專利名稱：一種鋰電池均衡控制設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池充電設(shè)備和方法，尤其涉及一種鋰電池均衡控制設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
鋰電池因其高能量，循環(huán)壽命長(zhǎng)，能量密度高和工作電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于電子設(shè)備中。當(dāng)多個(gè)鋰電池串聯(lián)組成電池組時(shí)，出于對(duì)鋰電池安全和循環(huán)性能的考慮， 需要防止單體電池的過(guò)放和過(guò)充。所以電池組的容量取決于每個(gè)單體電池容量，其中該鋰電池容量與其電壓值相關(guān)。在對(duì)電池組進(jìn)行充電的過(guò)程中，為使電池組達(dá)到額定電壓，則需要每個(gè)單體電池都到達(dá)額定電壓。當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)單體電池因容量較低時(shí)，其電壓也低于其他單體電池，此時(shí)，為達(dá)到電池組的額定電壓，則可能出現(xiàn)其他單體電池過(guò)充的現(xiàn)象，易引發(fā)鋰電池爆炸。為避免上述情況發(fā)生，現(xiàn)有技術(shù)中，一種鋰電池均衡控制設(shè)備，如圖1所示，包括電池組、分流單元、電壓檢測(cè)單元和控制單元；電池組中每個(gè)單體電池與一分流電路并聯(lián)， 該分流電路中設(shè)置有耗能元件；該分流電路與控制單元連接；該控制單元與電壓檢測(cè)單元連接；該電壓檢測(cè)單元與電池組中的單體電池連接。在對(duì)電子設(shè)備中的電池組進(jìn)行充電時(shí)，通過(guò)電壓采集單元對(duì)每一個(gè)單體電池的電壓進(jìn)行檢測(cè)；當(dāng)其中一個(gè)單體電池電壓與其他單體電池電壓的差值大于設(shè)定值時(shí)，接通分流電路。例如當(dāng)單體電池1的電壓和單體電池4電壓相差20毫伏時(shí)，則控制單元接通單體電池4所對(duì)應(yīng)的分流電路4，耗能元件對(duì)單體電池4的充電電流進(jìn)行分流，該單體電池4的充電速度下降，而單體電池1保持原充電速度；當(dāng)差值降到5毫伏時(shí)，分流電路4斷開(kāi)，單體電池4充電速度恢復(fù)，達(dá)到均衡的效果。在上述過(guò)程中，在分流單元上消耗電能產(chǎn)生熱量，當(dāng)多個(gè)分流電路同時(shí)打開(kāi)時(shí)，所產(chǎn)生的熱量增多，不能及時(shí)散熱，從而會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備功能異常。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種在鋰電池均衡過(guò)程中防止電子設(shè)備過(guò)熱的鋰電池均衡控制設(shè)備和方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案一種鋰電池均衡控制設(shè)備，包括電池組、調(diào)度單元、分流單元和電壓采集單元，在電池組中的單體電池一側(cè)設(shè)置有電壓采集單元；所述單體電池和分流單元中的分流電路并聯(lián)；該分流單元和所述電壓采集單元分別與調(diào)度單元連接；在分流單元一側(cè)設(shè)置有溫度采集單元；該溫度采集單元與調(diào)度單元連接；所述電池組，由至少兩個(gè)單體電池串聯(lián)組成；所述分流單元，用于對(duì)充電電流進(jìn)行分流，降低單體電池的充電速度，該分流單元包括至少兩個(gè)分流電路，該分流電路包括耗能元件；
所述電壓采集單元，用于采集單體電池的電壓值；所述溫度采集單元，用于采集分流單元的溫度值；所述調(diào)度單元，用于根據(jù)采集到的電壓值和溫度值對(duì)分流單元中分流電路的通斷進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于單體電池容量的均衡，并防止分流單元過(guò)熱。一種鋰電池均衡控制方法，包括在調(diào)度單元中設(shè)置分流單元的過(guò)熱溫度值；溫度采集單元獲取分流單元的當(dāng)前溫度值；調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值是否大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值；如果調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值，則斷開(kāi)分流電路，減少分流單元中分流電路所產(chǎn)生的熱量，降低分流單元溫度。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鋰電池均衡控制設(shè)備和方法，通過(guò)溫度采集單元采集分流單元的溫度，當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)設(shè)的過(guò)熱溫度值時(shí)，斷開(kāi)單體電池對(duì)應(yīng)的分流電路，減少分流單元所產(chǎn)生的熱量，防止實(shí)現(xiàn)單體電池均衡時(shí)電子設(shè)備出現(xiàn)過(guò)熱的現(xiàn)象，提高了電子設(shè)備的穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明背景技術(shù)中一種鋰電池均衡控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例一種鋰電池均衡控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種鋰電池均衡控制方法的流程圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種鋰電池均衡控制方法控制分流電路的流程圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例一種鋰電池均衡控制方法溫度過(guò)高時(shí)斷開(kāi)分流電路的流程圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例一種鋰電池均衡控制方法恢復(fù)分流的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種鋰電池均衡控制設(shè)備和方法進(jìn)行詳細(xì)描述。一種鋰電池均衡控制設(shè)備，如圖2所示，包括電池組、調(diào)度單元、分流單元和電壓采集單元，在電池組中的單體電池一側(cè)設(shè)置有電壓采集單元；所述單體電池和分流單元中的分流電路并聯(lián)；該分流單元和所述電壓采集單元分別與調(diào)度單元連接；在分流單元一側(cè)設(shè)置有溫度采集單元；該溫度采集單元與調(diào)度單元連接；所述電池組，由至少兩個(gè)單體電池串聯(lián)組成；所述分流單元，用于對(duì)充電電流進(jìn)行分流，降低單體電池的充電速度，該分流單元包括至少兩個(gè)分流電路，該分流電路包括耗能元件；所述電壓采集單元，用于采集單體電池的電壓值；所述溫度采集單元，用于采集分流單元的溫度值；所述調(diào)度單元，用于根據(jù)采集到的電壓值和溫度值對(duì)分流單元中分流電路的通斷進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于單體電池容量的均衡，并防止分流單元過(guò)熱。電壓采集單元采集電池組中各單體電池的電壓值，并將該電壓值發(fā)送給調(diào)度單元；溫度采集單元采集分流單元的溫度，并將該溫度值發(fā)送給調(diào)度單元；調(diào)度單元根據(jù)接收到的電壓值和溫度值對(duì)分流單元進(jìn)行控制，在充電過(guò)程中對(duì)電池組的進(jìn)行均衡，防止均衡過(guò)程中分流單元產(chǎn)生熱量過(guò)多造成電子設(shè)備過(guò)熱的現(xiàn)象，提高了電子設(shè)備充電時(shí)的穩(wěn)定性。與上述一種鋰電池均衡控制設(shè)備相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明還提供了一種鋰電池均衡控制方法，如圖3所示，包括步驟300、在調(diào)度單元中設(shè)置分流單元的過(guò)熱溫度值在調(diào)度單元中設(shè)置分流單元的過(guò)熱溫度值，為防止電子設(shè)備因溫度過(guò)高而造成損壞，該溫度值一般設(shè)置為電子設(shè)備的安全溫度范圍內(nèi)，例如可設(shè)置過(guò)熱溫度值為80度。為實(shí)現(xiàn)單體電池容量的均衡，則需要根據(jù)各單體電池之間的電壓差值，判斷哪些單體電池需要進(jìn)行分流，以減緩充電速度，如圖4所示。步驟400、在調(diào)度單元中設(shè)置對(duì)單體電池進(jìn)行分流的電壓差值，稱為分流電壓差值為實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備電池組容量的均衡，則需要根據(jù)電壓采集單元所采集電池組中單體電池的電壓值，判斷是否打開(kāi)分流電路進(jìn)行分流，對(duì)電池組中的單體電池進(jìn)行分流。設(shè)置接通分流電路時(shí)單體電池的電壓差值，該電壓差值稱為分流電壓差值，例如設(shè)置分流電壓差值為20毫伏。步驟401、電壓采集單元獲取各單體電池的電壓值，確定最小電壓值所對(duì)應(yīng)的單體電池，稱為短板單體電池調(diào)度單元獲取由電壓采集單元所采集的各單體電池的電壓值，確定最小電壓值所對(duì)應(yīng)的單體電池，稱為短板單體電池，根據(jù)該短板單體電池對(duì)其他單體電池進(jìn)行分流，以實(shí)現(xiàn)單體電池容量的均衡，如圖2所示，例如單體電池1為所述短板單體電池，其電壓值為 3000毫伏。步驟402、調(diào)度單元判斷單體電池和短板單體電池的電壓差值是否大于分流電壓
差值根據(jù)電壓采集單元所采集到的電壓值，判斷是否存在與短板單體電池的電壓差值大于分流電壓差值的單體電池，例如單體電池2的電壓值為3300毫伏，單體電池3的電壓值為3027毫伏，單體電池4的電壓值為3001毫伏，單體電池5的電壓值為3203毫伏。步驟403、如果單體電池和短板單體電池的電壓差值大于分流電壓差值，則接通該單體電池對(duì)應(yīng)的分流電路，對(duì)單體電池進(jìn)行分流，降低該單體電池的充電速度根據(jù)單體電池的電壓值，確定大于分流電壓差值的單體電池，例如單體電池2、單體電池3和單體電池5與短板單體電池的電壓差值大于20毫伏，故調(diào)度單元控制所述單體電池所對(duì)應(yīng)的分流電路接通，即分流電路2、分流電路3和分流電路5接通，對(duì)單體電池進(jìn)行分流，降低對(duì)應(yīng)單體電池的充電速度。此時(shí)，在分流電路中，因耗能元件對(duì)充電電流進(jìn)行分流，在耗能元件上產(chǎn)生熱量，溫度升高。步驟301、溫度采集單元獲取分流單元的當(dāng)前溫度值進(jìn)行分流后，每隔一段時(shí)間溫度采集單元對(duì)分流單元一側(cè)的當(dāng)前溫度進(jìn)值行采集，例如82度。步驟302、調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值是否大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值調(diào)度單元對(duì)當(dāng)前溫度值與過(guò)熱溫度值進(jìn)行比較，確定82度大于所設(shè)定的過(guò)熱溫度值80度。
步驟303、如果調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值，則斷開(kāi)分流電路，減少分流單元中分流電路所產(chǎn)生的熱量，降低分流單元溫度當(dāng)所采集的當(dāng)前溫度值大于過(guò)熱溫度值時(shí)，為防止因溫度過(guò)高而導(dǎo)致電子設(shè)備的損壞，則需要對(duì)分流電路進(jìn)行控制，以減少分流電路所產(chǎn)生的熱量，如圖5所示。步驟500、調(diào)度單元根據(jù)電壓采集單元所采集到的單體電池電壓值，比較短板單體電池和分流電路已連通的單體電池的電壓差值根據(jù)已獲取的單體電池的電壓值，對(duì)短板單體電池和多個(gè)分流電路已連通的單體電池的電壓差值進(jìn)行比較，例如單體電池2和短板單體電池的電壓差值為300毫伏，單體電池3和短板單體電池的電壓差值為27毫伏，單體電池5和短板單體電池的電壓差值為203伏。步驟501、確定與短板單體電池的電壓差值最小的單體電池根據(jù)所述電壓差值確定電壓差值最小的單體電池，即單體電池3。步驟502、斷開(kāi)該單體電池的分流電路，減少分流單元所產(chǎn)生的熱量因?yàn)樵搯误w電池3與短板單體電池的電壓差值最小，可確定該單體電池3與短板單體電池的容量差距較小，則斷開(kāi)該單體電池3的分流電路3，以減少分流電路中所產(chǎn)生的熱量，此時(shí)因產(chǎn)生熱量的耗能元件減少，則分流單元一側(cè)的溫度會(huì)逐步下降。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，例如兩分鐘，對(duì)分流單元的溫度再次進(jìn)行采集，如果溫度仍然未達(dá)到一預(yù)設(shè)值，則根據(jù)上述步驟，再斷開(kāi)一單體電池的分流電路。進(jìn)一步的，為了提高各單體電池間的均衡效果，當(dāng)溫度下降到一預(yù)設(shè)值后，重新連通分流電路，對(duì)單體電池進(jìn)行分流，如圖6所示，包括步驟600、在調(diào)度單元中設(shè)置分流單元中分流電路重新接通的溫度值，稱為重啟溫度值在步驟300之后，設(shè)置一可使分流電路中的分流電路重新接通的溫度預(yù)設(shè)值，該預(yù)設(shè)值稱為重啟溫度值，例如該重啟溫度值為60度。在所述如果調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值，則斷開(kāi)分流電路，減少分流單元中分流電路所產(chǎn)生的熱量，降低分流單元溫度之后，還包括步驟601、判斷分流單元的當(dāng)前溫度值是否小于重啟溫度值溫度采集單元對(duì)分流單元的當(dāng)前溫度值進(jìn)行采集，例如當(dāng)前溫度值為58度，并判斷所采集到的溫度值是否小于重啟溫度值。步驟602、如果分流單元的當(dāng)前溫度值小于重啟溫度值，則比較短板單體電池和未接通分流電路的單體電池的電壓差值所采集到的溫度58度小于所設(shè)置的最小溫度值60度，則比較短板單體電池與未接通分流電路的單體電池的電壓差值，例如單體電池3，在分流單元的溫度值大于過(guò)熱溫度值時(shí)，已與該單體電池3所對(duì)應(yīng)的分流單元3斷開(kāi)。步驟603、確定與短板單體電池的電壓差值大于分流電壓差值的單體電池根據(jù)對(duì)電壓差值進(jìn)行比較，該單體電池3的電壓為3027毫伏，與短板單體電池的電壓3000毫伏的電壓差值為27毫伏，大于分流電壓差值20毫伏。步驟604、連通該單體電池所對(duì)應(yīng)的分流電路，重新對(duì)電池組中的單體電池進(jìn)行分流
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重新連通該單體電池3所對(duì)應(yīng)的分流電路3，對(duì)該單體電池3重新進(jìn)行分流，使單體電池容量均衡。當(dāng)電池組中，存在多個(gè)單體電池需要進(jìn)行分流時(shí)，分流單元的溫度值小于重啟溫度值時(shí)，則與短板單體電池的電壓差值大于分流電壓差值的單體電池，與其相對(duì)應(yīng)的分流電路全部開(kāi)啟，繼續(xù)進(jìn)行分流，使電池組中的單體電池與短板單體電池的容量均衡。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種鋰電池均衡控制設(shè)備和方法，通過(guò)溫度采集單元采集分流單元的溫度，當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)設(shè)的過(guò)熱溫度值時(shí)，斷開(kāi)單體電池對(duì)應(yīng)的分流電路，減少分流單元所產(chǎn)生的熱量，防止實(shí)現(xiàn)單體電池均衡時(shí)電子設(shè)備出現(xiàn)過(guò)熱的現(xiàn)象，提高了電子設(shè)備的穩(wěn)定性。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池均衡控制設(shè)備，包括電池組、調(diào)度單元、分流單元和電壓采集單元，在電池組中的單體電池一側(cè)設(shè)置有電壓采集單元；所述單體電池和分流單元中的分流電路并聯(lián)；該分流單元和所述電壓采集單元分別與調(diào)度單元連接，其特征在于，在分流單元一側(cè)設(shè)置有溫度采集單元；該溫度采集單元與調(diào)度單元連接；所述電池組，由至少兩個(gè)單體電池串聯(lián)組成；所述分流單元，用于對(duì)充電電流進(jìn)行分流，降低單體電池的充電速度，該分流單元包括至少兩個(gè)分流電路，該分流電路包括耗能元件；所述電壓采集單元，用于采集單體電池的電壓值； 所述溫度采集單元，用于采集分流單元的溫度值；所述調(diào)度單元，用于根據(jù)采集到的電壓值和溫度值對(duì)分流單元中分流電路的通斷進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)于單體電池容量的均衡，并防止分流單元過(guò)熱。
2.—種鋰電池均衡控制方法，其特征在于，包括 在調(diào)度單元中設(shè)置分流單元的過(guò)熱溫度值； 溫度采集單元獲取分流單元的當(dāng)前溫度值；調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值是否大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值； 如果調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值，則斷開(kāi)分流電路，減少分流單元中分流電路所產(chǎn)生的熱量，降低分流單元溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池均衡控制方法，其特征在于，在所述在調(diào)度單元中設(shè)置分流單元的過(guò)熱溫度值之后，還包括在調(diào)度單元中設(shè)置對(duì)單體電池進(jìn)行分流的電壓差值，稱為分流電壓差值； 電壓采集單元獲取各單體電池的電壓值，確定最小電壓值所對(duì)應(yīng)的單體電池，稱為短板單體電池；調(diào)度單元判斷單體電池和短板單體電池的電壓差值是否大于分流電壓差值； 如果單體電池和短板單體電池的電壓差值大于分流電壓差值，則接通該單體電池對(duì)應(yīng)的分流電路，對(duì)單體電池進(jìn)行分流，降低該單體電池的充電速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池均衡控制方法，其特征在于，所述如果調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值，則斷開(kāi)分流電路，減少分流單元中分流電路所產(chǎn)生的熱量，降低分流單元溫度，包括調(diào)度單元根據(jù)電壓采集單元所采集到的單體電池電壓值，比較短板單體電池和分流電路已連通的單體電池的電壓差值；確定與短板單體電池的電壓差值最小的單體電池； 斷開(kāi)該單體電池的分流電路，減少分流單元所產(chǎn)生的熱量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池均衡控制方法，其特征在于，還包括 在調(diào)度單元中設(shè)置分流單元中分流電路重新接通的溫度值，稱為重啟溫度值；在所述如果調(diào)度單元判斷分流單元的當(dāng)前溫度值大于所設(shè)置的過(guò)熱溫度值，則斷開(kāi)分流電路，減少分流單元中分流電路所產(chǎn)生的熱量，降低分流單元溫度之后，還包括 判斷分流單元的當(dāng)前溫度值是否小于重啟溫度值；如果分流單元的當(dāng)前溫度值小于重啟溫度值，則比較短板單體電池和未接通分流電路的單體電池的電壓差值；確定與短板單體電池的電壓差值大于分流電壓差值的單體電池； 連通該單體電池所對(duì)應(yīng)的分流電路，重新對(duì)電池組中的單體電池進(jìn)行分流。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰電池均衡控制設(shè)備和方法，屬于電能存儲(chǔ)領(lǐng)域，為解決現(xiàn)有技術(shù)中，在鋰電池組均衡的過(guò)程中，因分流單元過(guò)熱而導(dǎo)致電子設(shè)備異常的問(wèn)題而設(shè)計(jì)。一種鋰電池均衡控制設(shè)備，包括電池組、調(diào)度單元、分流單元和電壓采集單元，在電池組中的單體電池一側(cè)設(shè)置有電壓采集單元；所述單體電池和分流單元中的分流電路并聯(lián)；該分流單元和所述電壓采集單元分別與調(diào)度單元連接；在分流單元一側(cè)設(shè)置有溫度采集單元；該溫度采集單元與調(diào)度單元連接。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102232261SQ201180000816
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者劉偉, 劉新宇, 水偉 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司