動(dòng)力電池組均衡裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及動(dòng)力電池組均衡裝置，包括用于對(duì)單體電池進(jìn)行均衡操作的各單體電池的均衡模塊，該均衡模塊用于與對(duì)應(yīng)單體電池并聯(lián)構(gòu)成單體電池充電回路，各均衡模塊之間通過(guò)CAN總線互連且均通過(guò)CAN總線連入上位機(jī)中，各均衡模塊的輸入均接入一直流電源，各均衡模塊的輸出端分別串接有常開繼電器；本實(shí)用新型各均衡模塊結(jié)構(gòu)相同且相互獨(dú)立的控制一節(jié)單體電池，針對(duì)不同組串的動(dòng)力電池組可配置不同個(gè)數(shù)的均衡模塊實(shí)現(xiàn)均衡，均衡模塊中的DC/DC模塊可以方便靈活的配置不同均衡策略，可通過(guò)設(shè)定均衡電壓和均衡電流滿足不同容量、不同單體額定電壓的動(dòng)力電池組的均衡需求，各單體電池的均衡模塊可同時(shí)進(jìn)行均衡操作，減少了均衡時(shí)間，提高了均衡效率。
【專利說(shuō)明】動(dòng)力電池組均衡裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電動(dòng)汽車及新能源動(dòng)力電池【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種通用型動(dòng)力電池組均衡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)前全球汽車工業(yè)面臨金融危機(jī)和能源環(huán)境問(wèn)題的巨大挑戰(zhàn)的情況下，發(fā)展電動(dòng)汽車，實(shí)現(xiàn)汽車能源動(dòng)力系統(tǒng)的電氣化，推動(dòng)傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，在國(guó)際上已經(jīng)形成了廣泛共識(shí)。動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)整個(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。
[0003]目前，阻礙動(dòng)力電池發(fā)展的主要瓶頸是動(dòng)力電池管理系統(tǒng)，通常動(dòng)力電池采用多個(gè)單體電池串聯(lián)的方式為汽車供電，但由于各單體電池難以做到完全統(tǒng)一的充放電，因此導(dǎo)致電池組內(nèi)的各個(gè)單體電池出現(xiàn)充放電不平衡的狀況，會(huì)出現(xiàn)充電不足和過(guò)放電的現(xiàn)象，這種狀況會(huì)導(dǎo)致電池性能急劇惡化，最終導(dǎo)致整組電池?zé)o法正常工作，甚至報(bào)廢，從而大大影響電池的使用壽命和可靠性能。為保證電池組中各單體的一致性，對(duì)其進(jìn)行均衡控制是非常有必要的。目前國(guó)內(nèi)已有的均衡技術(shù)中:集中變壓器法最大的問(wèn)題是副邊輸出繞組的一致性難以保證，容易導(dǎo)致均衡偏差，且無(wú)法彌補(bǔ)；開關(guān)電容法中開關(guān)器件多，均衡需要很長(zhǎng)時(shí)間；耗散法成本最低但是只適用于容量較小的電池，無(wú)法適應(yīng)大電流均衡。
[0004]現(xiàn)階段動(dòng)力電池按照材料的不同可以分為鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池等。不同材料的動(dòng)力電池，其單體額定工作電壓不一樣。同時(shí)，根據(jù)電動(dòng)汽車車型的不同，所配置的動(dòng)力電池單體容量，單體組串個(gè)數(shù)也不一樣。目前，還沒(méi)有能夠適用于不同材料、不同容量、不同組串個(gè)數(shù)的動(dòng)力電池均衡裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種動(dòng)力電池均衡裝置，以對(duì)不同材料、不同容量、不同組串個(gè)數(shù)的動(dòng)力電池進(jìn)行均衡，解決現(xiàn)有動(dòng)力電池均衡效果差、均衡時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的動(dòng)力電池組均衡裝置的技術(shù)方案如下:包括用于對(duì)單體電池進(jìn)行均衡操作的各單體電池的均衡模塊，該均衡模塊用于與對(duì)應(yīng)單體電池并聯(lián)構(gòu)成單體電池充電回路，各均衡模塊之間通過(guò)CAN總線互連且均通過(guò)CAN總線連入上位機(jī)中，各均衡模塊的輸入均接入一直流電源，各均衡模塊的輸出端分別串接有常開繼電器。
[0007]進(jìn)一步的，所述均衡模塊包括控制單元和DC/DC模塊。
[0008]進(jìn)一步的，所述控制單元包括數(shù)據(jù)采集電路、反饋控制電路、保護(hù)電路和通信電路，所述數(shù)據(jù)采集電路包括電池電壓采集、輸出電壓采集和輸出電流采集電路，所述反饋控制電路包括電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)控制電路，所述保護(hù)電路包括輸出過(guò)壓和輸出過(guò)流保護(hù)及
其告警信號(hào)電路。
[0009]本實(shí)用新型的動(dòng)力電池均衡裝置中，各均衡模塊結(jié)構(gòu)相同且相互獨(dú)立的控制一節(jié)單體電池，針對(duì)不同組串的動(dòng)力電池組可配置不同個(gè)數(shù)的均衡模塊實(shí)現(xiàn)均衡，均衡模塊中的DC/DC模塊可以方便靈活的配置不同均衡策略，同時(shí)DC/DC模塊可通過(guò)設(shè)定均衡電壓和均衡電流滿足不同容量、不同單體額定電壓的動(dòng)力電池組的均衡需求，各單體電池的均衡模塊可根據(jù)上位機(jī)的均衡命令同時(shí)進(jìn)行均衡操作，減少了均衡時(shí)間，提高了均衡效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是動(dòng)力電池均衡裝置實(shí)施例的原理圖；
[0011]圖2是動(dòng)力電池均衡實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013]如圖1所示,動(dòng)力電池組包括η個(gè)串聯(lián)的單體電池B” Bn,對(duì)應(yīng)每一個(gè)單體電池Bn，都有一個(gè)均衡模塊Un與之并聯(lián)，構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的充電回路。均衡模塊U1與單體電池B1構(gòu)成充電回路I ;U2與單體電池B2構(gòu)成充電回路2 ;Un與單體電池Bn構(gòu)成充電回路η ;各個(gè)均衡模塊之間又通過(guò)CAN總線互連，由上位機(jī)統(tǒng)一監(jiān)控，各個(gè)均衡模塊的輸入均接同一直流電源，每個(gè)均衡模塊輸出端均裝有繼電器，均衡命令啟動(dòng)前，繼電器處于斷開狀態(tài)。均衡模塊包括控制單元和DC/DC模塊。控制單元包括數(shù)據(jù)采集電路、反饋控制電路、保護(hù)電路和通信電路，所述數(shù)據(jù)采集電路包括電池電壓采集、輸出電壓采集和輸出電流采集電路，反饋控制電路包括電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)控制電路，保護(hù)電路包括輸出過(guò)壓和輸出過(guò)流保護(hù)及其告警信號(hào)電路。通信采用CAN總線方式。
[0014]以動(dòng)力鋰電池組均衡操作為例，如圖2，均衡命令通過(guò)CAN總線下達(dá)給每一個(gè)均衡模塊un，每一個(gè)均衡模塊Un中的控制單元負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集與之對(duì)應(yīng)的單體電池Bn兩端的電壓，采集完成后判斷采集到的單體電池電壓是否大于等于3.65V ;如果大于等于3.65V，則表明此節(jié)單體電池不需要進(jìn)行均衡操作，對(duì)應(yīng)的此路均衡模塊不工作；如果單體電池Bn電壓小于3.65V，對(duì)應(yīng)的均衡模塊輸出繼電器閉合，進(jìn)一步判斷此節(jié)單體電池Bn電壓是否小于3.6V，如果此節(jié)單體電池Bn電壓小于3.6V，則對(duì)應(yīng)均衡模塊中的DC/DC模塊將以設(shè)定電流值IOA對(duì)單體電池進(jìn)行恒流充電；如果此節(jié)單體電池Bn電壓大于3.6V，則對(duì)應(yīng)均衡模塊中的DC/DC模塊將以設(shè)定電壓值3.65V對(duì)單體電池進(jìn)行恒壓充電，恒壓充電階段，均衡模塊中的控制單元實(shí)時(shí)檢測(cè)充電電流的大小，如果充電電流小于設(shè)定值1A，均衡模塊輸出繼電器斷開，表明對(duì)應(yīng)的此節(jié)單體電池均衡完成。均衡完成后，對(duì)應(yīng)的均衡模塊通過(guò)CAN總線將均衡完成信息上送給上位機(jī)，當(dāng)所有單體電池全部均衡完成后，上位機(jī)提示整個(gè)動(dòng)力電池組均衡完成。
[0015]本實(shí)用新型根據(jù)動(dòng)力電池組類別，選擇合適的均衡策略，配置高精度的AD采集，可以使動(dòng)力電池組中所有單體電池充分充電，并能夠保證均衡一致性。
【權(quán)利要求】
1.動(dòng)力電池組均衡裝置，其特征在于:包括用于對(duì)單體電池進(jìn)行均衡操作的各單體電池的均衡模塊，該均衡模塊用于與對(duì)應(yīng)單體電池并聯(lián)構(gòu)成單體電池充電回路，各均衡模塊之間通過(guò)CAN總線互連且均通過(guò)CAN總線連入上位機(jī)中，各均衡模塊的輸入均接入一直流電源，各均衡模塊的輸出端分別串接有常開繼電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池組均衡裝置，其特征在于:所述均衡模塊包括控制單元和DC/DC模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池組均衡裝置，其特征在于:所述控制單元包括數(shù)據(jù)采集電路、反饋控制電路、保護(hù)電路和通信電路，所述數(shù)據(jù)采集電路包括電池電壓采集、輸出電壓采集和輸出電流采集電路，所述反饋控制電路包括電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)控制電路，所述保護(hù)電路包括輸出過(guò)壓和輸出過(guò)流保護(hù)及其告警信號(hào)電路。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK203398816SQ201320372030
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】宋海飛, 曹亞, 張向煒, 周長(zhǎng)春, 鄧長(zhǎng)吉, 常志國(guó), 鄧思維, 劉建鵬, 崔占平, 王寧 申請(qǐng)人:許繼電氣股份有限公司, 許繼電源有限公司