[发明专利]单体电池电量均衡方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池的管理技术，尤其涉及一种单体电池电量均衡方法和系统，属于锂电池技术领域。

背景技术

随着动力锂电池技术和纯电动汽车技术的发展，锂电池已经取代了传统的铅酸电池和镍氢电池成为纯电动汽车里面核心储能器件。由于锂电池单体电压只有3-4伏，电动汽车的供电系统通常需要串联大量的锂电池，在某些情况下，这些锂电池被分为多个电池模块来分别进行串联。对于锂电池，或者是其他种类的充电电池，其单体电池可能由于出厂时工艺等方面的原因导致单体电池容量以及内阻出现不一致性，也可能由出厂后老化速度不一致而导致电池容量与内阻出现不一致性，还可能由于单体电池运行的环境温度等因素的不同而导致电池剩余电量值出现不一致性。无论是电池直接串联而成的电动汽车供电系统，还是先将其电池串联成电池模块，再进一步串联得到电动汽车供电系统，上述电池性能的不一致性都对电池管理系统提出了非常高的要求。

由于单体电池性能的不一致性，整个电池组的性能受到最弱的单体电池的限制，这里的电池组可能是上述的电池模块，也可能是整个供电系统。例如在放电时，当最弱的一节单体电池达到最低电压时，电池组必须停止放电来保护该节单体电池，但是此时，电池组内还有其他单体电池的容量没有耗尽；同样，在充电时，最先到达最高电压的单体电池阻碍了其他单体电池继续充电，使得整个电池组不能得到完全充分充电。而且，更为关键的是，如此循环多次后，单体电池之间的不一致性会加剧，最终使得整个电池组不可使用。除了电动汽车的电池系统，其他的任何的锂电池系统都存在同样的问题。

目前，现有技术中无法有效解决电池组内单体电池间的性能不一致问题。

发明内容

本发明提供一种单体电池电量均衡方法和系统，用于有效解决电池组内单体电池间的性能不一致问题。

本发明的一个方面提供了一种单体电池电量均衡系统，用于在电池组内的多个单体电池间进行电量均衡，包括信号采集模块、剩余电量计算模块、控制模块、双向隔离直流转换电路和开关矩阵；

所述信号采集模块，用于采集电池组内所有单体电池的性能参数信息；

所述剩余电量计算模块，与所述信号采集模块连接，用于根据所述信号采集模块采集的性能参数信息获取电池组内所有单体电池的剩余电量值；

所述控制模块，与所述剩余电量计算模块连接，用于根据所述电池组内所有单体电池的剩余电量值确定并控制开关矩阵选中需要进行电量均衡的单体电池，以使所述需要进行电量均衡的单体电池的正极和负极分别连接到所述双向隔离直流转换电路的一侧对应的正极和负极，并向所述双向隔离直流转换电路发送对所述选中需要进行电量均衡的单体电池进行充电或放电的指示；

所述双向隔离直流转换电路的另一侧的正极和负极分别与所述电池组的正极和负极连接，用于根据所述控制模块发送的指示，对所述选中需要进行电量均衡的单体电池进行充电或放电。

本发明的另一个方面还提供了一种单体电池电量均衡方法，包括：

信号采集模块采集电池组内所有单体电池的性能参数信息；

剩余电量计算模块根据所述信号采集模块采集的性能参数信息获取电池组内所有单体电池的剩余电量值；

控制模块根据所述电池组内所有单体电池的剩余电量值确定并控制开关矩阵选中需要进行电量均衡的单体电池，将需要进行电量均衡的单体电池的正极和负极分别连接到所述双向隔离直流转换电路的一侧对应的正极和负极，并向所述双向隔离直流转换电路发送对所述选中需要进行电量均衡的单体电池进行充电或放电的指示；

双向隔离直流转换电路的另一侧的正极和负极分别与所述电池组的正极和负极连接，其根据所述控制模块发送的指示，对选中需要进行电量均衡的单体电池进行充电或放电。

本发明提供的技术方案，其中在剩余电量计算模块计算获得电池组内所有单体电池的剩余电量值后，通过控制模块的控制选择对选中需要进行电量均衡的单体电池进行充电或放电，具体的，可以由控制模块控制开关矩阵选中需要进行电量均衡的单体电池，将其连接到双向隔离直流转换电路的一侧对应的正极和负极，并向双向隔离直流转换电路发送对选中的需要进行电量均衡的单体电池进行充电或放电的指示，以由双向隔离直流转换电路对电池组内剩余电量值最小的单体电池进行充电，对电池组内剩余电量值最大的单体电池进行放电，能够实现电池组内单体电池的电量均衡，有效解决单体电池的性能不一致带来的问题。

附图说明

图1为本发明实施例中单体电池电量均衡系统的结构示意图；