[发明专利]单元平衡方法和系统

权利要求书

1.一种用于电池单元平衡的系统，包括：

- 单元监测块（15 ），配置成监测电池单元模块中跨过各个单元（C₁、C₂、......C_N）的电压或相关量；

- 微控制器（18），配置成用于监测所述电池单元模块的正端子电压（12）和负端子电压（13），并且用于监测（11）所述模块的输出电流I_mod，以及所述各个单元（C₁、C₂、......C_N）的监测的单元电压，其中微控制器（18）被配置成基于至少所述正端子电压（12）、所述负端子电压（13）、所述模块的所述输出电流I_mod和所述各个单元的所述监测的单元电压来提供控制信号（20、21、22、23、24、25）；

- 混合模块平衡块（3），其包括开关阵列（4）、无源单元平衡装置（5）和有源单元平衡装置（7），

- 无源模块平衡装置（8），其耦接在电池中的特定模块的正端子（12）和负端子（13）之间，并且由所述微控制器（18）提供的所述控制信号（24）控制，

- 其中所述开关阵列（4）、所述无源单元平衡装置（5）和所述有源单元平衡装置（7）由所述微控制器（18）提供的所述控制信号（20、21、22、23、24、25）控制，由此所述混合模块平衡块（3）能够在由所述微控制器（18）提供的所述控制信号（20、21、22、23、24、25）的控制下，在特定模块中提供单元（C₁、C₂、......C_N）的包括下述在内的单元平衡模式中的任一种：有源单元平衡、无源单元平衡、以及有源和无源单元平衡的组合，

- 其中，所述有源单元平衡装置（7）从所述特定模块的所有单元（C1、C2、......CN）提取功率，并注入受控的恒定电流以平衡仅通过所述开关阵列（4）连接到所述有源单元平衡装置（7）的放电最多的单元直到所述放电最多的单元与其他单元平衡，

-其中，所述微控制器（18）和所述混合模块平衡块（3）被配置成：在所述模块的各个单元（C1、C2、......CN）之间提供所述有源单元平衡之后并响应于各个单元（C1、C2、......CN）中的一个或更多个单元的充电状态高于预定义的上极限，提供所述模块的各个单元（C1、C2、......CN）的所述无源单元平衡，并且

-其中，所述预定义的上极限是所述单元（C1、C2、......CN）的最大可允许充电状态或所述电池单元模块的充电状态平均值。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述有源单元平衡装置（7）是反激式DC/DC转换器。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述无源单元平衡装置（5）是与开关（6）串联的电阻器（5）。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，与所述无源单元平衡装置（5）串联的所述开关（6）是MOSFET。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述无源模块平衡装置（8）是与开关（9）串联的电阻器（8）。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，与所述无源模块平衡装置（8）串联的所述开关（9）是MOSFET。

7.根据权利要求2所述的系统，其中，所述反激式DC/DC转换器从模块的所有所述单元（C₁、C₂、......C_N）提取功率，并注入受控电流以平衡放电最多的单元直到它与其他单元平衡。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述受控电流是恒定的。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述微控制器是管理所述电池的总体性能的电池管理系统（BMS）中的微控制器。