一种电池组内组间均衡控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及电池管理系统均衡控制器系统及控制策略技术，主要涉及新能源电动汽车动力电池系统组内组间均衡控制技术领域，具体涉及一种电池组内组间均衡控制系统及其控制方法。

背景技术：

随着汽车污染加剧着城市环境恶化，人们开始减少燃油汽车使用，寻求新的替代燃油汽车方案。新能源汽车的清洁、环保的特点受到人们的关注和青睐，使得新能源汽车的研发加速进行。目前市场上新能源汽车主要依赖不同类型的蓄电池作为动力来源。那么，动力电池的性能、寿命、安全、稳定成为影响新能源汽车发展的重要因素。新能源汽车使用的电池多以多节单体电池串并联方式连接，串联电池决定了电池包的电压平台；并联电池决定了电池包的容量。由于目前电池制造技术的限制导致单体电池在制造环节不能保证每个单体电池的电压、容量、内阻保持很好的一致性，再加上外部温度的方面因素的影响，导致单体电池性能差异，随着使用时间的增加这种差异会不断加大，从而影响了电池的性能和使用寿命。所以，需要电池管理系统对电池进行均衡和管理。

目前，市场上多以被动均衡方式为主，只在充电时进行均衡控制，均衡时间效率和能耗效率低，均衡效果并不显著。按照目前新能源汽车的电池排布来看，电池受制于汽车空间的限制，以分布排布为主。

况且组内均衡解决了组内电池的电量一致性问题，但是组间电池的电池电量一致性问题也需要解决。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种电池组内组间均衡控制系统及其控制方法，使组内单体电池电量尽可能的达到一致；同时，对组间电池的电量也保持一致；从而延长电池的使用寿命和增加汽车续航里程。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种电池组内组间均衡控制系统，包括电池管理系统主控器BMSC和电池管理系统从控器BMSU；BMSC下通过CAN总线并入多个BMSU；BMSC包括BMSC信息处理模块、BMS均衡逻辑控制处理模块、均衡信息反馈模块和均衡命令发送模块；所述的BMSC信息处理模块上连接有BMS均衡逻辑控制处理模块，BMS均衡逻辑控制处理模块上连接有均衡信息反馈模块，均衡信息反馈模块上连接有均衡命令发送模块，均衡命令发送模块与BMSC信息处理模块相连；每个BMSU包括BMSU信息处理模块；BMSC信息处理模块通过CAN总线与BMSU信息处理模块交互连接，BMSU信息处理模块上连接有电池电压采集模块、电池温度采集模块和故障诊断模块，BMSU信息处理模块上交互连接有均衡判断模块，均衡判断模块上连接有组内均衡控制器和组间均衡控制器。

所述的BMSC信息处理模块，用于接收CAN总线上BMSU发送的数据和发送BMSC的信息到BMSU上，同时对接收到的BMSU发送的数据进行处理，并将处理过后的信息下发给BMS均衡逻辑控制处理模块；所述的BMS均衡逻辑控制处理模块，用于从BMSC信息处理模块中获取所有BMSU中的电池信息，通过汇总所有电池电压、温度信息形成均衡控制策略信息传递给均衡信息反馈模块；所述的均衡信息反馈模块，用于接收来自系统诊断模块的信息和BMS均衡逻辑控制处理模块信息，并将两者信息综合产生均衡指令信息传递给均衡命令发送模块；均衡命令发送模块，用于接收均衡信息反馈模块的均衡指令信息传递到BMSC信息处理模块，通过CAN总线发送给BMSU；BMSU信息处理模块，用于通过CAN总线接收来自BMSC的信息和发送BMSU的信息；电池电压采集模块，用于采集组内多路单体电池电压传递给BMSU信息处理模块；电池温度采集模块，用于采集组内多路单体电池温度传递给BMSU信息处理模块；故障诊断模块，用于诊断电池电压采集和温度采集硬件故障信息和组内均衡控制器和组间均衡控制器故障信息，并将故障信息传递给BMSU信息处理模块，通过CAN总线发送个BMSC；均衡判断模块，用于通过BMSU信息处理模块接收到的BMSC均衡命令，来判断系统是否需要执行均衡和需要均衡，则执行组间均衡或组内均衡；将相关信息传递给组内均衡控制器或组间均衡控制器；组内均衡控制器，用于组内单体多节电池间的能量转移；组间均衡控制器，用于所有BMSU电池组之间的能量均衡。

所述的BMSC还包括系统诊断模块、故障保护模块和参数配置模块；所述的BMSC信息处理模块还与系统诊断模块相连，系统诊断模块与均衡信息反馈模块、故障保护模块和参数配置模块相连；其中，系统诊断模块，用于负责系统的故障检测功能和告警；故障保护模块，用于负责执行故障产生后系统保护功能充电、放电、过压、欠压及短路保护；参数配置模块，用于系统参数配置。

所述的组内均衡控制器包括开关控制器、DC/DC转换器和MCU控制器；所述的DC/DC转换器与开关控制器相连，MCU控制器与开关控制器相连；所述的组间均衡控制器包括均衡开关、功率电阻器阵列和MCU控制器；所述的MCU控制器与均衡开关相连，均衡开关与功率电阻器阵列相连。

一种基于所述的系统的电池组内组间均衡控制方法，包括以下步骤：

1)通过各个BMSU的电池电压采集模块和电池温度采集模块获取各自电池组中各个单体电池的电压和温度信息，并由各个BMSU的BMSU信息处理模块汇总各自组内的单体电池信息，并将各自组内的单体电池信息通过CAN总线传输到BMSC主控器的BMSC信息处理模块中；

2)BMSC信息处理模块收到各个BMSU发送的各自组内的单体电池信息后，BMSC信息处理模块处理各个BMSU的信息，将处理过后的单体电池的电压信息传递给BMS均衡逻辑控制处理模块，同时将处理过后的BMSU的单体电池的电压和温度信息传递给系统诊断模块；

3)BMS均衡逻辑控制处理模块根据电池单体电压信息比较每个BMSU的组内单体电池间的电压是否一致，如果超过均衡最大压差值，则对应BMSU需要组内均衡并标记此BMSU的ID编号；同时将每个BMSU的单体电池的平均电压作为组间均衡的判断依据，比较各个BMSU的平均电压是否一致，如果超过均衡最大压差值，则对应BMSU需要组间均衡并标记此BMSU的ID编号；并将由BMS均衡逻辑控制处理模块产生的均衡控制信息传递给均衡信息反馈模块；

4)系统诊断模块将诊断的故障信息传递给均衡信息反馈模块，均衡信息反馈模块将以上两种信息综合后形成均衡命令，传递给均衡命令发送模块，均衡命令发送模块将均衡命令传送给BMSC信息处理模块，由BMSC信息处理模块通过CAN总线发送给对应ID编号的BMSU；对应ID的BMSU的BMSU信息处理模块收到均衡命令后传送给均衡判断模块，均衡判断模块解析均衡命令，并执行均衡命令；将预先设置好的均衡控制策略发送给组内均衡控制器和组间均衡控制器，组内均衡控制器和组间均衡控制器执行相应的操作。

所述的BMSU的BMSU还获取故障诊断信息，并将获取到的故障诊断信息通过CAN总线发送给BMSC的BMSC信息处理模块，BMSC信息处理模块将BMSU的故障诊断信息传递给系统诊断模块。

步骤4)具体为：

系统诊断模块将诊断的故障信息传递给均衡信息反馈模块，均衡信息反馈模块将以上两种信息综合后形成均衡命令，传递给均衡命令发送模块，均衡命令发送模块将均衡命令传送给BMSC信息处理模块，由BMSC信息处理模块通过CAN总线发送给对应ID编号的BMSU；对应ID的BMSU的BMSU信息处理模块收到均衡命令后传送给均衡判断模块，均衡判断模块解析均衡命令中是否含有故障信息，如果有则停止均衡，没有则执行均衡命令；然后将预先设置好的均衡控制策略发送给组内均衡控制器和组间均衡控制器，组内均衡控制器和组间均衡控制器执行相应的操作。

所述的组内均衡控制器接收到均衡控制策略后，执行充电或者方便操作，充电，当组内电池中某个单体电压偏低时，均衡控制器通过DC/DC转换器将整组的电池能量转化为可给单体电池充电的电压特性，再通过MCU控制器控制矩阵开关切换通道连接单体电池的正负极到CELL+和CELL-接口，完成给单体电池充电过程；放电，当组内电池中某一节单体电池电压偏高时，均衡控制器通过DC/DC转换器将单体电池能量转化为整组电池可充电的电压特性，再通过MCU控制器控制矩阵开关切换通道连接单体电池的正负极到CELL+和CELL-接口，完成给整组电池充电过程，通过不断给电池充电和放电过程实现组内电池容量的均衡。

所述的组间均衡控制器接收到均衡控制策略后，MCU控制器收到均衡指令，开启该组电池的组间均衡开关，给最高容量的整组电池放电实现组间均衡。

所述的BMSU同时将其单体电池信息和电池组信息实时反馈给BMSC，BMSC依据各个BMSU反馈的信息及时调整均衡控制策略，再将新的均衡指令通过CAN总线发送给目标BMSU，收到新的均衡指令的BMSU解析指令，再由组内均衡控制器或组间均衡控制器执行；

当BMSU的故障诊断模块检测出BMSU设备存在告警信息或故障信息时，故障诊断模块将告警或故障信息传送给BMSU信息处理模块，BMSU信息处理模块将关闭组内均衡控制器或组间均衡控制器指令下发给均衡判断模块，关闭组内或组间均衡；同时，BMSU信息处理模块将告警或故障信息通过CAN总线上传给BMSC的BMSC信息处理模块；

当BMSC的系统诊断模块检测出BMS系统有告警或故障信息，BMSC通过均衡信息反馈模块和均衡命令发送模块下发均衡中断指令给BMSU，BMSU的信息处理模块解析中断指令，并下发关闭均衡指令给均衡判断模块关闭组内均衡控制器或组间均衡控制器；同时，BMSC将告警或故障信息发送给整车控制器和开启故障保护模块。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的电池组内组间均衡控制系统及其控制方法，通过BMSU中的电池电压采集模块获取每个单体电池电压，电池温度采集模块获取每个电池温度的信息并通过BMSU信息处理模块及CAN总线传送给BMSC信息处理模块，再传送到BMS均衡逻辑控制处理模块通过均衡控制方案来决定开启某个BMSU进行组内均衡或进行组间均衡，完成对动力电池的所有电池的均衡控制，有效的解决了电池组的组内电量不一致和组间电量不一致的问题。从而提高了动力电池组的能量一致性、续航能力以及电池组的使用寿命。

附图说明

图1为本发明提供的组内均衡控制器方案原理图；

图2为本发明组间均衡控制器方案原理图；

图3为本发明电池组内组间均衡控制系统均衡控制系统框图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1至图3，一种电池组内组间均衡控制系统，简称BMS系统，该系统包括电池管理系统主控器BMSC和电池管理系统从控器BMSU；BMSC下通过CAN总线并入多个BMSU；BMSC包括BMSC信息处理模块、BMS均衡逻辑控制处理模块、均衡信息反馈模块和均衡命令发送模块；所述的BMSC信息处理模块上连接有BMS均衡逻辑控制处理模块，BMS均衡逻辑控制处理模块上连接有均衡信息反馈模块，均衡信息反馈模块上连接有均衡命令发送模块，均衡命令发送模块与BMSC信息处理模块相连；每个BMSU包括BMSU信息处理模块；BMSC信息处理模块通过CAN总线与BMSU信息处理模块交互连接，BMSU信息处理模块上连接有电池电压采集模块、电池温度采集模块和故障诊断模块，BMSU信息处理模块上交互连接有均衡判断模块，均衡判断模块上连接有组内均衡控制器和组间均衡控制器；其中，所述的BMSC信息处理模块，用于接收CAN总线上BMSU发送的数据和发送BMSC的信息到BMSU上，同时对接收到的BMSU发送的数据进行处理，并将处理过后的信息下发给BMS均衡逻辑控制处理模块；所述的BMS均衡逻辑控制处理模块，用于从BMSC信息处理模块中获取所有BMSU中的电池信息，通过汇总所有电池电压、温度信息形成均衡控制策略信息传递给均衡信息反馈模块；所述的均衡信息反馈模块，用于接收来自系统诊断模块的信息和BMS均衡逻辑控制处理模块信息，并将两者信息综合产生均衡指令信息传递给均衡命令发送模块；均衡命令发送模块，用于接收均衡信息反馈模块的均衡指令信息传递到BMSC信息处理模块，通过CAN总线发送给BMSU；BMSU信息处理模块，用于通过CAN总线接收来自BMSC的信息和发送BMSU的信息；电池电压采集模块，用于采集组内多路单体电池电压传递给BMSU信息处理模块；电池温度采集模块，用于采集组内多路单体电池温度传递给BMSU信息处理模块；故障诊断模块，用于诊断电池电压采集和温度采集硬件故障信息和组内均衡控制器和组间均衡控制器故障信息，并将故障信息传递给BMSU信息处理模块，通过CAN总线发送个BMSC；均衡判断模块，用于通过BMSU信息处理模块接收到的BMSC均衡命令，来判断系统是否需要执行均衡和需要均衡，则执行组间均衡或组内均衡；将相关信息传递给组内均衡控制器或组间均衡控制器；组内均衡控制器，用于组内单体多节电池间的能量转移；组间均衡控制器，用于所有BMSU电池组之间的能量均衡。

进一步地，所述的BMSC还包括系统诊断模块、故障保护模块和参数配置模块；所述的BMSC信息处理模块还与系统诊断模块相连，系统诊断模块与均衡信息反馈模块、故障保护模块和参数配置模块相连；其中，系统诊断模块，用于负责系统的故障检测功能和告警；故障保护模块，用于负责执行故障产生后系统保护功能充电、放电、过压、欠压及短路保护；参数配置模块，用于系统参数配置。

具体的，所述的组内均衡控制器包括开关控制器、DC/DC转换器和MCU控制器；所述的DC/DC转换器与开关控制器相连，MCU控制器与开关控制器相连；所述的组间均衡控制器包括均衡开关、功率电阻器阵列和MCU控制器；所述的MCU控制器与均衡开关相连，均衡开关与功率电阻器阵列相连，其中开关控制器包括矩阵开关1和矩阵开关2。

一种基于所述的系统的电池组内组间均衡控制方法，包括以下步骤：

1)通过各个BMSU的电池电压采集模块和电池温度采集模块获取各自电池组中各个单体电池的电压和温度信息，并由各个BMSU的BMSU信息处理模块汇总各自组内的单体电池信息，并将各自组内的单体电池信息通过CAN总线传输到BMSC主控器的BMSC信息处理模块中；

2)BMSC信息处理模块收到各个BMSU发送的各自组内的单体电池信息后，BMSC信息处理模块处理各个BMSU的信息，将处理过后的单体电池的电压信息传递给BMS均衡逻辑控制处理模块，同时将处理过后的BMSU的单体电池的电压和温度信息传递给系统诊断模块；

3)BMS均衡逻辑控制处理模块根据电池单体电压信息比较每个BMSU的组内单体电池间的电压是否一致，如果超过均衡最大压差值，则对应BMSU需要组内均衡并标记此BMSU的ID编号；同时将每个BMSU的单体电池的平均电压作为组间均衡的判断依据，比较各个BMSU的平均电压是否一致，如果超过均衡最大压差值，则对应BMSU需要组间均衡并标记此BMSU的ID编号；并将由BMS均衡逻辑控制处理模块产生的均衡控制信息传递给均衡信息反馈模块；所述的BMSU的BMSU还获取故障诊断信息，并将获取到的故障诊断信息通过CAN总线发送给BMSC的BMSC信息处理模块，BMSC信息处理模块将BMSU的故障诊断信息传递给系统诊断模块。

4)系统诊断模块将诊断的故障信息传递给均衡信息反馈模块，均衡信息反馈模块将以上两种信息综合后形成均衡命令，传递给均衡命令发送模块，均衡命令发送模块将均衡命令传送给BMSC信息处理模块，由BMSC信息处理模块通过CAN总线发送给对应ID编号的BMSU；对应ID的BMSU的BMSU信息处理模块收到均衡命令后传送给均衡判断模块，均衡判断模块解析均衡命令中是否含有故障信息，如果有则停止均衡，没有则执行均衡命令；然后将预先设置好的均衡控制策略发送给组内均衡控制器和组间均衡控制器，组内均衡控制器和组间均衡控制器执行相应的操作。

所述的组内均衡控制器接收到均衡控制策略后，执行充电或者方便操作，充电，当组内电池中某个单体电压偏低时，均衡控制器通过DC/DC转换器将整组的电池能量转化为可给单体电池充电的电压特性，再通过MCU控制器控制矩阵开关切换通道连接单体电池的正负极到CELL+和CELL-接口，完成给单体电池充电过程；放电，当组内电池中某一节单体电池电压偏高时，均衡控制器通过DC/DC转换器将单体电池能量转化为整组电池可充电的电压特性，再通过MCU控制器控制矩阵开关切换通道连接单体电池的正负极到CELL+和CELL-接口，完成给整组电池充电过程，通过不断给电池充电和放电过程实现组内电池容量的均衡。

所述的组间均衡控制器接收到均衡控制策略后，MCU控制器收到均衡指令，开启该组电池的组间均衡开关，给最高容量的整组电池放电实现组间均衡。

所述的BMSU同时将其单体电池信息和电池组信息实时反馈给BMSC，BMSC依据各个BMSU反馈的信息及时调整均衡控制策略，再将新的均衡指令通过CAN总线发送给目标BMSU，收到新的均衡指令的BMSU解析指令，再由组内均衡控制器或组间均衡控制器执行；

当BMSU的故障诊断模块检测出BMSU设备存在告警信息或故障信息时，故障诊断模块将告警或故障信息传送给BMSU信息处理模块，BMSU信息处理模块将关闭组内均衡控制器或组间均衡控制器指令下发给均衡判断模块，关闭组内或组间均衡；同时，BMSU信息处理模块将告警或故障信息通过CAN总线上传给BMSC的BMSC信息处理模块；

当BMSC的系统诊断模块检测出BMS系统有告警或故障信息，BMSC通过均衡信息反馈模块和均衡命令发送模块下发均衡中断指令给BMSU，BMSU的信息处理模块解析中断指令，并下发关闭均衡指令给均衡判断模块关闭组内均衡控制器或组间均衡控制器；同时，BMSC将告警或故障信息发送给整车控制器和开启故障保护模块。

具体的，参见图1，组内均衡采用均衡效率较高的双向均衡方案：当组内电池某节电量偏低时，组内均衡控制器通过DC/DC转换器将整组电池电量给单体电量最低那节电池充电；当组内电池某节电量偏高时，均衡控制器通过DC/DC转换器将单体电量最高节电池升压给整组电池放电。通过充电和放电使组内单体电池无限接近组内电量平均值，实现组内均衡电量一致。

需要说明的是，获取电池信息包含电池电荷、电压、温度和内阻等。

组间均衡采用被动均衡方案：一个BMSU管理的电池为一组。当电池组间电量不一致时，BMS均衡逻辑控制处理模块通过对所有电池组的电量从小到大排序编号，同时给电量最高的几组电池组放电。

本发明一种新型电池组内组间均衡控制系统如下：

本系统分为两部分：BMSC(BMS系统主控器)和BMSU(BMS系统从控器)；系统为主从式架构，BMSC下通过CAN总线并入最多30个BMSU。

BMSC主要功能包括7大部分，如下所述：

BMSC信息处理模块：接收CAN总线上BMSU发送的数据和发送BMSC的信息到BMSU。

BMS均衡逻辑控制处理模块：从BMSC信息处理模块中获取所有BMSU中的电池信息，通过汇总所有电池电压、温度信息形成均衡控制策略信息传递给均衡信息反馈模块。

均衡信息反馈模块：接收来自系统诊断模块的信息和BMS均衡逻辑控制处理模块信息，并将两者信息综合产生均衡指令信息，并将均衡指令信息该传递给均衡命令发送模块。同时，向电池均衡系统反馈最新均衡控制策略信息。

均衡命令发送模块：接收均衡信息反馈模块的均衡指令信息传递到BMSC信息处理模块，通过CAN总线发送给BMSU。

系统诊断模块，判定系统是否正常，是否使用均衡控制系统：主要负责系统的故障检测功能和告警，如：漏电检测、过压、欠压、继电器失效、通信故障等。

故障保护模块：负责执行故障产生后系统保护功能充电、放电、过压、欠压及短路保护等。

参数配置：系统参数配置，包括总电压、电流、单体电压、温度、均衡开启参数、系统容量等。

BMSC主要功能为监控系统充放电、漏电检测、电流采集、SOC估算、系统故障检测、高压信号采集、对外整车和充电机通信及获取系统中所有BMSU的电池信息。同时，管理BMS系统的均衡控制策略。

BMSU主要功能包括7大部分，如下所述：

BMSU信息处理模块：通过CAN总线接收来自BMSC的信息和发送BMSU的信息。

故障诊断模块：诊断电池电压采集和温度采集硬件故障信息和组内均衡控制器和组间均衡控制器故障信息，并将故障信息传递给BMSU信息处理模块，通过CAN总线发送给BMSC。

电池电压采集模块：采集12路单体电池电压信息传递给BMSU信息处理模块。

电池温度采集模块：采集12路单体电池或电池组的温度信息传递给BMSU信息处理模块。

均衡判断模块：通过BMSU接收到的BMSC均衡命令，来判断系统是否需要执行均衡和需要均衡，则执行组间均衡或组内均衡；将相关信息传递给组内均衡控制器或组间均衡控制器。

组内均衡控制器：组内单体12节电池间的能量转移。组内均衡执行单元，采用单体电池双向主动均衡方式；

组间均衡控制器：所有BMSU电池组之间的能量均衡。组间均衡执行单元，采用整组电池被动均衡方式；

系统通过BMSU的电池电压采集模块和电池温度采集模块获取电池单体电压和温度，BMSU获取故障诊断信息和电池电压和温度信息通过CAN总线发送给BMSC；BMSC信息处理模块收到BMSU发送的信息后将单体电压信息传递给BMS均衡逻辑控制处理模块，同时将BMSU的电池电压、温度、故障信息传递给系统诊断模块。BMS均衡逻辑控制处理模块根据电池电压信息比较每个BMSU的组内单体电池间的电压是否一致，如果超过均衡最大压差值，则对应BMSU需要组内均衡并标记此BMSU的ID编号；同时将每个BMSU的单体电池的平均电压作为组间均衡的判断依据，比较BMSU的平均电压是否一致，如果超过均衡最大压差值，则对应BMSU需要组间均衡并标记此BMSU的ID编号；由BMS均衡逻辑控制处理模块产生的均衡控制信息传递给均衡信息反馈模块。同时，系统诊断模块将诊断的故障信息传递给均衡信息反馈模块，均衡信息反馈模块将以上两种信息综合后形成均衡命令，将均衡命令传递给均衡命令发送模块，均衡命令发送模块由BMSC信息处理模块通过CAN总线发送给对应ID编号的BMSU；对应ID的BMSU信息处理模块收到均衡命令后传送给均衡判断模块，均衡判断模块解析均衡命令中是否含有故障信息，如果有则停止均衡，没有则执行均衡命令；将预先设置好的均衡控制策略发送给组内均衡控制器和组间均衡控制器。最终，将整个电池组的电池容量达到一致，延长电池使用寿命。

电池安全对汽车是至关重要的，BMS系统必须要有故障诊断、告警检测功能以保护电池的安全。本发明中在主控BMSC和从控BMSU中都有故障检测功能，当BMSU出现均衡过压、欠压、高温、低温、电压掉线、温度掉线、通信超时以及均衡控制器故障，BMSU会立即关闭均衡控制装置并上报故障或告警信息给BMSC。BMSC根据不同故障和告警做出对应的保护措施，以保护电池的安全。同时，主控BMSC也具备这样的模块(系统诊断模块)。系统诊断模块会实时的检测整个BMS的运行情况，对漏电、总电压过压、总电压欠压、高温、低温、通信超时、继电器失效、过流等告警或故障实时监控。出现以上告警或故障立即切断电池对外继电器，将告警或故障信息上报整车控制器和保存相关告警或故障信息，方便检修人员定位故障原因。

具体的，如附图1为本发明中BMS系统组内均衡控制器。本实施例中，该组内均衡控制器主要包括开关控制器(矩阵开关1和矩阵开关2)、DC/DC转换器和MCU控制器。

组内均衡控制器为主动升压降压均衡方式，组内共接入12路单体电池，单体电池可充电也可放电。充电，当组内电池中某个单体电压偏低时，均衡控制器通过DC/DC转换器将整组的电池能量转化为可给单体电池充电的电压特性，再通过MCU控制矩阵开关切换通道连接单体电池的正负极到CELL+和CELL-接口，完成给单体电池充电过程；放电，当组内电池中某一节单体电池电压偏高时，均衡控制器通过DC/DC转换器将单体电池能量转化为整组电池可充电的电压特性，再通过MCU控制矩阵开关切换通道连接单体电池的正负极到CELL+和CELL-接口，完成给整组电池充电过程。通过不断给电池充电和放电过程实现组内电池容量的均衡，从而使组内电池达到很好的一致性。

如附图2为本发明中BMS系统组间均衡控制器。本实施例中，该组间均衡控制器主要包括均衡开关、功率电阻器阵列和MCU控制器。组间均衡控制器为被动均衡方式，采用给最高容量的整组电池放电实现组间均衡。当多组电池间的容量不一致需要均衡时，MCU控制器收到均衡指令，开启该组电池的组间均衡开关。周期性的开关均衡开关，实时检测整组电池容量，当组间电池容量达到平衡时，关闭均衡开关。

如附图3为BMS系统均衡控制系统框图，本实施例中，该电池管理系统框图提供了组内组间均衡控制的方法。首先，由BMSU中电池电压和电池温度采集模块获取电池组中各个单体的电压、温度等信息；由各个BMSU汇总各自组内的单体电池信息通过CAN总线传输到BMSC主控器的BMSC信息处理模块，BMSC信息处理模块处理各个BMSU的信息后，将处理过后的信息下发给BMS均衡逻辑控制处理模块根据均衡控制算法决策电池组是否需要均衡；均衡信息反馈模块根据系统诊断模块和BMS均衡逻辑控制处理模块的处理结果综合处理并将处理结果下发给均衡命令发送模块，发送相应指令给BMSU；BMSU收到均衡指令后开启组间均衡器或组内均衡器，BMSU同时将其单体电池信息和电池组信息实时反馈给BMSC,BMSC依据各个BMSU反馈的信息及时调整均衡控制策略，再将新的均衡指令通过CAN总线发送给目标BMSU,收到新的均衡指令的BMSU解析指令，再由组内或组间均衡控制模块执行。最终，将整个电池组的电池容量达到一致，延长电池使用寿命。

当BMSU的故障诊断模块检测出BMSU设备存在告警信息和故障时，故障诊断模块将信息传送给BMSU信息处理模块，BMSU信息处理模块将关闭组内均衡控制器或组间均衡控制器指令下发给均衡判断模块，关闭系统均衡。同时，BMSU信息处理模块将告警或故障信息通过CAN总线上传给主控BMSC。

如果BMSC的系统诊断模块检测出BMSC有告警或故障信息，BMSC下发均衡中断指令给BMSU,BMSU的信息处理模块解析中断指令下发关闭均衡指令给均衡判断模块关闭组内均衡控制器或组间均衡控制器。同时，BMSC将告警会故障信息发送给整车控制器和开启故障保护模块。

本发明提供的电池组内组间均衡控制系统及其控制方法，通过使用BMSC(电池管理系统主控)和BMSU(电池管理系统从控)结合的方式，对电池进行均衡处理，使组内单体电池电量尽可能的达到一致；同时，对组间电池的电量也保持一致；从而延长电池的使用寿命和增加汽车续航里程。

本发明提供的电池组内组间均衡控制系统及其控制方法，通过BMSU中的电池电压采集模块获取每个单体电池电压，电池温度采集模块获取每个电池温度的信息并通过BMSU信息处理模块及CAN总线传送给BMSC信息处理模块，再传送到BMS均衡逻辑控制处理模块通过均衡控制方案来决定开启某个BMSU进行组内均衡或进行组间均衡，完成对动力电池的所有电池的均衡控制，有效的解决了电池组的组内电量不一致和组间电量不一致的问题。从而提高了动力电池组的能量一致性、续航能力以及电池组的使用寿命。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。