[发明专利]电池组内的多个单体电池之间的电量均衡装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池均衡的技术领域，具体地涉及电池组内的多个单体电池之间的电量均衡装置及方法。

背景技术

受能源危机与环境危机的影响，电动汽车发展迅速，而锂电池作为电动汽车的主流动力来源则备受关注。锂电池在电动汽车上实际运用时，均采用电池组的形式，但由于锂电池在生产时的微小性能差异，导致锂电池组在实际使用过程中的不一致性会逐渐增大，如果不及时进行均衡处理，不断增大的不一致性会导致锂电池组的寿命提前终结。

主流均衡方式是被动均衡和主动均衡，被动均衡主要是通过在每节单体电池两端并联一个功率电阻和开关，当某节电池电压较高时，吸合开关，消耗部分电量，直至达到均衡状态。在这种方式中，功率电阻将电能转化为热能，如果散热不合理的话，会导致整个电池组合均衡模块温度过高，导致电池加速衰减以及均衡模块烧毁的后果。

发明内容

本发明提供了一种电池组内的多个单体电池之间的电量均衡方装置及方法，用于解决现有技术中电池均衡效率低，损耗大的技术问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种电池组内的多个单体电池之间的电量均衡装置，该电量均衡装置包括：均衡模块，用于吸收所述单体电池的电能，并利用该电能对所述电池组内的其他单体电池进行放电；电量检测模块，用于检测各个单体电池的电量SOC_nn；以及控制装置，用于执行以下操作：根据该各个单体电池的电量SOC_nn，计算单体电池的平均电量确定所述电池组中电量大于单体电池平均电量的单体电池；以及利用所述电池组中电量大于单体电池平均电量的单体电池对所述均衡模块进行充电，之后控制该均衡模块利用其所被充入的电能对所述电池组中电量小于单体电池平均电量的单体电池进行放电。

优选地，所述单体电池的平均电量的计算公式为其中，所述电池组包含n个单体电池，所述SOC₁₁为第1个单体电池的电量、所述SOC₁₂为第2个单体电池的电量……所述SOC_1n为第n个单体电池的电量。

优选地，所述电池组为n个单体电池串联而成；所述均衡模块包含多绕组变压器、初级控制开关、以及与电池组内单体电池对应的多个次级控制开关，其中，所述多绕组变压器包含原线圈与多个副线圈，所述原线圈并联在所述电池组两端，所述初级控制开关串联在原线圈与所述电池组构成的回路中，以及多个副线圈中的副线圈与所述单体电池一一对应，每一单体电池两端并联一副线圈，每一单体电池与其两端并联的副线圈所构成的回路中串联有一个次级控制开关。

优选地，所述控制装置用于执行以下操作：断开所述初级控制开关以及电量小于单体电池平均电量的单体电池对应的次级控制开关，闭合所述电量大于单体电池平均电量的单体电池对应的次级控制开关，以使得所述电量大于单体电池平均电量的单体电池对该单体电池所对应的副线圈进行充电；断开所述电量大于单体电池平均电量的单体电池对应的次级控制开关，闭合所述初级控制开关以及电量小于单体电池平均电量的单体电池对应的次级控制开关，使所述多绕组变压器对所述电量小于单体电池平均电量的单体电池进放电。

优选地，所述初级控制开关和次级控制开关为MOS管。

本发明第二方面提供一种电池组内的多个单体电池之间的电量均衡方法，该电量均衡方法包括：检测电池组内各个单体电池的电量SOC_nn；根据该各个单体电池的电量SOC_nn，计算单体电池的平均电量确定所述电池组中电量大于单体电池平均电量的单体电池；以及利用所述电池组中电量大于单体电池平均电量的单体电池对均衡模块进行充电，之后控制该均衡模块利用其所被充入的电能对所述电池组中电量小于单体电池平均电量的单体电池进行放电。

优选地，所述单体电池的平均电量的计算公式为其中，所述电池组包含n个单体电池，所述SOC₁₁为第1个单体电池的电量、所述SOC₁₂为第2个单体电池的电量……所述SOC_1n为第n个单体电池的电量。

优选地，所述电池组为n个单体电池串联而成；所述均衡模块包含多绕组变压器、初级控制开关、以及与电池组内单体电池对应的多个次级控制开关，其中，所述多绕组变压器包含原线圈与多个副线圈，所述原线圈并联在所述电池组两端，所述初级控制开关串联在原线圈与所述电池组构成的回路中，以及多个副线圈中的副线圈与所述单体电池一一对应，每一单体电池两端并联一副线圈，每一单体电池与其两端并联的副线圈所构成的回路中串联有一次级控制开关。