[发明专利]一种电池管理系统的动态均衡电路及其动态均衡方法

摘要

一种电池管理系统的动态均衡电路及其动态均衡方法，电路包括连接在外部电源与单体电池组之间的依次级联的双向DC‑DC变换器、极性换向器以及电池选择开关组，还包括连接在单体电池组与CPU的第一A/D端口之间的依次级联的电压采样开关组以及第一A/D变换器，还包括连接在双向DC‑DC变换器与CPU的第二A/D端口之间的依次级联的第二A/D变换器以及光电隔离器组成的冗余电压采集电路，由嵌入式控制软件检测各个单体电池电压，且对同一个单体电池所采集的两个电压进行冗余判断，以决定是否启动后续的均衡电池管理。电路简单，方法实用，可以明显提高单体电池电压检测的准确性，显著减少由单体电压采集错误导致的误均衡电池管理。

主权项

一种电池管理系统的动态均衡电路，包括连接在外部电源与顺序串联的四个单体电池B1~B4组成的电池组之间的依次级联的双向DC‑DC变换器、极性换向器，以及开关数量比顺序串联的电池组的单体电池数量多1的用于控制选通相应单体电池的电池选择开关组K1~K5，还包括连接在顺序串联的单体电池组B1~B4与CPU的第一A/D端口之间的依次级联的开关数量与电池选择开关数量相等用于控制选通相应单体电池的电压采样开关组S1~S5，以及第一A/D变换器，第奇数个电池选择开关K1、K3、K5的一端与所述极性换向器的负输出端即负汇集母线连接，第偶数个电池选择开关K2、K4的一端与所述极性换向器的正输出端即正汇集母线连接，第奇数个电池选择开关K1、K3的另一端分别与单体电池B1、B3的正极连接，第奇数个电池选择开关K5的另一端与单体电池B4的负极连接，比相邻的奇数多1的第偶数个电池选择开关K2、K4的另一端分别与单体电池B1、B3的负极连接，第奇数个电压采样开关S1、S3、S5的一端与所述第一A/D变换器的正输入端连接，第偶数个电压采样开关S2、S4的一端与所述第一A/D变换器的负输入端连接，第奇数个电压采样开关S1、S3的另一端分别与单体电池B1、B3的正极连接，第奇数个电压采样开关S5的另一端与单体电池B4的负极连接，比相邻的奇数多1的第偶数个电压采样开关S2、S4的另一端分别与单体电池B1、B3的负极连接，所述电池选择开关组K1~K5和所述电压采样开关组S1~S5由设有嵌入式控制软件的CPU集中控制，所述嵌入式控制软件检测顺序串联的电池组中的各个单体电池电压，并判断需要单独充放电的电压过低或过高的单体电池的位号，发出相应控制命令，由双向DC‑DC变换器、极性换向器将正汇集母线、负汇集母线进行极性变换与极性匹配，并控制双向DC‑DC变换器工作方向，将需要单独充放电的电压过低或过高的单体电池接入正汇集母线、负汇集母线充电或放电，其特征在于：还包括连接在所述双向DC‑DC变换器与CPU的第二A/D端口之间的依次级联的第二A/D变换器以及光电隔离器组成的用于防止电压采集错误的冗余电压采集电路，所述第二A/D变换器的一端与所述双向DC‑DC变换器的正输出端即单体均衡正母线连接，所述第二A/D变换器的另一端与所述双向DC‑DC变换器的负输出端即单体均衡负母线连接，由嵌入式控制软件检测顺序串联的电池组中的各个单体电池电压，包括：CPU通过连接在其第一A/D端口的由所述电压采样开关、所述第一A/D变换器采集顺序串联的电池组中的各个单体电池的第一电压； CPU还通过连接在其第二A/D端口的由所述电池选择开关、所述极性换向器、依次级联的第二A/D变换器以及光电隔离器组成的用于防止电压采集错误的冗余电压采集电路采集顺序串联的电池组中的各个单体电池的第二电压；CPU还对同一个单体电池的第一电压和第二电压进行冗余判断，如果检测第一电压和第二电压的数值差大于设定的阈值，告警冗余电压采集错误，不启动后续的均衡电池管理；如果对比检测第一电压和第二电压的数值差不大于设定的阈值，就启动后续的均衡电池管理。