本发明专利技术涉及电池管理系统(13)，其包括实施借助串联互连的可充电元件(12)以模块化方式组成的蓄电池组(10)的平衡方法用的装置。当所述可充电元件呈现的不平衡不严重时，所述系统能够通过使与每个可充电元件并联安装的单个分流支路(14)形成回路，激活无源平衡电路(11)。另外，它同样能够借助切换电路(18)的切换，激活个体有源平衡电路，该切换电路用来把电池组的可充电元件之一连接至供电装置(20)，该供电装置的能量用来实现呈现严重的荷电不平衡的所述可充电元件的个体平衡。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的目标是借助串联状互连的可充电元件模块化构成的蓄电池组用的平衡方法。本专利技术还涉及电池管理系统，该电池管理系统用于包含在电池再充电和平衡的布置中，以允许利用所提出的方法。
技术介绍
蓄电池组被应用于许多的电气设备和电子设备中，特别是用于电动车辆中，用来向车辆的一个或多个推进电动机或牵弓I电动机供电。电池组是集成一些单体储存电池的机械组件。这些电池串联地装配，以便获得所希望的电压和电容。目前，电池组由电子卡控制，电子卡更为所知地名为BMS，即指英语术语Battery Monitoring System(电池监测系统)。考虑到电池是其能量源的电器设备如电动车辆的运行约束，该电子卡可以根据由电流传感器、电压传感器、电绝缘传感器和温度传感器进行的测量来控制电池组的每个电池的所有参数，以使电池保持在可能的最佳运行状态。电池组的串联元件最通常地由同一充电或放电电流通过。但是电池平衡要求在某些时刻流过其不同元件的电流能够是不同的。已知的是，当电池组的一电池处于过充电时，为平衡目的，通过与该电池并联连接的个体分流装置使电池组的该电池放电。该分流装置包括例如一个为能量耗散目的而使用的电阻。这样，一分流电流或“旁路”电流流通过该装置并可以减少、甚至完全分流在该电池中流通的电流。对于一个电池的平衡电容量Q与分流电流I及在其期间实现该分流的持续时间是成比例的。因而，可以通过在一长时间期间保持弱分流电流或者通过在一相对短的时间期间建立的大的分流电流，在电池处获得同样的平衡。通常使用的这种技术允许所有电池的准同时平衡，通常使用的这种技术因为只使用无源组件所以成本低。但是，所述分流装置的缺点在于耗散能量，因而加热电池组。这种无源平衡技术不适宜于电池之间严重的荷电不平衡。事实上，在这种情况下，所述平衡仅能在一段非常长的平衡持续时间之后或者仅通过一个非常大的分流电流才能获得，由此增大电池组的发热，而发热可能导致电池组的破坏。当要平衡的电池数量不大时，这种类型的无源平衡技术同样不适用。已知一种有源平衡技术，其通过在相对短时间期间建立的大的分流电流，产生较少的发热。这种技术在于向电池组的每个较少荷电的电池提供能量。但是，在电池的同时平衡的情况下，这种技术被证实成本非常高。事实上，将需要与要控制的电池一样多的有源电气组件。另外，将需要处理单元来管理这些有源组件的运行和启动电池的同时平衡。由于要求严格的规范，这样一种有源平衡技术的实现因而需要实施成本高昂的技3术。这种成本高昂的技术增加了电池组的总成本。于是，目前存在这样一种需求发现一种经济、可靠而简单的利用有源平衡技术同时允许电池同时平衡的方法。
技术实现思路
本专利技术恰好目的在于回应这个需求，同时弥补前述技术的缺陷。为此，本专利技术提出一种同时平衡的解决方案，当电池之一呈现较小的不平衡时，通过无源平衡电路实施同时平衡。该同时平衡电路包括与电池组每个电池并联连接的个体分流支路。这些分流支路受 BMS控制。由该解决方案产生的电池组的发热可以忽略不计，因为仅针对需要例如约几分钟的相对短的平衡持续时间的小的不平衡，分流支路才通过BMS形成回路。本专利技术还提出一种个体平衡的解决方案，当电池中的荷电较少的一电池相对于其他电池呈现严重的不平衡时实施该个体平衡，以作为无源平衡解决方案的补充。该个体平衡的解决方案通过有源平衡电路实现。通过将第一直流电流变换为第二直流电流(DC/DC)的变流器，该平衡电路连接至其能量用来实现有源平衡的一电池。该变流器还能够保证电池组的电池之间对由该电池组供电的电气设备的质量体(masse)的电流绝缘。该平衡电路包括一个可换矩阵，其用来把该变流器连接至电池组的一个电池。该平衡电路的运行受BMS控制。这个解决方案允许能够利用非常大的分流电流平衡一个电池，因而允许更快速的平衡，同时产生较少的发热。更准确的说，本专利技术旨在提出一种电池管理系统，其用于控制向电器设备供电的电池组，所述电池组包括一组串联安装的电池，每个电池包括至少一个可充电元件，所述电池由供电电源供电。按照本专利技术，该电池管理系统包括-无源平衡电路的激活装置，当可充电元件中的一个的端子上的测量电压不同于预定的平衡电压时，无源平衡电路的激活装置通过使与每个可充电元件并联安装的个体分流支路形成电路激活无源平衡电路，-有源平衡电路的激活装置，其通过切换电路的切换来激活有源平衡电路，切换电路用来使电池组的可充电元件中的一个与一个不同于所述供电电源而且其能量用来实现所述可充电元件个体平衡的供电装置互连，所述可充电元件的对应的电池仍与所述电池组的其它电池串联安装，使得该电力电路不被切断，当所述可充电元件端子上的电压没有达到确定的最小阈值VI时，所述切换电路被激活。本专利技术的目的还在于提出一种电池平衡方法，其中-在电池组的每个可充电元件的端子处测量电压，这些可充电元件是串联安装的，-把测量电压与预定的平衡电压比较，-当可充电元件中的一个的端子处的测量电压不同于所述平衡电压时，则通过激活与每个可充电元件并联安装的个体分流支路，启动电池组所有元件的同时平衡，所述分流支路能够分流在所述可充电元件上流动的至少一部分电流，-若预定的持续时间结束时，在所述可充电元件端子处测得的电压没有达到确定的最小阈值Vl，则通过激活切换电路，启动这个可充电元件的个体有源平衡，所述切换电路用于使所述可充电元件与一个其能量用来实现所述可充电元件的个体有源平衡的供电装置互连，所述可充电元件仍与电池组的其他可充电元件串联安装，使得该电力电路不被切断。附图说明通过阅读以下的描述并参照其附图将更好地理解本专利技术。以本专利技术的示意性地和完全非限制性的方式示出附图。图I示出按照本专利技术的一实施方式由BMS控制的电池组的示意图。图2示出实施本专利技术平衡方法的一个实施方式的部件的示意性表示。具体实施例方式图I上呈现的示意图示出一种允许电池组10平衡的布置。电池组10是例如装备在具有电气设备和必要时具有推进电动机的机动车辆上的供电蓄电池组。电池组10还可以向电话网络、信息网络或任何其他以电为其能源的设备供电。电池组10以模块化方式被组成并构成一个集中一系列串联安装的电池的组件。 每个电池由至少一个可充电元件12构成。为了陈述简化的原因，在本专利申请的余下部分中只描述每个电池只有单一可充电元件的情况，当然必要时本专利技术能以每个电池具有多个元件的一些电池进行实施。图I所示的电池组10包括四个串联设置的可充电元件12，这些可充电元件是例如锂离子型元件。电池组10由电池管理系统13监控和管理，以其英语术语BMS更为所知的这种类型的系统13其本身为本领域技术人员所熟知的。提出每个元件12都配有一个与之并联安装的无源平衡电路11。当在该元件的端子上测得的电压升高到平衡激活的确定的最大阈值V2之上时，每个无源平衡电路11允许分流由电源(未示出)向电池组10提供的、并在相应的元件12中流通的电流的至少一部分。向电池组10供电的电源可以是配电电网或者独立的发电机。该发电机必要时是安装在车辆中的发电机。每个无源平衡电路11由BMS 13控制。为此，经由联接到元件负极端子的测量电阻，电压测量线路15被配属给每个元件12，电压测量线路与每个元件的端子连接。该线路 15向BMS 13提供测量结果。根据所述测量，BM本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：O·博萨尔，A·法沃，
申请(专利权)人：E四V公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。