專利名稱：一種鋰離子電池組電量均衡方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及鋰離子電池領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池組電量均衡方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭，環(huán)境污染的日益嚴重，國家提出了節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟的政策，鋰離子電池由于其在應(yīng)用過程中具有能量密度高、安全性好、壽命長、無記憶效應(yīng)、環(huán)保等特性而的到了廣泛的應(yīng)用。在鋰離子電池的使用過程中，為了獲得大功率、大容量，需要將鋰離子電池以串并聯(lián)方式組成鋰離子電池組。由于鋰離子電池制造水平的限制，單體鋰離子電池之間的性能還不能達到完全的 一致，而鋰離子電池組的性能由單體鋰離子電池的性能決定，使得鋰離子電池組在使用過程中，只要某個單體鋰離子電池的電量不足，就要對鋰離子電池組充電，這樣容易導(dǎo)致鋰離子電池組中其它單體鋰離子電池處于過充電狀態(tài)，造成鋰離子電池組的損壞，使用壽命縮短。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环N鋰離子電池組電量均衡方法及系統(tǒng)，通過電量轉(zhuǎn)移的方式，使鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池達到均衡狀態(tài)，避免了鋰離子電池處于過充電、過放電狀態(tài)的問題。技術(shù)方案如下一種鋰離子電池組電量均衡方法，所述鋰離子電池組由若干單體鋰離子電池組成，所述均衡方法包括實時采集所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值；依據(jù)所述采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值；對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓及SOC值進行比較，當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電量進行均衡。一種鋰離子電池組電量均衡方法，所述鋰離子電池組由若干鋰離子電池模塊組成，所述鋰離子電池模塊由若干單體鋰離子電池組成，所述均衡方法包括實時采集所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值；依據(jù)所述采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的SOC值，并計算各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值；當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，對所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池進行電量均衡，實現(xiàn)模塊內(nèi)部的均衡，并在所述鋰離子電池組中存在鋰離子電池模塊間總電壓或總SOC值不相等時，對所述各個鋰離子電池模塊進行電量均衡，實現(xiàn)模塊之間的均衡。一種鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)，所述鋰離子電池組由若干單體鋰離子電池組成，所述均衡系統(tǒng)包括采集模塊，估算模塊和均衡模塊；其中所述采集模塊用于實時采集所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值；所述估算模塊用于依據(jù)所述采集模塊采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值；
所述均衡模塊用于對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓及SOC值進行比較，當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電量進行均衡。上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述均衡模塊包括比較單元，開關(guān)矩陣電路和控制單元；其中所述比較單元用于對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值進行比較；所述開關(guān)矩陣電路用于在所述鋰離子電池組中任意兩個單體鋰離子電池之間設(shè)置均衡電路；所述控制單元用于在所述比較單元比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，啟動均衡電路，控制所述鋰離子電池組中的各個單體鋰離子電池進行電量轉(zhuǎn)移。上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述均衡電路為兩個相互獨立的充放電回路，所述充放電回路用于控制所述兩個單體鋰離子電池進行電量均衡過程中電量轉(zhuǎn)移的方向。一種鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)，所述鋰離子電池組由若干鋰離子電池模塊組成，所述鋰離子電池模塊由若干單體鋰離子電池組成，所述均衡系統(tǒng)包括采集模塊，估算模塊，計算模塊和均衡模塊；其中所述采集模塊用于實時采集所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值；所述估算模塊用于依據(jù)所述采集模塊采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值；所述計算模塊用于依據(jù)所述采集模塊采集的各個單體鋰離子電池的電壓、電流值和所述估算模塊估算得到的各個單體鋰離子電池的SOC值，計算所述鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值；所述均衡模塊用于對所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值以及所述鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果分別對所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池以及所述各個鋰離子電池模塊進行電量均衡。
上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述均衡模塊包括比較單元，開關(guān)矩陣電路和控制單元；其中所述比較單元用于對所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值以及所述鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值進行比較；所述開關(guān)矩陣電路用于在所述鋰離子電池組中任意兩個鋰離子電池模塊之間以及鋰離子電池模塊內(nèi)任意兩個單體鋰離子電池之間設(shè)置電量均衡電路；所述控制單元用于在所述比較單元比較得出所述鋰離子電池模塊中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，啟動所述均衡電路，控制所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池進行電量轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)模塊內(nèi)部的均衡，并在所述鋰離子電池組中存在鋰離 子電池模塊之間總電壓或總SOC值不相等時，控制所述各個鋰離子電池模塊進行電量轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)模塊之間的均衡。上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述均衡電路為兩個相互獨立的充放電回路，所述充放電回路用于控制所述兩個單體鋰離子電池進行電量均衡過程中以及所述兩個鋰離子電池模塊進行電量均衡過程中電量轉(zhuǎn)移的方向。上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，所述控制單元還用于在所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的電壓或SOC值都相等，所述鋰離子電池組中存在鋰離子電池模塊之間總電壓或總SOC值不相等時，控制所述各個單體鋰離子電池模塊進行電量轉(zhuǎn)移。由以上本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可見，本申請?zhí)峁┑囊环N鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)和方法，通過控制開關(guān)矩陣電路使對鋰離子電池組的電量進行均衡最終使鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電量達到平衡狀態(tài)。應(yīng)用本申請?zhí)峁┑匿囯x子電池組電量均衡方法和系統(tǒng)，實時采集所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值，并依據(jù)所述采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值；對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓及SOC值進行比較，當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在電壓或SOC值不相等的單體鋰離子電池時，控制開關(guān)矩陣電路，使電壓或SOC值高的鋰離子電池中的電量轉(zhuǎn)移到電壓或SOC值低的鋰離子電池中，直到所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池之間的電量達到平衡狀態(tài)，進一步，如果所述鋰離子電池組由鋰離子電池模塊組成，所述鋰離子電池模塊由單體鋰離子電池組成，所述鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)還可以首先對鋰離子電池模塊內(nèi)單體鋰離子電池間進行電量均衡，當(dāng)模塊內(nèi)單體鋰離子電池間達到均衡狀態(tài)時，對鋰離子電池模塊間的電量進行均衡，直到所有單體鋰離子電池都處于均衡狀態(tài)，避免了所述鋰離子電池組中單體鋰離子電池處于過充電，過放電狀態(tài)的問題。另外，所述鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)的均衡過程是電量轉(zhuǎn)移的過程，即電量從電壓或SOC值高的鋰離子電池直接轉(zhuǎn)移到電壓或SOC值低的鋰離子電池，不需要借助外接電阻等元器件進行放電，一方面，在避免了能量消耗的同時避免了外接電阻放電過程中產(chǎn)生的熱量對鋰離子電池組的影響，另一方面所述鋰離子電池均衡系統(tǒng)的均衡過程為大電流均衡，提高了均衡速度，屬于快速均衡。因此，所述鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)是一種自適應(yīng)主動均衡系統(tǒng)，即無論電池是在充電、放電還是靜置的時候，均可以進行均衡管理，最終使所述鋰離子電池組中的單體鋰離子電池處于均衡的工作狀態(tài)。


為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本申請實施例一提供的一種鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本申請實施例一提供的均衡模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本申請實施例一提供的均衡電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本申請實施例二提供的一種鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本申請實施例二提供的均衡模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本申請實施例三提供的一種鋰離子電池組電量均衡方法的流程圖；圖7為本申請實施例四提供的一種鋰離子電池組電量均衡方法的流程圖。為了圖示的簡單和清楚，以上附圖示出了結(jié)構(gòu)的普通形式，并且為了避免不必要的模糊本發(fā)明，可以省略已知特征和技術(shù)的描述和細節(jié)。另外，附圖中的單元不必要按照比例繪制。例如，可以相對于其他單元放大圖中的一些單元的尺寸，從而幫助更好的理解本發(fā)明的實施例。不同附圖中的相同標(biāo)號表示相同的單元。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請方案。下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請保護的范圍。實施例一本申請實施例提供的一種鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，包括采集模塊101，估算模塊102和均衡模塊103 ；采集模塊101通過專用的采集芯片或電壓傳感器實時采集所述鋰離子電池組104中各個單體鋰離子電池的電壓，通過電流傳感器和溫度傳感器實時采集所述鋰離子電池組104中各個單體鋰離子電池的電流和溫度值，采集模塊101將采集到的各個單體鋰離子電池的電壓、電流和溫度值發(fā)送給估算模塊102。估算模塊102接收到所述采集模塊101發(fā)送來的各個單體鋰離子電池的電壓、電流和溫度值后，根據(jù)所述電壓、電流和溫度值，通過SOC算法計算所述鋰離子電池組104中各個單體鋰離子電池的S0C，并將所述各個單體鋰離子電池的電壓、電流和SOC值發(fā)送給均衡模塊。具體的，所述估算模塊的功能可用微處理器來實現(xiàn)。所述均衡模塊103在接收到所述估算模塊發(fā)送來的各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值后，對所述鋰離子電池組104中各個單體鋰離子電池的電壓及SOC值進行比較，當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組104中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，啟動均衡功能，對所述鋰離子電池組104中各個單體鋰離子電池的電量進行均衡。
具體的，所述均衡模塊103的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，包括比較單元201，開關(guān)矩陣電路202和控制單元203 ；比較單元201接收到所述估算模塊102發(fā)送來的各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值后，對各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值分別進行比較，判斷所述各個單體鋰離子電池的電壓或SOC是否相等，并將比較結(jié)果發(fā)送給控制單元203。開關(guān)矩陣電路202為所述鋰離子電池組104中的任意兩個單體鋰離子電池間提供電量均衡電路，即在任意兩個單體鋰離子電池之間都設(shè)置兩個相互獨立的充放電回路，充放電回路控制電量均衡過程中電量轉(zhuǎn)移方向，所述的電量轉(zhuǎn)移方向是電壓或SOC值高的單體鋰離子電池到電壓或SOC值低的鋰離子電池的方向，當(dāng)任意兩個單體鋰離子電池之間的電壓或SOC值不相等時都可以通過選擇它們之間的充放電回路進行電量均衡，使電壓或SOC值高的單體鋰離子電池中的電量轉(zhuǎn)移到電壓或SOC值低的鋰離子電池中。具體的，所述均衡電路為兩個相互獨立的充放電回路，兩個充放電回路為兩個單·體鋰離子電池之間電量的轉(zhuǎn)移提供電量轉(zhuǎn)移通路，電量轉(zhuǎn)移的方向是從電壓或SOC值高的單體鋰離子電池到電壓或SOC值低的鋰離子電池的方向。當(dāng)兩個單體鋰離子電池之間需要進行電量均衡時，通過可控開關(guān)進行選擇相應(yīng)的充放電回路，使電壓或SOC值高的鋰離子電池中的電量轉(zhuǎn)移到電壓或SOC值低的鋰離子電池中。控制單元203分析所述比較單元201發(fā)送來的比較結(jié)果，當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組104中存在單體鋰離子電池間的電壓或SOC值不相等時，即只要出現(xiàn)單體鋰離子電池的電壓或SOC值與其它鋰離子電池的電壓或SOC值不同時，啟動所述電壓或SOC值不相等的兩個單體鋰離子電池之間的均衡電路，即選擇并閉合電壓或SOC值高的單體鋰離子電池到電壓或SOC值低的鋰離子電池方向的充放電回路,使電壓或SOC值高的鋰離子電池的電量轉(zhuǎn)移到電壓或SOC值低的單體鋰離子電池中，即能量從電量高的鋰離子電池轉(zhuǎn)移到電量低的鋰離子電池中。具體的，為了便于描述，這里假設(shè)所述鋰離子電池組104中單體鋰離子電池有四個，分別為B1、B2、B3和B4，所述B1、B2、B3和B4之間為串聯(lián)關(guān)系，所述開關(guān)矩陣電路202分別在B1和B2之間、B1和B3之間、B1和B4之間、B2和B3之間、B2和B4之間以及B3和B4之間設(shè)置有均衡電路，所述均衡電路為兩個相互獨立的充放電回路。例如，B1和B2之間的均衡電路的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，需要說明的是，該圖只為充放電回路的簡單結(jié)構(gòu)示意圖，并不代表實際的電路圖。B1和B2之間設(shè)置有兩個獨立的充放電回路，所述充放電回路通過兩個可控開關(guān)kl和k2進行選擇，當(dāng)B1和B2之間需要電量均衡時，控制單元控制兩個可控開選擇相應(yīng)的充放電回路，使&和B2之間的進行電量均衡，當(dāng)B1和B2之間不需要電量均衡時，控制單元控制B1和B2之間的兩個可控開關(guān)斷開，使充放電回路斷開。其它任意兩個單體鋰離子之間的均衡電路的設(shè)置同理。具體的，當(dāng)比較得出B1的電壓或SOC值大于B2的電壓或SOC值，控制單元同時驅(qū)動可控開關(guān)kl和k2，使得kl的觸點Ia和Ic閉合，k2的觸點2a和2c閉合，此時，B1的電量通過選擇的充放電回路轉(zhuǎn)移到B2中，當(dāng)B1和B2之間的電壓或SOC值都相等時，斷開所述充放電回路，B1和B2之間達到均衡狀態(tài)。相反，如果B1的電壓或SOC值小于B2的電壓或SOC值，控制單元同時驅(qū)動可控開關(guān)kl和k2，使得kl的觸點Ia和Ib閉合，k2的觸點2a和2b閉合，此時，B2的電量通過選擇的充放電回路轉(zhuǎn)移到B1中，當(dāng)B1和B2之間的電壓或SOC值都相等時，斷開所述充放電回路，B1和B2之間達到均衡狀態(tài)。其他任意兩個單體鋰離子電池之間的電量均衡過程同理?；谏鲜雒枋?，所述鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)的工作過程為采集模塊101通過專用的采集芯片(如LTC6802)采集VB2、B3和B4的電壓值，電壓值分別為WV3和V4;通過電流傳感器采集到的各個單體鋰離子電池的電流值分別為I1^ 12、I3和I4 ;通過溫度傳感器采集到的各個單體 鋰離子電池的溫度值分別為T2, T3和T4 ;采集模塊101將采集到的單體鋰離子電池B2, B3和B4的電壓、電流和溫度值發(fā)送給估算模塊102。估算模塊102根據(jù)接收到的所述采集模塊101發(fā)送來的鋰離子電池B2, B3和B4的電壓、電流和溫度值，估算所述各個鋰離子電池B2, B3和B4的荷電狀態(tài)SOC分別為SOC1, SOC2, SOC3和S0C4。所述估算模塊102將各個單體鋰離子電池的電壓、電流和SOC發(fā)送給均衡模塊103內(nèi)的比較單元201 ；比較單元201對鋰離子電池Bi、B2、B3和B4的電壓和SOC值分別進行比較，判斷所述各個單體鋰離子電池Bi、B2、B3和B4的電壓或SOC值是否相等，并將比較結(jié)果發(fā)送給控制單元203。控制單元203分析所述比較單元201發(fā)送來的比較結(jié)果，在所述鋰離子電池組104中存在單體鋰離子電池間的電壓或SOC值不相等時，即不管是電壓還是SOC值，只要有一項不相等時，啟動所述開關(guān)矩陣電路設(shè)置的均衡電路，控制所述鋰離子電池組104中的各個單體鋰離子電池之間進行電量均衡。例如，假設(shè)測得的各個鋰離子電池的荷電狀態(tài)值SOC存在不相等的情況，具體為SOCASOCfSOCpSOC；，那么控制單元203驅(qū)動所述開關(guān)矩陣電路202中B1和B2之間、B1和B3之間、B1和B4之間、B2和B4之間、B3和B4之間的可控開關(guān)，閉合B1和B2之間、B1和B3之間、B1和B4之間、B2和B4之間、B3和B4之間的充放電回路，此時充放電回路中電量轉(zhuǎn)移方向為從B1轉(zhuǎn)移到B2、B3和B4,從B2轉(zhuǎn)移到B4,從B3轉(zhuǎn)移到B4,在均衡過程中，當(dāng)任意兩個單體鋰離子電池之間的SOC值相等時，斷開所述充放電回路；當(dāng)任意兩個單體鋰離子電池之間的SOC值出現(xiàn)差異時，假設(shè)B2和B3之間的SOC值由相等變?yōu)椴幌嗟葧r，具體為SOCASOCPSOCPSOC；，那么，還需要驅(qū)動B2和B3之間的可控開關(guān)，使得B2中的電量轉(zhuǎn)移到B3中。實施例二當(dāng)所述鋰離子電池組包含多個鋰離子電池組模塊時，即首先由多個單體鋰離子電池組成鋰離子電池模塊，然后由多個鋰離子電池模塊組成鋰離子電池組，所述鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示,包括采集模塊401，估算模塊402，計算模塊403和均衡模塊404 ；采集模塊401通過專用的采集芯片或電壓傳感器實時采集所述鋰離子電池組405中各個鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的的電壓，通過電流傳感器和溫度傳感器實時采集所述各個單體鋰離子電池的電流和溫度值，采集模塊401將采集到的各個單體鋰離子電池的電壓、電流和溫度值發(fā)送給估算模塊402。估算模塊402接收到所述采集模塊401發(fā)送來的各個單體鋰離子電池的電壓、電流和溫度值后，根據(jù)所述電壓、電流和溫度值，通過SOC算法估算所述各個單體鋰離子電池的S0C，并將所述各個單體鋰離子電池的電壓、電流和SOC值發(fā)送給均衡模塊404。
所述計算模塊403用于依據(jù)所述采集模塊401采集的各個單體鋰離子電池的電壓、電流值和所述估算模塊402估算得到的各個單體鋰離子電池的SOC值，計算所述鋰離子電池組405中各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值，并將所述各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值發(fā)送被均衡模塊404 ；所述均衡模塊404用于對所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值以及所述鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊的總電壓及總SOC值進行比較，當(dāng)比較得出鋰離子電池模塊內(nèi)存在單體鋰離子電池的電壓或SOC不相等時，首先啟動第一級均衡，對鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的 電量進行均衡，實現(xiàn)模塊內(nèi)部的均衡，即，使鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的電量達到均衡狀態(tài)；當(dāng)模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池間的電量達到均衡時，啟動第二級均衡，即對鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊間的電量進行均衡，實現(xiàn)模塊之間的均衡，即，使鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊之間的電量達到平衡狀態(tài)。具體的，所述均衡模塊404的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，包括比較單元501，開關(guān)矩陣電路502和控制單元503 ；比較單元501接收到所述估算模塊402發(fā)送來的各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值以及計算模塊403發(fā)送來的各個鋰離子電池模塊的總電壓、總SOC值后，對各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值以及各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值分別進行比較，判斷所述各個單體鋰離子電池的電壓或SOC以及各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值是否相等，并將比較結(jié)果發(fā)送給控制單元503。開關(guān)矩陣電路502用于在所述鋰離子電池組405中的任意兩個鋰離子電池模塊之間以及鋰離子電池模塊內(nèi)任意兩個單體鋰離子電池之間設(shè)置電量均衡電路，即在任意兩個鋰離子電池模塊之間以及鋰離子電池模塊內(nèi)任意兩個單體鋰離子電池之間設(shè)置兩個相互獨立的充放電回路，充放電回路控制電量均衡過程中電量轉(zhuǎn)移方向。具體的，當(dāng)比較得出鋰離子電池模塊內(nèi)存在電壓或SOC不相等的單體鋰離子電池時，首先啟動第一級均衡，即控制模塊內(nèi)部單體鋰離子電池之間充放電回路的閉合與斷開，使模塊內(nèi)部電壓或SOC值高的單體鋰離子電池的電量轉(zhuǎn)移到電壓或SOC值低的單體鋰離子電池中，實現(xiàn)模塊內(nèi)部的均衡，即，使鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的電量達到均衡狀態(tài)；當(dāng)鋰離子電池組中存在鋰離子電池模塊間的總電壓或總SOC值不相等時，啟動第二級均衡，即控制鋰離子電池模塊之間的充放電回路的閉合與斷開，使總電壓或總SOC值高的鋰離子電池組中的電量轉(zhuǎn)移到總電壓或總SOC值低的鋰離子電池組中，實現(xiàn)模塊之間的均衡，即，使鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊之間的電量達到平衡狀態(tài)。進一步，當(dāng)比較得出鋰離子電池模塊內(nèi)單體鋰離子電池的電壓和SOC值都相等，鋰離子電池組中存在鋰離子電池模塊的總電壓或總SOC值不相等時，直接對鋰離子電池模塊之間的電量進行均衡，控制鋰離子電池模塊之間的充放電回路的閉合與斷開，使總電壓或總SOC值高的鋰離子電池組中的電量轉(zhuǎn)移到總電壓或總SOC值低的鋰離子電池組中，達到鋰離子電池模塊之間電量的均衡。實施例三本申請實施例提供的鋰離子電池組電量均衡方法的流程圖如圖6所示，包括步驟SlOl :實時采集所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值；具體的，通過電壓傳感器或?qū)Ｓ玫碾妷翰杉酒杉鲣囯x子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓，通過電流傳感器和溫度傳感器采集所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電流和溫度值。步驟S102 :依據(jù)所述采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值；具體的，通過SOC算法計算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值。步驟S103 :當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在電壓或SOC值不相等的單體鋰離子電池時，對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電量進行均衡。具體的，對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓及SOC值進行比較， 當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，即不管是電壓還是SOC值，只要有一項不相等時，啟動均衡功能，對所述鋰離子電池組中的各個單體鋰離子電池的電量進行均衡，直到所述各個單體鋰離子電池的電量達到平衡狀態(tài)為止。實施例四本申請實施例提供的鋰離子電池組電量均衡方法的流程圖如圖7所示，包括步驟SlOl :實時采集所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值；步驟S102 :依據(jù)所述采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值，并計算各個鋰離子電池模塊的總電壓總SOC值；步驟S103 :當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，對所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池之間進行電量均衡，并在所述鋰離子電池組中存在鋰離子電池模塊間總電壓或總SOC值不相等時，對所述各個鋰離子電池模塊進行電量均衡。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。以上所述僅是本申請的具體實施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池組電量均衡方法，所述鋰離子電池組由若干單體鋰離子電池組成，其特征在于，所述均衡方法包括 實時采集所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值； 依據(jù)所述采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC 值； 對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓及SOC值進行比較，當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電量進行均衡。
2.一種鋰離子電池組電量均衡方法，所述鋰離子電池組由若干鋰離子電池模塊組成，所述鋰離子電池模塊由若干單體鋰離子電池組成，其特征在于，所述均衡方法包括 實時采集所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值； 依據(jù)所述采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的SOC值，并計算各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值； 當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，對所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池進行電量均衡，實現(xiàn)模塊內(nèi)部的均衡，并在所述鋰離子電池組中存在鋰離子電池模塊間總電壓或總SOC值不相等時，對所述各個鋰離子電池模塊進行電量均衡，實現(xiàn)模塊之間的均衡。
3.一種鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)，所述鋰離子電池組由若干單體鋰離子電池組成，其特征在于，所述均衡系統(tǒng)包括 采集模塊，估算模塊和均衡模塊； 其中 所述采集模塊用于實時采集所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值； 所述估算模塊用于依據(jù)所述采集模塊采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值； 所述均衡模塊用于對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓及SOC值進行比較，當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電量進行均衡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述均衡模塊包括 比較單元，開關(guān)矩陣電路和控制單元； 其中 所述比較單元用于對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值進行比較； 所述開關(guān)矩陣電路用于在所述鋰離子電池組中任意兩個單體鋰離子電池之間設(shè)置均衡電路； 所述控制單元用于在所述比較單元比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，啟動均衡電路，控制所述鋰離子電池組中的各個單體鋰離子電池進行電量轉(zhuǎn)移。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述均衡電路為兩個相互獨立的充放電回路，所述充放電回路用于控制所述兩個單體鋰離子電池進行電量均衡過程中電量轉(zhuǎn)移的方向。
6.一種鋰離子電池組電量均衡系統(tǒng)，所述鋰離子電池組由若干鋰離子電池模塊組成，所述鋰離子電池模塊由若干單體鋰離子電池組成，其特征在于，所述均衡系統(tǒng)包括 采集模塊，估算模塊，計算模塊和均衡模塊； 其中 所述采集模塊用于實時采集所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值； 所述估算模塊用于依據(jù)所述采集模塊采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值； 所述計算模塊用于依據(jù)所述采集模塊采集的各個單體鋰離子電池的電壓、電流值和所述估算模塊估算得到的各個單體鋰離子電池的SOC值，計算所述鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值； 所述均衡模塊用于對所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值以及所述鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果分別對所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池以及所述各個鋰離子電池模塊進行電量均衡。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述均衡模塊包括 比較單元，開關(guān)矩陣電路和控制單元； 其中 所述比較單元用于對所述鋰離子電池模塊中各個單體鋰離子電池的電壓和SOC值以及所述鋰離子電池組中各個鋰離子電池模塊的總電壓和總SOC值進行比較； 所述開關(guān)矩陣電路用于在所述鋰離子電池組中任意兩個鋰離子電池模塊之間以及鋰離子電池模塊內(nèi)任意兩個單體鋰離子電池之間設(shè)置電量均衡電路； 所述控制單元用于在所述比較單元比較得出所述鋰離子電池模塊中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，啟動所述均衡電路，控制所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池進行電量轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)模塊內(nèi)部的均衡，并在所述鋰離子電池組中存在鋰離子電池模塊之間總電壓或總SOC值不相等時，控制所述各個鋰離子電池模塊進行電量轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)模塊之間的均衡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述均衡電路為兩個相互獨立的充放電回路，所述充放電回路用于控制所述兩個單體鋰離子電池進行電量均衡過程中以及所述兩個鋰離子電池模塊進行電量均衡過程中電量轉(zhuǎn)移的方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元還用于在所述鋰離子電池模塊內(nèi)各個單體鋰離子電池的電壓或SOC值都相等，所述鋰離子電池組中存在鋰離子電池模塊之間總電壓或總SOC值不相等時，控制所述各個單體鋰離子電池模塊進行電量轉(zhuǎn)移。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池組電量均衡方法，包括實時采集所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓、電流及溫度值；依據(jù)所述采集的電壓、電流及溫度值估算所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的SOC值；對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電壓及SOC值進行比較，當(dāng)比較得出所述鋰離子電池組中存在單體鋰離子電池間電壓或SOC值不相等時，對所述鋰離子電池組中各個單體鋰離子電池的電量進行均衡，該方法通過單體鋰離子電池之間電量的轉(zhuǎn)移，使各個單體鋰離子電池的電量達到均衡，避免了鋰離子電池處于過充電、過放狀態(tài)的問題，提高了鋰離子電池組的使用效率，延長了鋰離子電池組的使用壽命。
文檔編號H02J7/00GK102751757SQ20121022669
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者傅堯, 尹茂振, 林勇剛, 栗寧, 王繼業(yè), 鄭百祥 申請人:北京中電飛華通信股份有限公司, 北京國電通網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司, 國家電網(wǎng)公司