專利名稱：一種鋰離子電池均衡系統及其均衡方法
技術領域：
本發明涉及一種鋰離子電池均衡系統及其均衡充電方法。
背景技術：
一個蓄電池組由許多電池串聯或并聯而成。這些電池在使用和常規充電中，由于電池老化以及電池溫度不同，會產生電解液密度、容量、電壓等不均的現象。在這種情況下， 當電池組用較大電流進行一段時間的放電，會造成電池之間的不均衡達到一定程度，從而會由于容量小的電池在使用過程中出現極性反向，導致電池造成永久性的損壞。
發明內容
本發明的目的在于提供一種鋰離子動力電池的均衡方法，使電池充放電過程中能夠進行平衡充放電，保持電池SOC在合理范圍內，延長電池壽命。具體技術方案如下一種鋰離子電池均衡系統，包括電池模塊，采樣控制模塊和均衡控制模塊，所述采樣控制模塊連接電池模塊，其用于采集電池模塊中每個單體電池的參數， 并根據采集的單體電池的參數計算每個單體電池的SOC ；所述均衡控制模塊與采樣控制模塊連接并可接收采樣控制模塊發送的信息；所述均衡控制模塊控制連接充放電支路，并根據接收的所述信息控制充放電支路對電池模塊中的一個或多個單體電池進行充電或放電，直到所述待均衡單體電池達到均衡。進一步地，所述參數為每個單體電池的實際電壓值、電池模塊的電流值以及實際溫度。進一步地，根據采樣控制模塊計算得到的電池實際SOC與給定的SOC范圍進行比較，以確定不均衡單體電池。進一步地，所述信息為需要進行均衡的單體電池編號。進一步地，所述一個或多個單體電池為不均衡單體電池。進一步地，所述電池模塊由12節單體鋰離子電池串聯組成。進一步地，所述充放電支路為選通電路，所述均衡控制模塊根據每一節電池的采樣電壓、采樣電流和溫度確定待均衡的電池，并控制選通電路對待均衡的電池進行充電或放電。進一步地，所述采樣控制模塊為一采樣控制電路，其確定單體電池的當前實際 S0C，將單體電池的實際SOC與標稱的SOC范圍進行比較，以確定不均衡的單體電池編號，并計算出需要均衡的時間。上述鋰離子電池均衡充電系統的均衡方法，采用如下步驟(1)采樣控制模塊對電池模塊進行電壓、電流和溫度采集；(2)采樣控制模塊根據實際采集的電壓、電流和溫度值計算當前狀態下電池模塊中單體電池的實際SOC ；(3)采樣控制模塊根據實際SOC與給定的單體電池SOC進行比較，判斷其是否在給定的范圍內；(4)當判斷得到實際SOC大于給定范圍的最大值或小于給定范圍的最小值，則可判斷該節單體電池可能被過充或過放，即被判斷為待均衡單體電池；(5)均衡控制模塊對大于給定范圍最大值的單體電池進行放電，對小于給定范圍最小值的單體電池進行充電，直到達到給定范圍后停止。進一步地，步驟(5)中均衡控制模塊根據待均衡的單體電池編號控制選通電路將充電電源與待均衡的單體電池接通，對電池進行充電或放電。與目前現有技術相比，本發明解決了由于經過多次充放電造成電池的不均衡問題，延長電池使用壽命。
圖1鋰離子電池均衡系統示意2用于鋰離子電池均衡充電方法的流程3用于鋰離子電池均衡放電方法的流程圖
具體實施例方式下面根據附圖對本發明進行詳細描述，其為本發明多種實施方式中的一種優選實施例。圖1為用于鋰離子電池均衡系統示意圖。如圖1所示，本發明實例提供的用于鋰離子電池的均衡充電系統包括電池模塊、采集控制模塊和均衡控制模塊。所述采集控制模塊用于采集每個單體電池的實際電壓值、電池模塊的電流值以及實際溫度，根據采集的電壓值、溫度和電流值計算每個單體電池的S0C，根據計算的電池實際SOC與給定的SOC范圍進行比較，以確定不均衡單體電池。均衡控制模塊接收到需要進行均衡的單體電池編號，進行控制充放電支路對所述的待均衡的單體電池進行充電或放電，直到所述待單體電池達到均衡。圖2和圖3所示為一種鋰離子電池均衡充電或放電方法的流程圖。具體實施步驟如下①首先通過采集模塊對含有12節單體電池的電池組進行電壓、電流和溫度采集；②通過實際采集的電壓、電流和溫度值計算當前狀態下單體電池的實際S0C。③根據實際SOC與給定的單體電池SOC進行比較，是否在給定的范圍內。如果大于給定范圍的最大值或小于給定范圍的最小值，則可判斷該節單體電池可能被過充或過放。 被判斷為待均衡單體電池。④根據判斷，對大于給定范圍最大值的電池進行放電，對小于給定范圍最小值的電池進行充電，直到達到給定范圍才進行停止。本實施例的目的是解決由于串聯的電池模塊經過多次充放電不均衡導致單體電池之間SOC差值大的問題，提供了一種使單體電池中未達到給定的標稱SOC范圍最小值的不均衡單體電池達到均衡的方法。本實施例提供的用于12節單體電池串聯的電池組的均
4衡系統包括由12節鋰離子電池串聯組成的電池模塊、采樣控制模塊、均衡控制模塊。所述電池模塊由12節單體電池串聯組成的。所述采集控制模塊用于采集所述電池模塊內的各個單體電池的電壓值、電流以及電池模塊的溫度，并根據采集結果確定待均衡的電池組。所述均衡控制模塊用于控制所述待均衡的單體電池組進行充電或放電。本實施例提供的用于單體電池串聯的電池組的均衡方法包括對每個單體電池進行電壓采樣得到實際電壓值，并對電池組進行電流采樣和溫度采樣。根據采集的電壓值、溫度和電流值計算每個單體電池的S0C，根據計算的電池實際SOC與給定的SOC范圍進行比較，以確定實際SOC大于給定SOC范圍最大值的不均衡單體電池，或者實際SOC小于給定 SOC范圍最小值的不均衡單體電池。本實施例提供的均衡控制模塊接收到需要進行均衡的單體電池編號，進行控制充放電支路對所述的待均衡的單體電池進行充電或放電，直到所述待均衡單體電池的實際SOC達到給定的范圍時停止充電或放電。上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種鋰離子電池均衡系統，其特征在于，包括電池模塊，采樣控制模塊和均衡控制模塊，所述采樣控制模塊連接電池模塊，其用于采集電池模塊中每個單體電池的參數，并根據采集的單體電池的參數計算每個單體電池的SOC ；所述均衡控制模塊與采樣控制模塊連接并可接收采樣控制模塊發送的信息；所述均衡控制模塊控制連接充放電支路，并根據接收的所述信息控制充放電支路對電池模塊中的一個或多個單體電池進行充電或放電，直到所述待均衡單體電池達到均衡。
2.如權利要求1所述的鋰離子電池均衡系統，其特征在于，所述參數為每個單體電池的實際電壓值、電池模塊的電流值以及實際溫度。
3.如權利要求1或2所述的鋰離子電池均衡系統，其特征在于，根據采樣控制模塊計算得到的電池實際SOC與給定的SOC范圍進行比較，以確定不均衡單體電池。
4.如權利要求1-3中任一項所述的鋰離子電池均衡系統，其特征在于，所述信息為需要進行均衡的單體電池編號。
5.如權利要求1-4中任一項所述的鋰離子電池均衡系統，其特征在于，所述一個或多個單體電池為不均衡單體電池。
6.如權利要求1-5中任一項所述的鋰離子電池均衡系統，其特征在于，所述電池模塊由12節單體鋰離子電池串聯組成。
7.如權利要求1-6中任一項所述的鋰離子電池均衡系統，其特征在于，所述充放電支路為選通電路，所述均衡控制模塊根據每一節電池的采樣電壓、采樣電流和溫度確定待均衡的電池，并控制選通電路對待均衡的電池進行充電或放電。
8.如權利要求1-7中任一項所述的鋰離子電池均衡系統，其特征在于，所述采樣控制模塊為一采樣控制電路，其確定單體電池的當前實際S0C，將單體電池的實際SOC與標稱的 SOC范圍進行比較，以確定不均衡的單體電池編號，并計算出需要均衡的時間。
9.如權利要求1-8所述鋰離子電池均衡系統的均衡方法，其特征在于，采用如下步驟(1)采樣控制模塊對電池模塊進行電壓、電流和溫度采集；(2)采樣控制模塊根據實際采集的電壓、電流和溫度值計算當前狀態下電池模塊中單體電池的實際SOC ；(3)采樣控制模塊根據實際SOC與給定的單體電池SOC進行比較，判斷其是否在給定的范圍內；(4)當判斷得到實際SOC大于給定范圍的最大值或小于給定范圍的最小值，則可判斷該節單體電池可能被過充或過放，即被判斷為待均衡單體電池；(5)均衡控制模塊對大于給定范圍最大值的單體電池進行放電，對小于給定范圍最小值的單體電池進行充電，直到達到給定范圍后停止。
10.如權利要求9所述鋰離子電池均衡系統的均衡方法，其特征在于，步驟(5)中均衡控制模塊根據待均衡的單體電池編號控制選通電路將充電電源與待均衡的單體電池接通， 對電池進行充電或放電。
全文摘要
本發明涉及一種鋰離子電池均衡系統及其均衡方法，均衡系統包括由12節電池串聯組成的電池模塊，采樣控制模塊、均衡控制模塊。其中，采樣控制模塊用于采集電池模塊中的各個單體電池的電壓值、電池模塊的溫度值以及對電流進行采樣。根據采集的結果確定待均衡的單體電池組，所述的待均衡單體電池組包含電池模塊中的一個單體電池、或者包含電池模塊內的兩個或兩個以上的鄰接單體電池。所述均衡控制模塊用于控制所述待均衡的單體電池組進行充電或放電。通過采用該電池均衡方法，即便經過多次充放電，都能得以減小電池之間的不均衡現象，從而提高電池模塊性能并延長電池壽命。
文檔編號H02J7/00GK102437613SQ20111042241
公開日2012年5月2日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者高楠 申請人:奇瑞汽車股份有限公司