衡电阻单元
。7.
如权利要求5所述的电池被动均衡系统，其特征在于，所述均衡模块还包括
2n
个第三开关；各所述均衡母线单元的第一母线通过一所述第三开关与所述均衡电阻单元的一端连接，各所述均衡母线单元的第二母线通过一所述第三开关与所述均衡电阻单元的另一端连接；
每一所述第三开关与所述控制模块连接，用于根据所述控制模块输出的通断控制信号接通或断开，以使所述均衡母线单元与对应的所述均衡电阻单元连接或断开
。8.
如权利要求5所述的电池被动均衡系统，其特征在于，每个所述均衡电阻单元包括若干个并联的均衡电阻，若干个所述均衡电阻的阻值相同或不同
。9.
如权利要求8所述的电池被动均衡系统，其特征在于，每个所述均衡电阻单元还包括与所述均衡电阻对应的若干个第四开关；每一所述第四开关与一所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓鑫，梁欢，周海良，
申请(专利权)人：苏州汇川控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：