[发明专利]连接拓扑动态可调的电池组及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及到电池领域，特别涉及一种连接拓扑动态可调的电池组及其实现方法。

背景技术

能源危机、环境污染严重是汽油车的弊端充分体现，因此电动汽车逐渐开始普及，而动力电池技术一直制约电动汽车的发展。因此，充分发挥单体电池的性能和提高电池组的使用寿命就一直是电动汽车电池管理的技术核心。

电动汽车电池的荷电状态估算与电量均衡是电动汽车的关键技术，荷电状态估算的准确，可以为电动汽车驾驶员提供更准确的信息，给驾驶员带来更好的驾驶体验；电量均衡可以使电池组中电池单体的电量趋于一致，从而更好地发挥电池单体的性能。

目前，电动汽车的电池组一般都使用固定的连接方式，电池单体一旦被装入电池组，其在电池组中的位置便已固定，想要重新排列电池需要采用人工的手段将电池重排列。随着电池组的使用，原本分选好的电池单体的不一致性会变大，荷电状态的估算难度增大。同时，对于电池均衡，每个电池单体都要接入到均衡系统中，使均衡电路更加复杂。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种可调使荷电状态的估算更准确且均衡电路更简单的连接拓扑动态可调的电池组。

本发明提出一种连接拓扑动态可调的电池组，包括一个或多个由多个电池单体排列组成的电芯组、连接一个或多个电芯组中电池单体的开关矩阵和连接一个或多个开关矩阵的电池管理系统；电池管理系统包括电池测控模块和均衡电路；电池测控模块监测电池单体的电流、电压和温度信息；电池管理系统根据电池测控模块监测所述电池单体的电流、电压和温度信息通过比较得到设定数量的电流、电压和温度最接近的和电流、电压和温度差异较大的电池单体；根据设定的数量，控制开关矩阵的相应开关的闭合与断开，将电流、电压和温度相近的电池单体连成串或组，并将其余电流、电压和温度差异较大的电池单体连成串或组连入均衡电路。

进一步地，电池测控模块包括电压传感器、温度传感器和高精度电流传感器。

进一步地，开关矩阵设有一个或多个；当开关矩阵为多个时，多个开关矩阵分别连接电池管理系统。

进一步地，还包括检测开关；检测开关收到开启信号时闭合，电池管理系统根据电池测控模块监测电池单体的电流、电压和温度信息通过比较得到设定数量的电流、电压和温度最接近的和电流、电压和温度差异较大的电池单体；电池管理系统开始根据设定的数量，控制开关矩阵的相应开关的闭合与断开，将电流、电压和温度相近的电池单体连成串或组；并将其余电流、电压和温度差异较大的电池单体连成串或组连入均衡电路；电池管理系统在完成对开关矩阵的控制后发送断开信号到检测开关，检测开关收到断开信号后断开。

进一步地，电池单体连成组的形式包括先串联后并联、先并联后串联和串并联穿插结合；串并联穿插结合即为先串联后并联时串联中带有并联的电池单体，或者，在先并联后串联时有电池单体与成串的电池单体并联。

本发明还包括连接拓扑动态可调的电池组的实现方法，连接拓扑动态可调的电池组，包括一个或多个由多个电池单体排列组成的电芯组、连接一个或多个电芯组中电池单体的开关矩阵和连接一个或多个开关矩阵的电池管理系统；电池管理系统包括电池测控模块和均衡电路；

连接拓扑动态可调的电池组的实现方法包括如下步骤：

电池管理系统根据电池测控模块监测电池单体的电流、电压和温度信息通过比较得到设定数量的电流、电压和温度最接近的电池单体和电流、电压和温度差异较大的电池单体；电池管理系统控制开关矩阵的相应开关的闭合与断开，将设定数量的电流、电压和温度相近的电池单体连成串或组，将其余电流、电压和温度差异较大的电池单体连成串或组连入均衡电路；电池单体连成组的形式包括先串联后并联、先并联后串联和串并联穿插结合。

进一步地，电池测控模块包括电压传感器、温度传感器和高精度电流传感器。

进一步地，开关矩阵设有一个或多个；当开关矩阵为多个时，多个开关矩阵分别连接电池管理系统。

进一步地，连接拓扑动态可调的电池组还包括检测开关；检测开关收到开启信号时闭合，电池管理系统根据电池测控模块监测电池单体的电流、电压和温度信息通过比较得到设定数量的电流、电压和温度最接近的和电流、电压和温度差异较大的电池单体；电池管理系统开始根据设定的数量，控制开关矩阵的相应开关的闭合与断开，将电流、电压和温度相近的电池单体连成串或组，并将其余电流、电压和温度差异较大的电池单体连成串或组连入均衡电路；电池管理系统在完成对开关矩阵的控制后发送断开信号到检测开关，检测开关收到断开信号后断开。