本發(fā)明涉及一種車(chē)載蓄電池，尤其涉及一種車(chē)載蓄電池的均衡充電控制方法。

背景技術(shù)：

單體電池串聯(lián)使用能夠提高電池組的輸出電壓，并聯(lián)使用能夠獲得更大的電池容量。在電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池組中，提高電池組輸出電壓能夠提升系統(tǒng)效率，從而降低電動(dòng)汽車(chē)的總成本。因?yàn)閱误w電池的電壓低并且容量有限，因此，通過(guò)采用若干單體電池串并聯(lián)從而得到高電壓大容量電池組的方法在汽車(chē)用動(dòng)力電池中普遍采用。

在電池生產(chǎn)過(guò)程中，由于材料和工藝上存在不一致，即使經(jīng)過(guò)出廠時(shí)的嚴(yán)格篩選配組，單體電池之間仍然存在一些細(xì)微的差異。在串聯(lián)電池組使用過(guò)程中，由于流過(guò)每個(gè)單體電池的電流都完全相同，單體電池的差異在使用過(guò)程中會(huì)不斷被放大，容量小的單體電池在充電時(shí)會(huì)首先充飽，從而會(huì)因?yàn)檫^(guò)充電而出現(xiàn)析氣；而容量大的單體電池則會(huì)因此而欠充電，導(dǎo)致電解質(zhì)活性降低，性能下降。久而久之，性能較差的單體電池就會(huì)成為落后電池。在使用過(guò)程中，這些落后的單體電池不但會(huì)嚴(yán)重過(guò)充電和欠充電，甚至可能在放電時(shí)出現(xiàn)反充電現(xiàn)象，從而加速整個(gè)電池組的衰減速度并導(dǎo)致其提前失效。

目前，動(dòng)力電池是限制電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的一個(gè)主要因素，而電池管理系統(tǒng)能夠有效地監(jiān)控電池組，使動(dòng)力電池在復(fù)雜的使用環(huán)境中發(fā)揮最大的效能，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的普及具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服蓄電池充電不均衡導(dǎo)致壽命縮短的難題，本發(fā)明提出一種車(chē)載蓄電池的均衡充電控制方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

通過(guò)分析電池組提前失效的原因，針對(duì)耗散型均衡控制電路，深入研究電池組均衡充電控制的電路模型，并在此基礎(chǔ)上提出一種既能夠?qū)崿F(xiàn)電池組快速充電，又能夠消除單體電池不一致對(duì)電池組循環(huán)壽命影響的均衡充電控制方法。

車(chē)載蓄電池的均衡充電控制方法包括：充電機(jī)、均衡控制電路以及串聯(lián)電池組三個(gè)部分。

所述充電機(jī)在充電過(guò)程中，根據(jù)電池組不同的充電狀態(tài)，輸出一個(gè)給定的充電電流。

所述均衡控制電路監(jiān)測(cè)電池組中所有單體的電壓、電流和溫度等狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)電池組中各個(gè)單體電池的SOC決定充電機(jī)的充電狀態(tài)及其輸出電流。

所述串聯(lián)電池組通過(guò)均衡控制電路，使得各單體電池能夠均衡的進(jìn)行充電。

本發(fā)明的有益效果是：由于單體電池的充電電流會(huì)自動(dòng)根據(jù)電池的均衡狀況進(jìn)行修正，隨著充電過(guò)程的進(jìn)行，單體電池的電壓差異不斷縮小，并在充電后期達(dá)到很好的均衡效果，既能夠?qū)崿F(xiàn)電池組快速充電，又能夠消除單體電池不一致對(duì)電池組循環(huán)壽命影響，實(shí)現(xiàn)均衡充電控制。同時(shí)，本發(fā)明的充電策略可以大大的提高電池的充電效率，同時(shí)能夠縮短充電時(shí)間。

附圖說(shuō)明

圖1 均衡充電控制系統(tǒng)。

圖2 耗散型均衡電路。

圖3 均衡充電控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方案

圖1中，在充電過(guò)程中，根據(jù)電池組不同的充電狀態(tài)，充電機(jī)輸出一個(gè)給定的充電電流；均衡控制電路監(jiān)測(cè)電池組中所有單體的電壓、電流和溫度等狀態(tài)參數(shù)，并根據(jù)電池組中各個(gè)單體電池的SOC 決定充電機(jī)的充電狀態(tài)及其輸出電流；同時(shí)，均衡控制電路通過(guò)相應(yīng)的控制策略調(diào)節(jié)單體電池的充電電流，使電池組中所有單體電池均衡的進(jìn)行充電。

圖2中，電池組由N 個(gè)單體電池串聯(lián)組成，提供一個(gè)較高的輸出電壓。圖中是充電電流，N 個(gè)單體電池的電壓分別為Ub1、Ub2、...、Ubn，每個(gè)單體電池都有1 個(gè)由均衡開(kāi)關(guān)Si和均衡電阻構(gòu)成的均衡控制單元與之對(duì)應(yīng)，該單體電池的充電電流和均衡電流分別為和。所有均衡電阻Ri 使用相同的阻值，即R1，R2，...Rn=R。當(dāng)?shù)趇個(gè)單體電池的均衡開(kāi)關(guān)Si導(dǎo)通時(shí)，其對(duì)應(yīng)的均衡電阻上流過(guò)的電流。在充電過(guò)程中，均衡開(kāi)關(guān)Si由PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)，其占空比由均衡控制電路根據(jù)相應(yīng)的充電控制策略進(jìn)行調(diào)整。

圖3中，整個(gè)系統(tǒng)可分為充電機(jī)和均衡電路2 部分。其中均衡電路如圖中虛線(xiàn)框內(nèi)部分所示，又可以分為對(duì)應(yīng)于單體電池的N個(gè)均衡單元和控制策略實(shí)現(xiàn)單元兩大部分?？刂撇呗詫?shí)現(xiàn)又包含充電控制策略的實(shí)現(xiàn)和均衡控制策略的實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面。

充電采用三段式充電，采用先恒流充電，再恒壓充電，最后浮充，共具有快速充電、補(bǔ)足充電和涓流充電3個(gè)階段。在快速充電階段，使用大電流恒流對(duì)蓄電池進(jìn)行充電以迅速恢復(fù)蓄電池電能，此時(shí)電池電壓較低。當(dāng)快速充電階段終止時(shí)，電池容量并未完全充滿(mǎn)，電池電壓相對(duì)較高，此時(shí)維持充電電壓恒定不變，充電進(jìn)入補(bǔ)足充電階段，充電電流呈指數(shù)規(guī)律下降。當(dāng)檢測(cè)到電池溫度超過(guò)極限值或者充電電流減小到一定程度后，進(jìn)入涓流充電階段，使用更小的電流進(jìn)行充電直至充電結(jié)束。