电池主动均衡方法及存储介质技术

本发明专利技术涉及电池管理技术领域，本发明专利技术提供一种电池主动均衡方法及存储介质

【技术实现步骤摘要】
电池主动均衡方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及电池管理
，特别涉及一种电池主动均衡方法及存储介质
。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的快速发展和进步，电子设备对于电池的需求也日益增强，如何将电池模组的体积进一步的小型化
、
便携化
、
轻量化，如何减少线缆过度连接造成的生产资源浪费，如何避免均衡电流过大时过多的线缆和连接件引入的接触电阻所引起的线压降影响电池的电压检测，如何将电池的寿命进一步提高，减少和延缓电池废弃或者拆解对于生态环境的影响，是电池发展中不可避免的问题
。
[0003]通常由于电池单体之间存在的差异性，串联或者并联形成的电池模组在充电过程中电池容量较低的电池会最先充满，从而导致电池模组的其他电池无法继续充电，此时整个电池模组只有部分电池容量处于相对饱和状态，部分电池容量还处于未充满状态，即未达到其标称的电池容量，从而导致整个电池模组的总体电池容量偏低，不满足电池模组的标称状态，也不符合能量转化效率最大的要求
。
电池模组的放电过程亦是如此，电池容量最小的电池最先放电完成，而部分电池容量还有富余，但由于容量最小的电池已经完成了放电，导致电池模组的其他还有一定容量的电池无法继续放电，继而导致电池模组整体放电的利用率偏低
。
[0004]为解决上述问题中电池单体之间的差异问题，针对电池的均衡系统应运而生，利用电池系统将减少电池模组中电池的差异，通过减少电池的差异来延长电池模组的使用寿命，同时提高能量转化的利用率，通过电池均衡的方式将电池模组内电池之间的能量相互传递和转移，以使每个电池都能够在充电时达到最佳容量状态，放电时也能使每个电池都在安全可控的范围内尽可能的输出足够多的能量
。
[0005]因此，电池均衡芯片应运而生，由于电池均衡芯片总是伴随着电池模组出现的，所以如何减少电池均衡芯片的体积，如何减少电池与均衡芯片的连接线束，如何提高电池寿命降低发热量等问题成为电路设计者面临的关键问题，因此对电池均衡的研究工作显得尤为重要和迫切
。
[0006]目前，在传统电池系统的应用场合，绝大多数的电池系统是利用功率电阻放电式的被动电池均衡方式，使用功率电阻对充电较快的电池进行放电，从而使整个电池模组中其他容量的电池能够继续进一步充电，继而使整个电池模组达到最佳的容量状态，同时这种方案需要将电池的电压检测和电阻的放电路径分开配置，需要用到较多的线束，否则会导致在电池在充电过程中线缆上的电压降，从而导致电池端的电压检测芯片检测到的电压不准，与实际值会有差异，从而导致均衡系统可能判断失误，可能导致均衡策略方向相反
。
同时过多的线束连接和配置也会在电池的端子上使用垫片或者其他固定方式而造成更多的接触电阻，继而进一步导致电压检测的不准确性，同时线束的连接对于电池模组的体积的影响是不可避免的
。
[0007]由于需要采样电池两端的电压以及需要保证电池通过大电流时电压不受影响，所
有的电池均衡芯片和电池的线束必须将电池的电压采样和电池的均衡线缆路径分开设置，否则必然导致电压检测的差异性会更多，损耗也会随着电池模组中电池的增加而增多，进而导致在一些小体积或者有对空间有一定要求的场合应用受限
。
进一步的，由于现有技术中使用被动的功率电阻放电的方式，会导致发热量较大，限制了均衡电流的最大使用范围，从根本上无法使用大电流均衡，均衡效率和均衡效果的时间会较长，能量间转化的利用率也较低
。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种电池主动均衡方法及存储介质，可以实现将电池组内电池单元之间的能量相互传递和转移，以通过减少电池单元的差异来延长电池组的使用寿命并提高能量转化的利用率，通过电池均衡的方式使每个电池单元都能够在充电时充到最佳容量状态，放电时也能使每个电池单元都在安全可控的范围内尽可能的输出足够多的能量，还可以实现减少电池单元上用来检测电池单元的电压的连线端子，避免引额外的接触电阻，保证电池单元的电压检测的准确性，并可进一步提高电池单元的均衡电流
、
减少发热
。
[0009]基于本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种电池系统，所述电池系统包括电池串
、
多个电感和至少一片均衡芯片，所述电池串包括依次串联的至少两个电池单元，且任意相邻的两个所述电池单元为一电池组，所述电池组与所述电感一一对应，所述电池组与所述均衡芯片一一对应；所述均衡芯片包括两个功率管，两个所述功率管彼此串联后并联在对应的所述电池组的两端，且两个所述功率管之间的连接点通过所述电感连接至所述电池组中的两个电池单元之间的连接点
。
[0010]可选的，所述电池系统还包括多个电容，每个所述电池单元的两端并联至少一个所述电容
。
[0011]可选的，所述均衡芯片包括两个电压检测单元，两个所述电压检测单元用于分别检测对应的所述电池组中两个电池单元的电压
。
[0012]可选的，所述均衡芯片包括两个所述电压驱动单元，两个所述电压驱动单元用于分别控制两个所述功率管的导通或截止
。
[0013]可选的，所述均衡芯片包括电流检测单元，所述电流检测单元用于检测流经所述功率管的电流
。
[0014]可选的，所述均衡芯片包括断续模式控制器，所述断续模式控制器用于驱使所述电压驱动单元控制两个所述功率管交替导通的频率逐渐降低，比如由第一开关频率逐渐降低
。
[0015]可选的，所述均衡芯片还包括基准电压调节器，所述电压检测单元以所述基准电压调节器提供的电压为基准参考值来检测所述电池单元的电压
。
[0016]可选的，所述电池系统包括至少两组所述电池组和至少两片所述均衡芯片，所述均衡芯片之间通信连接，实现将每个所述均衡芯片的基准电压调节器提供的电压调整为相同
。
[0017]可选的，所述均衡芯片包括数据控制单元，所述数据控制单元实现所述均衡芯片之间的数据交互，交互的数据包括所述电池单元的电压和所述基准电压调节器提供的电
压
。
[0018]可选的，所述均衡芯片之间的通信方式为串行通信
。
[0019]可选的，所述均衡芯片的其中一个所述功率管为
PMOS
管，另一个所述功率管为
NMOS
管
。
[0020]基于本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种电池主动均衡方法，所述电池主动均衡方法包括第一均衡策略，所述第一均衡策略包括：
S11
：利用两个电压检测单元分别检测所述电池组中的两个所述电池单元各自的电压，并将电压高的一者作为高压电池以及将电压低的一者作为低压电池，且得到二者电压的差值的绝对值为第一绝对值，其中，两个所述电压检测单元各自的一端均通过所述电感连接至两个所述电池单元之间的连接点，两个所述电压检测单元各自的另一端分别连接至所述电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电池主动均衡方法，应用于电池系统，所述电池系统包括电池串
、
多个电感和均衡芯片，所述电池串包括依次串联的至少两个电池单元，且任意相邻的两个所述电池单元为一电池组，所述电池组
、
所述电感以及所述均衡芯片一一对应；所述均衡芯片的两个功率管串联后与对应的所述电池组并联，且两个所述功率管之间的连接点通过所述电感连接至两个所述电池单元之间的连接点，其特征在于，所述电池主动均衡方法的第一均衡策略包括：
S11
：利用两个电压检测单元分别检测所述电池组的两个电池单元各自的电压，将电压高的一者作为高压电池，将电压低的一者作为低压电池，且得到二者电压的差值的绝对值为第一绝对值，其中，两个所述电压检测单元各自的一端均通过所述电感连接至两个所述电池单元之间的连接点，两个所述电压检测单元各自的另一端分别连接至所述电池组的两端；
S12
：当所述第一绝对值大于电压检测阈值时，根据第一时间控制两个所述功率管工作以使所述高压电池给所述低压电池充电；
S13
：控制两个所述功率管交替导通的频率逐渐降低，直至检测到所述电感的峰值电流为第三电流阈值时控制两个所述功率管均截止；
S14
：重复
S11
至
S13
，直至所述第一绝对值小于或等于所述电压检测阈值
。2.
根据权利要求1所述的电池主动均衡方法，其特征在于，所述
S12
包括：
S121
：当所述第一绝对值大于所述电压检测阈值时根据第一时间开始计时，且控制两个所述功率管以固定的频率交替导通，直至检测到所述电感的峰值电流达到第一电流阈值时控制与所述高压电池连接的功率管截止；
S122
：在与所述高压电池连接的功率管截止后检测到所述电感的峰值电流达到第二电流阈值时控制与所述低压电池连接的功率管截止；
S123
；重复
S121
至
S122
，直至所述第一时间计时结束；其中，所述第一电流阈值大于所述第二电流阈值，所述第二电流阈值大于所述第三电流阈值
。3.
根据权利要求1所述的电池主动均衡方法，其特征在于，所述电池系统包括至少两组所述电池组和至少两片所述均衡芯片，所述电池主动均衡方法还包括第二均衡策略，所述第二均衡策略包括：
S21
：利用所述电池单元各自对应的所述电压检测单元检测获取所有所述电池单元的电压，并将其中电压的最大者对应的电池单元作为电量最大电池，以及将其中电压的最小者对应的电池单元作为电量最小电池；
S22
：所述电量最大电池的电压与所述电量最小电池的电压之间的差值的绝对值大于所述电压检测阈值时，将所述电量最大电池
、
所述电量最小电池以及所述电量最大电池和所述电量最小电池之间的所有电池单元作为感兴趣电池包，并按照所述电量最大电池到所述电量最小电池的方向控制所述感兴趣电池包中的所有所述电池组依次执行所述第一均衡策略；
S23
：重复
S21
至
S22
，直至检测到任意两个所述电池单元之间的电压的差值的绝对值小于或等于所述电压检测阈值
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈博，许锦龙，
申请(专利权)人：上海芯龙半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：