本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車的電池管理系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路和方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，越來(lái)越多的產(chǎn)品采用鋰離子電池做為主要電源，主要是由于鋰離子電池具有體積小，能量密度高，無(wú)記憶效應(yīng)，循環(huán)壽命高，自放電率低等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)鋰離子電池對(duì)充放電要求很高，當(dāng)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)電流及短路等情況發(fā)生時(shí)，鋰離子電池壓力與熱量大量增加，容易產(chǎn)生火花、燃燒甚至爆炸，因此，鋰離子電池?zé)o一例外地都加有過(guò)充放電保護(hù)電路。以目前電池的制造水平和工藝，無(wú)法保證電池的一致性。如果將這些電池組裝成一個(gè)模組，由于電池在使用過(guò)程中產(chǎn)生的容量個(gè)體差異及自放電率產(chǎn)生的電壓差異，會(huì)導(dǎo)致模組中各電池的參數(shù)大相徑庭。針對(duì)這一問(wèn)題就必須要求電池管理系統(tǒng)(BMS)配備均衡功能來(lái)保證安全性和穩(wěn)定性。就現(xiàn)在電動(dòng)汽車新能源行業(yè)發(fā)展來(lái)看，被動(dòng)均衡功能被認(rèn)為是一種有效提高電池一致性的可靠方法。

當(dāng)前行業(yè)內(nèi)絕大部分BMS采用的傳統(tǒng)被動(dòng)均衡電路如圖1所示，每個(gè)單體電池B1與一個(gè)均衡電阻R1和一個(gè)均衡開(kāi)關(guān)K1串聯(lián)形成均衡回路，閉合均衡開(kāi)關(guān)，可對(duì)單體電池進(jìn)行放電。倘若均衡開(kāi)關(guān)失效(比如均衡開(kāi)關(guān)擊穿短路)，將會(huì)導(dǎo)致電池處于不可控的持續(xù)放電狀態(tài)。這不僅沒(méi)有起到保護(hù)電池，提高電池一致性的目的，反而會(huì)對(duì)電池造成更大的損壞，最終導(dǎo)致整個(gè)電池模組壽命，容量及安全性能降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路和方法，能夠?qū)误w電池進(jìn)行被動(dòng)均衡，并且便于判斷單體電池的均衡開(kāi)關(guān)是否失效。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路，包括多個(gè)串聯(lián)的電池、與每個(gè)電池串聯(lián)的均衡回路和采集控制電路，還包括：匹配電阻；

所述匹配電阻用于在所述采集控制電路進(jìn)行電壓采集時(shí)，進(jìn)行差分阻抗匹配；

其中，所述采集控制電路的一端與各所述均衡回路的第一端連接，另一端通過(guò)所述匹配電阻與各所述均衡回路的第二端連接，用于控制各所述均衡回路的導(dǎo)通或斷開(kāi)，并進(jìn)行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識(shí)別所述均衡回路是否失效。

其中，所述均衡回路包括：

均衡電阻和均衡開(kāi)關(guān)，用于在閉合所述均衡開(kāi)關(guān)后，與每個(gè)所述電池串聯(lián)形成回路，對(duì)所述電池進(jìn)行放電；

所述采集控制電路的兩端分別與所述均衡開(kāi)關(guān)的兩端相連。

其中，所述均衡電阻的阻值與所述匹配電阻的阻值相等。

其中，所述采集控制電路具體用于：

控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，若檢測(cè)到任意一個(gè)所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓為0V，則確定所述均衡開(kāi)關(guān)失效。

其中，所述采集控制電路具體用于：

在初始正常工作狀態(tài)，控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第一電壓；

在開(kāi)關(guān)檢測(cè)狀態(tài)，控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第二電壓，若任意一個(gè)所述第二電壓，等于與所述均衡開(kāi)關(guān)串聯(lián)的電池的第一電壓加上相鄰的電池的第一電壓，則所述相鄰的電池對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)失效。

另一方面，本發(fā)明提供一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡方法，采用上述的被動(dòng)均衡電路執(zhí)行，包括：

所述采集控制電路控制各所述均衡回路的導(dǎo)通或斷開(kāi)，并進(jìn)行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識(shí)別所述均衡回路是否失效。

其中，所述采集控制電路控制各所述均衡回路的導(dǎo)通或斷開(kāi)，并進(jìn)行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識(shí)別所述均衡回路是否失效包括：

所述采集控制電路控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)；

若所述采集控制電路檢測(cè)到任意一個(gè)所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓為0V，則確定所述均衡開(kāi)關(guān)失效。

或者，所述采集控制電路控制各所述均衡回路的導(dǎo)通或斷開(kāi)，并進(jìn)行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識(shí)別所述均衡回路是否失效包括：

在初始正常工作狀態(tài)，所述采集控制電路控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第一電壓；

在開(kāi)關(guān)檢測(cè)狀態(tài)，所述采集控制電路控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第二電壓；

若所述采集控制電路檢測(cè)到任意一個(gè)所述第二電壓等于與所述均衡開(kāi)關(guān)串聯(lián)的電池的第一電壓加上相鄰的電池的第一電壓，則確定所述相鄰的電池對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)失效。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供的被動(dòng)均衡電路通過(guò)改變采集控制電路與均衡回路的連接方式，不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的被動(dòng)均衡，還能通過(guò)采集控制電路判斷均衡開(kāi)關(guān)是否失效，在提高電池一致性的同時(shí)，保證電池組的安全性。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的被動(dòng)均衡電路。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡方法的流程圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例三提供的電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、采用的技術(shù)方案和達(dá)到的技術(shù)效果更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

實(shí)施例一

圖2是本發(fā)明提供的電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路。如圖2所示，本實(shí)施例提供一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡電路，不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的被動(dòng)均衡，還能通過(guò)采集控制電路判斷均衡開(kāi)關(guān)是否失效，包括多個(gè)串聯(lián)的電池13、與每個(gè)電池串聯(lián)的均衡回路12和采集控制電路11，還包括：匹配電阻。

所述匹配電阻用于所述采集控制電路進(jìn)行電壓采集時(shí)，進(jìn)行差分阻抗匹配。差分阻抗匹配能有效地消除各種反射噪聲。

其中，所述采集控制電路11的一端與各所述均衡回路12的第一端連接，另一端通過(guò)所述匹配電阻與各所述均衡回路12的第二端連接，用于控制各所述均衡回路12的導(dǎo)通或斷開(kāi)，并進(jìn)行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識(shí)別所述均衡回路12是否失效。

如圖2中所示，電池B1的匹配電阻為R0，均衡電阻為R1；電池B2的匹配電阻為R1，均衡電阻為R2；電池B3的匹配電阻為R2，均衡電阻為R3。

其中，所述均衡回路12包括：

均衡電阻和均衡開(kāi)關(guān)，用于在閉合所述均衡開(kāi)關(guān)后，與每個(gè)所述電池串聯(lián)形成回路，對(duì)所述電池進(jìn)行放電。電池B1的均衡電阻為R1，均衡開(kāi)關(guān)為S1；電池B2的均衡電阻為R2，均衡開(kāi)關(guān)為S2；電池B3的均衡電阻為R3，均衡開(kāi)關(guān)為S3。

電壓采集時(shí)，匹配電阻與均衡電阻形成差分阻抗匹配，被動(dòng)均衡時(shí)，均衡電阻與均衡開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)電池的放電。

所述采集控制電路11的兩端分別與所述均衡開(kāi)關(guān)的兩端相連。

其中，所述均衡電阻的阻值與所述匹配電阻的阻值相等。

其中，所述采集控制電路具體用于：

控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，若檢測(cè)到任意一個(gè)所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓為0V，則確定所述均衡開(kāi)關(guān)失效。

例如，控制所有均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，若檢測(cè)到均衡開(kāi)關(guān)S1兩端的電壓為0V，則確定均衡開(kāi)關(guān)S1失效。

或者，所述采集控制電路具體用于：

在初始正常工作狀態(tài)，控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第一電壓；在開(kāi)關(guān)檢測(cè)狀態(tài)，控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第二電壓，若任意一個(gè)所述第二電壓，等于與所述均衡開(kāi)關(guān)串聯(lián)的電池的第一電壓加上相鄰的電池的第一電壓，則所述相鄰的電池對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)失效。

例如，在初始正常工作狀態(tài)，控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，均衡開(kāi)關(guān)S1兩端的電壓為U1，均衡開(kāi)關(guān)S2兩端的電壓為U2，作為第一電壓；在開(kāi)關(guān)檢測(cè)狀態(tài)，控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第二電壓；若均衡開(kāi)關(guān)S2兩端采集到的第二電壓，等于與均衡開(kāi)關(guān)S2串聯(lián)的電池B2的第一電壓U2加上相鄰的電池B1的第一電壓U1，則所述相鄰的電池B1對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)S1失效。

本實(shí)施例提供的被動(dòng)均衡電路通過(guò)改變采集控制電路與均衡回路的連接方式，不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的被動(dòng)均衡，還能通過(guò)采集控制電路判斷均衡開(kāi)關(guān)是否失效，在提高電池一致性的同時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)均衡開(kāi)關(guān)失效能避免電池過(guò)放造成損壞，保證電池組的安全性。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提供一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡方法，采用上述實(shí)施例的被動(dòng)均衡電路執(zhí)行，用于判斷均衡開(kāi)關(guān)是否失效。

所述被動(dòng)均衡方法包括如下步驟：

S21，所述采集控制電路控制各所述均衡回路的導(dǎo)通或斷開(kāi)，并進(jìn)行電壓采集。

采集控制電路控制所有均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，并進(jìn)行電壓采集。

S22，根據(jù)采集的電壓識(shí)別所述均衡回路是否失效。

若采集控制電路檢測(cè)到任意一個(gè)均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓為0V，則確定所述均衡開(kāi)關(guān)失效。

本實(shí)施例通過(guò)采集控制電路控制均衡開(kāi)關(guān)的通斷，并采集各均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓來(lái)判斷均衡開(kāi)關(guān)是否失效，能夠在提高電池一致性的同時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)均衡開(kāi)關(guān)失效，避免電池過(guò)放造成損壞，保證電池組的安全性。

實(shí)施例三

本實(shí)施例提供一種電池管理系統(tǒng)的被動(dòng)均衡方法，采用上述實(shí)施例的被動(dòng)均衡電路執(zhí)行，用于判斷均衡開(kāi)關(guān)是否失效。

所述被動(dòng)均衡方法包括如下步驟：

S31，在初始正常工作狀態(tài)，所述采集控制電路控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第一電壓。

S32，在開(kāi)關(guān)檢測(cè)狀態(tài)，所述采集控制電路控制所有所述均衡開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，檢測(cè)各所述均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓，作為第二電壓。

S33，判斷所述采集控制電路檢測(cè)到的任意一個(gè)所述第二電壓是否等于與所述均衡開(kāi)關(guān)串聯(lián)的電池的第一電壓加上相鄰的電池的第一電壓，是則執(zhí)行步驟S34，否則不執(zhí)行任何操作。

S34，確定所述相鄰的電池對(duì)應(yīng)的均衡開(kāi)關(guān)失效。

本實(shí)施例通過(guò)采集控制電路控制均衡開(kāi)關(guān)的通斷，并采集各均衡開(kāi)關(guān)兩端的電壓來(lái)判斷均衡開(kāi)關(guān)是否失效，能夠在提高電池一致性的同時(shí)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)均衡開(kāi)關(guān)失效，避免電池過(guò)放造成損壞，保證電池組的安全性。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。