專利名稱：汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法以及平衡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動(dòng)力電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法以及平衡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車鋰電池的狀態(tài)分為充電狀態(tài)、充滿靜態(tài)、以及放電狀態(tài)，所述充滿靜態(tài)是指 電池組兩端的外接電源充電結(jié)束后，充電器仍然連接在電池組兩端的情況。為達(dá)到電動(dòng)汽車等大功率設(shè)備運(yùn)行時(shí)電壓、功率及能量的要求，電池組多由大量動(dòng)力電池串接組成使用。雖然隨著技術(shù)工藝的提高，電池之間的差異逐漸減小，但是，在當(dāng)前制作工藝水平下，仍難保證每節(jié)電池特性完全一致。尤其是在工況運(yùn)行條件下，頻繁地進(jìn)行不規(guī)則的充電、放電，電池組工作一段時(shí)間后電池之間的差異會(huì)惡化，從而，使得電池組的使用效率降低，壽命減小。電池之間的不一致性不可能完全消除，尤其這種不一致性是在其生產(chǎn)之初便已存在。為了保障電池組的應(yīng)用壽命，電池管理系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，它主要工作就是發(fā)現(xiàn)電池之間的差異并縮小，也就是通常所稱的電池均衡技術(shù)。目前，對(duì)汽車?yán)黼姵爻潆姸际峭ㄟ^一路外接直流電源，加載在電池組兩端對(duì)整個(gè)電池組進(jìn)出充電，當(dāng)電池組充電達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，外接直流電源就沒有辦法再對(duì)電池組進(jìn)行充電。雖然，電池組中的某些單體電池兩端的電壓已經(jīng)達(dá)到4. 2V，但可能這些單體電池仍然沒有完全充滿，如果不將其滿充，可能在以后多次反復(fù)放電、充電過程中進(jìn)一步放大， 加劇各個(gè)單體電池之間的不一致性，進(jìn)而影響電池組的壽命。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的第一目的在于提供一種使各個(gè)單體電池都達(dá)到滿充的汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法，本發(fā)明的第二目的在于提供一種與所述汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法相對(duì)應(yīng)的平衡系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一目的，本發(fā)明所采用技術(shù)方案如下一種汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法，用于平衡汽車鋰電池組處于靜態(tài)時(shí)各單體電池之間的差異，所述電池組包括多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池；所述電池組充電結(jié)束后，在每個(gè)單體電池兩端分別加載一個(gè)補(bǔ)償電源對(duì)各個(gè)單體電池進(jìn)行補(bǔ)償充電，直至所有單體電池完全充滿為止。所述汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法中，所述單體電池完全充滿的判別步驟如下采集所述單體電池兩端的電流信號(hào)；將所述單體電池兩端的電流值與預(yù)設(shè)的電流閾值進(jìn)行比較，如所述電流值小于所述電流閾值，則所述單體電池處于完全滿充狀態(tài)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二目的，本發(fā)明所采用技術(shù)方案如下
一種汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，用于平衡汽車鋰電池組處于靜狀態(tài)時(shí)各單體電池之間的差異，所述電池組包括多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池，在所述電池組兩端外加一外接直流電源進(jìn)行充電；該平衡系統(tǒng)包含下位機(jī)、上位機(jī)、開關(guān)電路、以及DC-DC直流變換電路；所述 DC-DC直流變換電路的輸入端與所述外接直流電源電連接，其輸出端通過一所述開關(guān)電路與每個(gè)單體電池連接，對(duì)各個(gè)單體電池進(jìn)出補(bǔ)償充電；所述下位機(jī)與各個(gè)所述單體電池的兩端連接，采集各個(gè)所述單體電池兩端的電流信號(hào)，并傳輸給所述上位機(jī)；如所述上位機(jī)接收到的第一單體電池的電流值小于設(shè)定的電流閾值，則所述上位機(jī)控制所述開關(guān)電路與所述DC-DC直流變換電路停止對(duì)所述第一單體電池進(jìn)行補(bǔ)償充電，直至所有單體電池兩端的電流值都小于設(shè)定的電流閾值為止。所述汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，在所述上位機(jī)上還連接有一溫度傳感器。所述汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，在所述上位機(jī)上還設(shè)置有一顯示模塊。所述汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，所述下位機(jī)為PLC或單片機(jī)。所述汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，所述上位機(jī)為一包含有CPU的主控模塊。所述汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，所述開關(guān)電路為一場效應(yīng)管。本發(fā)明在電池組充電結(jié)束后(即是加載在電池組兩端的外接直流電源沒有辦法再向電池組灌入電流時(shí))，在每個(gè)單體電池兩端分別加載一個(gè)補(bǔ)償電源對(duì)各個(gè)單體電池進(jìn)行補(bǔ)償充電，使沒有充滿的單體電池能夠進(jìn)一步充滿，從而使得所有單體電池再每次充電過程中，都能夠完全充滿。本發(fā)明在現(xiàn)有外接一個(gè)直流電源為整體電池組充電的基礎(chǔ)之上，在每個(gè)單體電池兩端疊加了一個(gè)由DC-DC直流變換電路與開關(guān)電路串聯(lián)構(gòu)成的補(bǔ)償充電電源，單獨(dú)為沒有充滿的每一單體電池進(jìn)行補(bǔ)電。本發(fā)明充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)中的下位機(jī)、上位機(jī)、開關(guān)電路、以及DC-DC直流變換電路都是配合本發(fā)明方法的硬件裝置。本發(fā)明在電池組充電結(jié)束后，增加了進(jìn)一步補(bǔ)償充電的措施，使得電池組中的各個(gè)單體電池都能達(dá)到滿充狀態(tài)，從而進(jìn)一步縮小了各個(gè)單體電池之間的差異，延長電池組的使用壽命。


此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，在附圖中圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。1、電池組11、單體電池2、下位機(jī)3、上位機(jī)31、顯示模塊4、DC-DC直流變換電路5、開關(guān)電路6、溫度傳感器7、外接直流電源
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1 本實(shí)施例公開了一種汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法，用于平衡汽車鋰電池組處于靜態(tài)時(shí)各單體電池之間的差異，所述電池組包括多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池；所述電池組充電結(jié)束后，在每個(gè)單體電池兩端分別加載一個(gè)補(bǔ)償電源對(duì)各個(gè)單體電池進(jìn)行補(bǔ)償充電， 直至所有單體電池完全充滿為止；所述單體電池完全充滿的判別步驟如下Stepl 采集所述單體電池兩端的電流信號(hào)；具體的采集方式可以采用單片機(jī)、或者PLC等連接各個(gè)單體電池的兩端，實(shí)時(shí)采集各個(gè)單體電池兩端的電流信號(hào)，然后將所采集到的模擬信號(hào)通過放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換等一些常規(guī)的手段轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)；將所述單體電池兩端的電流值與預(yù)設(shè)的電流閾值進(jìn)行比較，如所述電流值小于所述電流閾值，則所述單體電池處于完全滿充狀態(tài)；所述電流閾值與實(shí)際系統(tǒng)的要求與精度一致，可能設(shè)為如1毫安、0. 5毫安等相對(duì)比較合理的數(shù)值。實(shí)施例2 如圖1所示，本實(shí)施例公開了一種汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，用于平衡汽車鋰電池組處于靜狀態(tài)時(shí)各單體電池之間的差異，所述電池組1包括多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池11，在所述電池組1兩端外加一外接直流電源7進(jìn)行充電；該平衡系統(tǒng)包含下位機(jī)2、 上位機(jī)3、開關(guān)電路5、以及DC-DC直流變換電路4，下位機(jī)2為PLC或單片機(jī)，上位機(jī)3為一包含有CPU的主控模塊，開關(guān)電路可為場效應(yīng)管；所述DC-DC直流變換電路4的輸入端與所述外接直流電源7電連接，其輸出端通過一所述開關(guān)電路5與每個(gè)單體電池11連接，對(duì)各個(gè)單體電池11進(jìn)出補(bǔ)償充電；所述下位機(jī)2與各個(gè)所述單體電池11的兩端連接，采集各個(gè)所述單體電池11兩端的電流信號(hào)，并傳輸給所述上位機(jī)3 ；如所述上位機(jī)3接收到的第一單體電池的電流值小于設(shè)定的電流閾值，則所述上位機(jī)3控制所述開關(guān)電路5與所述DC-DC 直流變換電路4停止對(duì)所述第一單體電池進(jìn)行補(bǔ)償充電，直至所有單體電池兩端的電流值都小于設(shè)定的電流閾值為止。需要說明的是，本發(fā)明圖中僅僅示意性畫出了一個(gè)下位機(jī)、一個(gè)DC-DC直流變換電路、兩個(gè)開關(guān)電路的情況，它們的數(shù)量根據(jù)實(shí)際單體電池是數(shù)量、以及實(shí)際所采用的元器件確定，因此，本發(fā)明不限于此，只要包含下位機(jī)、開關(guān)電路、DC-DC直流變換電路，以及等同于這些裝置的電路單元或原件，都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示，為了進(jìn)一步管控電池組的溫度，在所述上位機(jī)3上還連接有一溫度傳感器6以監(jiān)測(cè)管理電池組的溫度；為了方便上位機(jī)監(jiān)控管理，在所述上位機(jī)3上還設(shè)置有一顯示模塊31。本發(fā)明通過上位機(jī)3控制開關(guān)電路5與DC-DC直流變換電路4對(duì)沒有完全充滿的單體電池11進(jìn)出補(bǔ)償充電，使得各個(gè)單體電池都能夠完全充滿，縮小了各個(gè)單體電池之間的差異，從而延長電池組使用壽命。以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在具體實(shí)施方式
以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法，用于平衡汽車鋰電池組處于充滿靜態(tài)時(shí)各單體電池之間的差異，所述電池組包括多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池，其特征在于所述電池組充電結(jié)束后，在每個(gè)單體電池兩端分別加載一個(gè)補(bǔ)償電源對(duì)各個(gè)單體電池進(jìn)行補(bǔ)償充電，直至所有單體電池完全充滿為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法，其特征在于所述單體電池完全充滿的判別步驟如下采集所述單體電池兩端的電流信號(hào)；將所述單體電池兩端的電流值與預(yù)設(shè)的電流閾值進(jìn)行比較，如所述電流值小于所述電流閾值，則所述單體電池處于完全滿充狀態(tài)。
3.一種汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，用于平衡汽車鋰電池組處于靜狀態(tài)時(shí)各單體電池之間的差異，所述電池組包括多個(gè)串聯(lián)在一起的單體電池，在所述電池組兩端外加一外接直流電源進(jìn)行充電，其特征在于該平衡系統(tǒng)包含下位機(jī)、上位機(jī)、開關(guān)電路、以及DC-DC直流變換電路；所述DC-DC直流變換電路的輸入端與所述外接直流電源電連接，其輸出端通過一所述開關(guān)電路與每個(gè)單體電池連接，對(duì)各個(gè)單體電池進(jìn)出補(bǔ)償充電；所述下位機(jī)與各個(gè)所述單體電池的兩端連接，采集各個(gè)所述單體電池兩端的電流信號(hào)，并傳輸給所述上位機(jī)；如所述上位機(jī)接收到的第一單體電池的電流值小于設(shè)定的電流閾值，則所述上位機(jī)控制所述開關(guān)電路與所述DC-DC直流變換電路停止對(duì)所述第一單體電池進(jìn)行補(bǔ)償充電，直至所有單體電池兩端的電流值都小于設(shè)定的電流閾值為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，其特征在于在所述上位機(jī)上還連接有一溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，其特征在于在所述上位機(jī)上還設(shè)置有一顯示模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，其特征在于所述下位機(jī)為 PLC或單片機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，其特征在于所述上位機(jī)為一包含有CPU的主控模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡系統(tǒng)，其特征在于所述開關(guān)電路為一場效應(yīng)管。
全文摘要
本發(fā)明屬于動(dòng)力電池管理技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種汽車鋰電池充滿靜態(tài)平衡方法以及平衡系統(tǒng)。本發(fā)明是針對(duì)電池組充滿狀態(tài)時(shí)，提供的一種實(shí)現(xiàn)平衡的方法以及系統(tǒng)。本發(fā)明在對(duì)電池組充電結(jié)束后，在每個(gè)單體電池兩端分別加載一個(gè)補(bǔ)償電源對(duì)各個(gè)單體電池進(jìn)行補(bǔ)償充電，直至所有單體電池完全充滿為止。本發(fā)明在電池組充電結(jié)束后，增加了進(jìn)一步補(bǔ)償充電的措施，使得電池組中的各個(gè)單體電池都能達(dá)到滿充狀態(tài)，從而進(jìn)一步縮小了各個(gè)單體電池之間的差異，延長電池組的使用壽命。
文檔編號(hào)H01M10/44GK102544608SQ20101062001
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者李武歧, 李載波, 王明旺 申請(qǐng)人:欣旺達(dá)電子股份有限公司