电池均衡装置及其充放电均衡方法_5

文档序号:9690169阅读:来源:国知局
。优选地,该均衡模块221A被设置具有一个预设放电电流和一个预设放电电压,其中该预设放电电压等于该均衡对象组10的被均衡对象11的充电电压,以使当该均衡模块221A被设置在放电模式时,如果该均衡模块221A的输出电流大于该预设放电电流,则该双向均衡模块221A能够被切换进入一个限流模式,从而确保该双向均衡模块221A的输出电流不大于该预设放电电流;如果该双向均衡模块221A的输出电流小于该预设放电电流,则该双向均衡模块221A能够被切换进入一个恒压模式,从而确保其输出电压保持在该使其输出电压保持在该预设放电电压。更优选地,该均衡模块221A被设置在充电模式下具有一个预设充电电流和一个预设充电电压,其中该预设充电电压等于该均衡对象组10的充电电压,以使当该均衡模块221A被设置在充电模式时,如果该均衡模块221A的输出电流大于该预设充电电流,则该双向均衡模块221A被切换进入一个限流模式,以确保该双向均衡模块221A的输出电流不大于该预设充电电流,在该双向均衡模块221A的输出电流小于该预设放电电流时,该双向均衡模块221A被切换进入一个丨旦压模式,以使其输出电压保持在该预设充电电压。该均衡模块221A可是任何能够实现充放电均衡的电子装置,例如可是一个DC/DC变换器。
[0122]如附图之图10至图15所示,依本发明较佳实施例的该电池系统的该可选实施的该电池均衡装置20A的均衡单元22A的该第二均衡电路223A包括两个第二电路2231A,其中该第二均衡电路223A的两个第二电路2231A分别与该均衡对象组10的两端可通电地相连接并分别与该均衡模块221A可通电地相连接,该安全电路模块24A分别与该第二均衡电路223A的一个第二电路2231A可通电地相连接并被设置能够控制该第二均衡电路223A的两个第二电路2231A的断开和闭合。优选地,该安全电路模块24A与该电池均衡装置20A的第一控制模块23A可通电地相连接,且该电池均衡装置20A的该第一控制模块23A被设置能够控制该安全电路模块24A对该第二均衡电路223A的两个第二电路2231A的断开和闭合的控制。
[0123]如附图之图10所示,依本发明较佳实施例的该电池系统的该电池均衡装置20A的该第一控制模块23A分别与该电池均衡装置20A的该均衡单元22A的每个第一均衡电路222A的第一电路控制器2222A、该均衡单元22A的该第二均衡电路223A的该安全电路模块24A、该电压检测单元21A的该电压检测器211A和该均衡模块221A可通电地相连接,其中该第一控制模块23A被设置以能够接收该电压检测单元21A的每个电压检测器211A的电压值,控制每个第一均衡电路222A和该第二均衡电路223A的断开和闭合和控制该均衡模块221A的电压变换方向。换句话说,在充电时,如果该电压检测单元21A检测到的该均衡对象组10中具有最大电压值的均衡对象11的电压值与该均衡对象组10的均衡对象11的电压平均值的电压差值大于该第一预设电压值,则该第一控制模块23A能够控制该均衡单元22A利用具有最大电压值的均衡对象11的电能对整个均衡对象组10进行充电,并在一个预设充电均衡时间T1后,重新利用该电压检测单元21A检测该均衡对象组10中各均衡对象11的电压;和/或在放电时,如果该电压检测单元21A检测到的该均衡对象组10的均衡对象11的电压平均值与该均衡对象组10中具有最小电压值的均衡对象11的电压值的电压差值大于该第二预设电压值,则该第一控制模块23A能够控制该均衡单元22A利用该均衡对象组10的电能对具有最小电压值的均衡对象11进行充电,并在一个预设放电均衡时间T2后,重新利用该电压检测单元21A检测该均衡对象组10中各均衡对象11的电压。
[0124]本领域技术人员可以理解的是该电池均衡装置20A的该第一控制模块23A被程序化或计算机化,以能够被设置在充电时,根据该电压检测单元21A的该电压检测器211A检测到的均衡对象组10的均衡对象11的电压值计算该均衡对象组10的均衡对象11的电压平均值和该电压差值,并在如果该电压差值大于该第一预设电压值时,控制该均衡单元22A利用具有最大电压值的均衡对象11的电能对整个均衡对象组10进行充电;和在放电时,并在如果该电压差值大于该第二预设电压值时,控制该均衡单元22A利用该均衡对象组10的电能对具有最小电压值的均衡对象11进行充电。优选地,该第一控制模块23A被设置以可在该均衡对象组10的某个均衡对象11的电压低于一个第三预设电压值时,通过控制该安全电路模块24A,断开该第二均衡电路223A。更优选地,该第一控制模块23A被设置以可通过控制该第一电路控制器2222A,断开该第一均衡电路222A,其中该第一控制模块23A通过该第一电路控制器2222A控制该第一均衡电路222k的断开,可以是依次断开该均衡单元22A的该第一均衡电路222A,也可以是同时断开该均衡单元22A的多个第一均衡电路222A。
[0125]如附图之图10至图15所示,依本发明较佳实施例较佳实施例的电池系统的可选实施的该电池均衡装置20A的该第一控制模块23A分别与该电压检测器211A的该AD检测模块2111A、每个可控第一开关的控制端子K、每个可控第二开关的控制端子K、该均衡开关的K端子和该直流接触器的L端子可通电地相连接。优选地,该电池均衡装置20A的该第一控制模块23A进一步设置有CAN总线接口,以与上位机相连接和实现数据的交互。更优选地,该第一控制模块23A进一步设置有IXD显示接口,用于显示用户需要的信息。该电池均衡装置20A在均衡过程中通过控制每个均衡对象11对应的可控第一开关和可控第二开关的控制端子K,实现相应的该均衡对象11对应的可控第一开关和可控第二开关的闭合与断开,且同一时刻可保证只有一个均衡对象11对应的可控第一开关和可控第二开关被闭合。本领域技术人员可以理解,该电池均衡装置20 (或电池均衡装置20A)的该第一预设电压值、该第二预设电压值、该第一均衡时间T1和该第二均衡时间T2的大小被预先设置,如该第一预设电压值和该第二预设电压值可以预设为0.05V?0.4V,该第一均衡时间T1和该第二均衡时间T2可以预设为100ms?1分钟。一般地,该第一预设电压值、该第二预设电压值、该第一均衡时间T1和该第二均衡时间T2的大小可根据电池系统或电池系统的均衡对象组来设计。
[0126]如附图之图16和图17所示,依上述本发明较佳实施例,本发明进一步提供一种用于电池系统的电池充放电均衡方法,其包括以下步骤:
[0127](A)在充电时,对一个电池系统实施充电均衡,其包括以下步骤:
[0128](A1)分别检测该电池系统的均衡对象组的各均衡对象的电压值;和
[0129](A2)如果具有最大电压值的均衡对象的电压值与该均衡对象组的其它均衡对象的电压值的电压差值大于一个第一预设电压值,则控制该均衡单元利用具有最大电压值的均衡对象的电能对整个均衡对象组进行充电;和
[0130](B)在放电时,对一个电池系统实施放电均衡,其包括以下步骤:
[0131](B1)分别检测该电池系统的均衡对象组的各均衡对象的电压值;和
[0132](B2)如果具有最小电压值的均衡对象的电压值与该均衡对象组的其它均衡对象的电压值的电压差值大于一个第二预设电压值,则控制该均衡单元利用均衡对象组的电能对具有最小电压值的均衡对象进行充电。
[0133]如附图之图16所示,本发明还进一步提供一种用于电池系统的电池充电均衡方法,其包括以下步骤:
[0134](A1)分别检测该电池系统的均衡对象组的各均衡对象的电压;和
[0135](A2)如果具有最大电压值的均衡对象的电压值与该均衡对象组的均衡对象的电压平均值的电压差值大于一个第一预设电压值,则控制该均衡单元利用具有最大电压值的均衡对象的电能对整个均衡对象组进行充电。
[0136]如附图之图16所示,依本发明较佳实施例的用于电池系统的电池充电均衡方法进一步包括如下步骤:
[0137](A3)在对该均衡对象组充电一个第一均衡时间T1后,返回该步骤(A1)。
[0138]优选地,在步骤(A2)中,如果具有最大电压值的均衡对象的电压值与该均衡对象组的均衡对象的电压平均值的电压差值不大于该第一预设电压值,则返回该步骤(A1)。
[0139]依本发明较佳实施例的电池充电均衡方法进一步包括如下步骤:
[0140](C)设置电池系统的电池均衡装置的均衡单元的均衡模块在充电模式,其中该步骤(C)在上述步骤(A1)之前。
[0141]依上述本发明较佳实施例,当该电池系统的电池均衡装置20的电压检测单元21包括一组电压检测器211时,则该电压检测单元21可分别同时实时检测该电池系统的该均衡对象组10的各个均衡对象11的电压,并将检测到的电压信号发送给该电池均衡装置20的第一控制模块23,该第一控制模块23被程序化或计算机化,以能够被设置在充电时,根据该电压检测单元21的每个电压检测器211检测到的均衡对象组10的均衡对象11的电压值,找出具有最大电压值的均衡对象11和计算具有最大电压值的均衡对象11的电压值与该均衡对象组10的均衡对象11的电压平均值的电压差值,并在该电压差值大于该第一预设电压值时,控制该均衡单元22利用具有最大电压值的均衡对象11的电能对整个均衡对象组10进行充电。
[0142]依上述本发明较佳实施例,当该电池系统的电池均衡装置20A的电压检测单元21A包括一个电压检测器211A时,则该电压检测单元21A可分别依次实时检测该电池系统的该均衡对象组10的各个均衡对象11的电压,并将检测到的电压信号发送给该电池均衡装置20A的第一控制模块23A,该第一控制模块23A被程序化或计算机化,以能够被设置在充电时,根据该电压检测单元21A的每个电压检测器211A检测到的均衡对象组10的均衡对象11的电压值,找出具有最大电压值的均衡对象11和计算具有最大电压值的均衡对象11的电压值与该均衡对象组10的均衡对象11的电压平均值的电压差值,并在该电压差值大于该第一预设电压值时,控制该均衡单元22A利用具有最大电压值的均衡对象11的电能对整个均衡对象组10进行充电。此时,对该电池系统的该均衡对象组10的每个均衡对象11的电压的检测可通过该第一控制模块23A控制该均衡对象组10的相应均衡对象11对应的可控第一开关和可控第二开关的断开和闭合,来控制该均衡对象组10的相应均衡对象11与该采样电阻R的并联,和通过该电压检测器211A的AD检测模块2111A来检测相应均衡对象11的电压。以此方法,依次闭合和断开该均衡对象组10的相应均衡对象11的可控第一开关和可控第二开关,和检测该均衡对象组10的所有均衡对象11的电压。如果具有最大电压值的均衡对象11的电压与该均衡对象组10的相应均衡对象11的电压平均值的电压差值大于一个设定阀值,如该第一预设电压值,则该第一控制模块23A将具有最大电压值的该均衡对象11对应的可控第一开关和可控第二开关闭合,并控制该均衡对象组10的其余均衡对象11对应的可控第一开关和可控第二开关断开,以使该具有最大电压值的均衡对象11与该均衡模块221A,如一个双向DC/DC变换器相并联,该均衡模块2121A将该具有最大电压值的均衡对象11的电能通过升压变换回馈给该均衡对象组10和对该整个均衡对象组10进行充电。按照上述电池充电均衡方法,反复测量该均衡对象组10的各个均衡对象11的电压,并与该设定阀值相比较,以均衡该均衡对象组10的各个均衡对象11,从而实现动态监测和实时均衡,即在该均衡对象组10在充电过程中出现不均衡现象的时候可以立即进行自动进行充电均衡,从而使得在电池系统的充电过程中,确保电池系统始终处于充电均衡状态,以帮助该电池系统的各个均衡对象11能够充进足够的电量和延长电池系统的使用寿命。
[0143]如附图之图17所示,本发明还进一步提供一种用于电池系统的电池放电均衡方法,其包括以下步骤:
[0144](B1)分别检测该电池系统的均衡对象组的各均衡对象的电压;和
[0145](B2)如果具有最小电压值的均衡对象的电压值与该均衡对象组的其它均衡对象的电压值的电压差值大于一个第二预设电压值,则控制该均衡单元利用均衡对象组的电能对具有最小电压值的均衡对象进行充电。
[0146]如附图之图17所示,依本发明较佳实施例的用于电池系统的电池放电均衡方法进一步包括如下步骤:
[0147](B3)在对该具有最小电压值的均衡对象充电一个第二均衡时间T2后,返回该步骤(B1)。
[0148]优选地,在步骤(B2)中,如果具有最小电压值的均衡对象的电压值与该均衡对象组的均衡对象的电压平均值的电压差值不大于该第二预设电压值,则返回该步骤(B1)。
[0149]依本发明较佳实施例的电池放电均衡方法进一步包括如下步骤:
[0150](D)设置该电池系统的电池均衡装置的均衡单元的均衡模块在放电模式,其中该步骤(D)在上述步骤(A1)之前。
[0151]依上述本发明较佳实施例,当该电池系统的电池均衡装置20的电压检测单元21包括一组电压检测器211时,则该电压检测单元21可分别同时实时检测该电池系统的该均衡对象组10的各个均衡对象11的电压,并将检测到的电压信号发送给该电池均衡装置20的第一控制模块23,该第一控制模块23被程序化或计算机化,以能够被设置在放电时,根据该电压检测单元21的每个电压检测器211检测到的均衡对象组10的均衡对象11的电压值,找出具有最小电压值的均衡对象11和计算该均衡对象组10的均衡对象11的电压平均值与该具有最小电压值的均衡对象11的电压值的电压差值,并在该电压差值大于该第二预设电压值时,控制该均衡单元22利用该均衡对象组10的电能对该均衡对象组10的具有最小电压值的均衡对象11的进行充电。
[0152]依上述本发明较佳实施例,当该电池系统的电池均衡装置20A的电压检测单元21A包括一个电压检测器211A时,则该电压检测单元21A可分别依次实时检测该电池系统的该均衡对象组10的各个均衡对象11的电压,并将检测到的电压信号发送给该电池均衡装置20A的第一控制模块23A,该第一控制模块23A被程序化或计算机化,以能够被设置在放电时,根据该电压检测单元21A的该电压检测器211A检测到的均衡对象组10的均衡对象11的电压值,找出具有最小电压值的均衡对象11和计算该均衡对象组10的均衡对象11的电压平均值与该具有最小电压值的均衡对象11的电压值的电压差值,并在该电压差值大于该第二预设电压值时,控制该均衡单元22A利用该均衡对
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