专利名称：一种对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法
技术领域：
本发明属于电池领域，具体涉及一种对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法。
背景技术：
电池管理系统通常负责电池组中电池电量的计算、电池保护，电池间的电量平衡控制、以及电池管理系统内外的信号通信等。在现有技术中，一般使用到电池的产品，都需要搭配电池管理系统来控制。由于电池在制造过程中很难确保具有完全的均一性，各串联的电池单元之间会存在充电或放电特性的差异。因此，当使用串联电池单元的电池组时，会存在这样的问题充电时，同一电池组中，即使某些电池单元被过度充电，也仍然存在某些电池单元尚未达到饱和；又或放电时，同一电池组中，有些电池单元尚未完全放电，但仍有些电池单元被过度放电。此外，如果电池单元长期被过度放电/充电，在构成电池单元的材料中可能会出现显著劣化，使得电池单元的特性变得不同，而这种劣化是加剧电池单元间差异的原因之一。所以现有技术中通过提供电池单元管理系统的电量平衡功能来解决上述问题。现有的电量平衡方法主要有两种，其中一种为被动式电量平衡，即将电池单元中多余的电量以电阻的方式耗散成热，但仅能在充电时进行。另一种为主动式电量平衡，其采用能量转移的方式，将电池组中多余电量转移到电量不足的电池单元中，并可以在电池充电、放电以及不工作时都能进行，从而满足电池组更多情况的需要。现有技术中，主动式电量平衡常需要较多的判断、启动过程，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法，其实现方式简单，提高了系统效率。为实现上述发明目的，本发明提供一种对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法，该方法包括如下步骤
获取所有电池单元中单个电池单元或多个电池单元的电压值； 判断所述电压值中的最高电压值是否大于或等于第一电压阈值； 如果是，则继续判断所述电压值中是否存在特定电压值，其中所述特定电压值与最高电压值的差值大于或等于第二电压阈值；
如果存在所述特定电压值，则启动对所述特定电压值对应的特定电池单元的主动平衡以进行充电。作为本发明的进一步改进，若干电池单元被划分为若干电池模块，所述对特定电池单元进行主动平衡的步骤包括
确定能够输出电能的一个或多个电池模块；
从所述一个或多个电池模块中抽取电能，并对所述特定电池单元进行充电。
4
作为本发明的进一步改进，所述对特定电池单元进行主动平衡的步骤还包括 计算所述特定电池单元需要充电的电量值；
从累加电压值排名靠前的若干电池模块中，从前往后依次判断每个模块所允许输出的电量值，当所允许输出的电量值累计开始大于或等于所需要充电的电量值时，确定所述能够输出电能的一个或多个电池模块。作为本发明的进一步改进，确定能够输出电能的一个或多个电池模块的步骤还包括，当所有电池模块所允许输出的电量值累计还无法满足所需要充电的电量值时，确定所有电池模块输出电能。作为本发明的进一步改进，所述电量值通过特定时间段内电池单元的输入或输出功率来表征。作为本发明的进一步改进，当获取的电压值为多个电池单元的电压值时，所述特定电池单元包括与该电压值对应的所述多个电池单元。作为本发明的进一步改进，所述对特定电池单元进行主动平衡的步骤包括，对所述多个电池单元轮流充电。上述发明目的还可以通过以下技术方案来实现提供一种对相互串联的若干电池模块进行主动平衡的方法，其中每一电池模块包括相互串联的若干电池单元，该方法包括如下步骤
确定所需要充电的特定电池单元； 确定能够输出电能的电池模块；以及
从所确定的电池模块中抽取电能，对所述特定电池单元进行充电。作为本发明的进一步改进，所述确定特定电池单元的步骤还包括，计算所述特定电池单元需要充电的电量值；所述确定能够输出电能的电池模块的步骤还包括，从累加电压值排名靠前的若干电池模块中，从前往后依次判断每个电池模块所允许输出的电量值， 当所允许输出的电量值累计开始大于或等于所需要充电的电量值时，确定所述一个或多个电池模块输出电能。作为本发明的进一步改进，所述特定电池单元包括特定电池模块中的所有电池单元；所述对特定电池单元进行充电的步骤包括，对特定电池模块中的所有电池单元轮流充 H1^ ο本发明的有益效果是提供了一种对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法，通过判断电池组中的电池单元是否存在高于第一电压阈值的电压值，并进一步判断是否存在具有特定电压值的电池单元，即需要被充电平衡的电池单元。通过这样的主动平衡的方法，可以及时地给需要平衡的电池单元进行充电平衡，防止电池单元中材料的劣化，并且这种对电池组进行主动平衡的方法简单，硬件容易实现，提升了系统效率。
图1是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统的一具体实施方式
的电路原理示意框图2是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统的又一具体实施方式
的电路原理示意框图；图3是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统中控制器的一具体实施方式
中的电路示意图4是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统中电压检测模块的一具体实施方式
中的电路示意图5是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统中第二级DC/DC转换器的一具体实施方式
中的电路示意图6是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统中输出DC/DC转换器的一具体实施方式
中的电路示意图7是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统中光隔离模块的一具体实施方式
中的电路示意图8是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统中开关模块的一具体实施方式
中的电路示意图9是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法的一具体实施方式
的流程示意图。
具体实施例方式以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。在本发明的一些具体实施方式
中，电池组包括若干相互串联的电池单元，在其它实施方式中，若干电池单元可以被划分为若干电池模块，不同的电池模块包含的电池单元的数量可以相同，也可以不相同。图1所示的是本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统的第一实施方式。该电池管理系统包括相互串联的若干电池单元52、电压检测模块 30、主动平衡模块20、控制器10、以及一对信号总线CH_P、CH_N。在本实施方式中，该若干电池单元构成一电池模块，然后与其它电池模块串联。当然，其它实施方式中，该若干电池单元也可直接构成一电池组。控制器10与电压检测模块30以及主动平衡模块20电性连接，其控制电压检测模块30可选择地检测若干电池单元52之一的电压，并根据获取的电压信号确定需要充电的特定电池单元。控制器10还通过控制主动平衡模块20接收若干电池单元中所有电池单元的总电压，并给确定的需要充电的特定电池单元进行充电。信号总线CH_P、CH_N被设置为可选择地与若干电池单元52之一的正、负级电性连接，同时该信号总线CH_P、CH_N还与电压检测模块30以及主动平衡模块20电性连接。这样，信号总线CH_P、CH_N就同时提供了电压检测模块30检测电池单元52电压的电流通路， 以及主动平衡模块20给特定电池单元进行充电的电流通路。电池管理系统还包括连接在若干电池单元52和控制器10之间的开关模块41。其包括与上述若干电池单元52对应的若干开关矩阵401、402…40η。控制器10可以通过控制开关模块41中与电池单元52对应的开关矩阵的打开和关断来选择信号总线CH_P、CH_N 与相应的电池单元电性连通。在本实施方式中，由于电池单元52的电压检测过程与主动平衡过程分别完成于不同的时间段内，所以控制器10至少在检测期间和主动平衡期间工作。当控制器10工作在检测期间时，其通过开关模块41接通需要检测的电池单元与信号总线CH_P、CH_N电性连接，同时控制电压检测模块30通过信号总线CH_P、CH_N获取该电池单元的电压信号；进一步地，当控制器10工作在主动平衡期间时，其通过控制需要被充电的特定电池单元与信号总线电性CH_P、CH_N连通，并通过主动平衡模块20对该特定电池单元进行充电。作为优选的实施方式，一个检测期间和一个主动平衡期间的总时间长度为2秒， 把这2秒分为八个时段，其中第一个时段用于检测，其余七个时段用于主动平衡。例如，在前0. 25秒中，控制器10控制电压检测模块30和开关模块41对若干电池单元52进行逐个扫描以检测电压，而在接下来的1. 75秒中，控制器10控制主动平衡模块20和开关模块41 对需要充电的特定电池单元进行充电，并如此循环。应当可以理解的是，在其它实施方式中，检测期间和主动平衡期间的时间长度可根据设计要求而相应调整；此外，检测时段除检测电压外，还可用于检测电流、电池温度等信息。如本领域普通技术人员所熟知，开关模块41可以包括三极管、可控硅、继电器开关、或金属氧化物半导体场效应管(Metallic Oxide Semiconductor Field Effect transistor, MOSFET)等常见的开关形式。在本实施方式中，开关模块41采用M0SFET，并且开关模块41中每个开关矩阵都包括四个M0SFET。控制器10可以包括微处理器(MCU)，该MCU可以包括中央处理单元(Central Processing Unit, CPU)、只读存储模块(read-only memory, ROM)、随机存储模块 (random access memory, RAM)、定时模块、数字模拟转换模块(A/D converter)、以及若干输入/输出端口。当然，控制器10也可以采用其它形式的集成电路，如特定用途集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)等。继续参照图1，作为优选的实施方式，开关模块41和控制器10之间还连接有光隔离模块60，该光隔离模块60包括与开关矩阵401、402…40η分别对应的若干光耦合器。控制器10通过光耦合器来控制开关模块41中相应开关矩阵的打开或关闭。同时，光隔离模块60还可屏蔽电池管理系统中电流产生的杂乱信号对控制器10的影响，保证系统工作的稳定可靠。在本实施方式中，主动平衡模块20还包括与电池模块51对应的第二级DC/DC 转换器，来自于电池模块51的主动平衡电流通过该第二级DC/DC转换器降压后传输至需要平衡的特定电池单元中。配合参照图3至图8，以下介绍控制器如何控制构成开关矩阵的四个MOSFET进行工作的一具体实施例。在本实施例中，控制器采用了 ARM公司的STM32系列的CPU。MCU首先通过端口 16、25、27输出高电平信号BL_0N、PWR_IN、CH01 ；接着，如图7所示，光耦合器61 的端口 PIN3、4、13、14被CHOl高电平驱动导通，使得电源信号12⑶输入网络⑶01。如图8 所示，由于Q5-A、Q5-B、Q6-A、Q6-B的栅极与网络CDOl相连接，因此Q5_A、Q5_B、Q6_A、Q6-B 所构成的开关矩阵403导通，并使得B01、B02网络分别与信号总线CH_N、CH_P接通。如图 5所示，P5、Q20由PWR_IN高电平驱动导通，使得外部电源12E、GNE给第二级DC/DC转换器供电，此时第二级DC/DC转换器开始工作，并产生3. 5V左右的平衡电压。P7、Q22-A、Q22-B 由BL-ON高电平驱动导通，使得信号总线CH_N与DC_0N接通，至此开关模块41中的开关矩阵403被导通，从而主动平衡模块20、电压检测模块30通过被开关矩阵403导通的电路通路检测相应电池单元的电压，以及当该电池单元需要平衡时，对其进行充电。参图2，介绍本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中电池管理系统的第二实施方式。在本实施方式中，电池管理系统同样包括电池组50、控制器10、主动平衡模块、电压检测模块、开关模块、光隔离模块等。但为了便于说明，图2中省略了电压检测模块、并将开关模块与光隔离模块统称为开关电路40。本实施方式中，主动平衡模块包含了用于直流电转换的DC/DC转换组件；电池组50包含若干串联的电池模块51，电池模块 51同样包含了若干串联的电池单元52。其中，DC/DC转换组件包括一第一级DC/DC转换器211、若干第二级DC/DC转换器 212、以及若干输出DC/DC转换器22。第一级DC/DC转换器211可以获取电池组50中若干电池模块51的总电压并经过直流降压转换输出低于总电压的第一输出电压；若干输出DC/ DC转换器22可以从相对应的电池模块51中的至少一个电池单元52获取输出，并输出第二输出电压。本实施方式中，输出DC/DC转换器22从电池模块51的所有电池单元获取输出。第二级DC/DC转换器212设置为与相应电池模块51对应连接，其可以获取上述的第一级DC/DC转换器211的输出或者至少一个输出DC/DC转换器22的输出，并可选择地输出电流给其对应电池模块51中的特定电池单元进行充电。在本实施方式中，控制器10还通过电压检测模块获取若干电池单元52的电压信号，并根据获得的电压信号确定需要充电的特定电池单元，以及确定是否开启上述的至少一个输出DC/DC转换器22来提供特定电池模块的输出、还是整个电池组的输出来提供平衡所需的电能。在更加具体的实施例中，第一级DC/DC转换器211和输出DC/DC转换器22并联设置，并且输出DC/DC转换器22输出的第二输出电压被设置为大于第一级DC/DC转换器211 输出的第一输出电压。这样设置的目的是为了使输出DC/DC转换器可以优先于第一级DC/ DC转换器211输出电能。例如第一输出电压为12V，第二级输出电压为15V，那么当控制器10确定通过一个或多个电池模块输出电能时，被确定的输出DC/DC转换器22相对于第一级DC/DC转换器211就可以取得优先权，即由输出DC/DC转换器22输出平衡所需电能， 而第一级DC/DC转换器不会输出电能。作为优选的实施方式，输出DC/DC转换器22可以获取与其对应的电池模块中所有电池单元的输出，并通过相应的第二级DC/DC转换器212对特定电池单元充电。当然，在其它实施方式中，输出DC/DC转换器22也可以仅从相对应的电池模块中获取一个或多个具有较高电量的电池单元的输出，来给特定的电池单元充电。优选地，本实施方式中，电池管理系统还包括与第一级DC/DC转换器211连接设置在一起的蓄电装置23，其可以储存第一级DC/DC转换器211输出的电能，并可代替第一级 DC/DC转换器211来给第二级DC/DC转换器212供电。每一第二级DC/DC转换器212和相应的电池模块之间设置有开关电路40，该开关电路40包括与相应电池模块中若干电池单元对应的开关矩阵401、402…40η，和光耦合器。 控制器10通过控制开关矩阵401、402···40η的打开和关断来选择建立相应电池模块中特定电池单元和相应第二级DC/DC转换器212之间的电性通路。关于控制器控制开关矩阵的原理已在上述实施方式中详细说明，申请人在此不再赘述。在其它实施方式中，也可对相应电
8池模块中所有电池单元进行充电，在这种情况下，对该电池模块中所有电池单元轮流进行充电，即控制器10依次控制打开开关矩阵中的一个，同时关断其他，如此循环以完成充电过程。作为优选的实施方式，电池组50与第一级DC/DC转换器211之间还设置有开关 70，通过关断开关70，以避免控制器10在停止电池组50供电时(如电池过放)，电池组50仍通过第一级DC/DC转换器211或蓄电装置23消耗电能，从而影响了电池组的使用寿命。继续参照图2，事实上，在本实施方式中，DC/DC转换组件至少具有两种不同的工作模式。在第一模式DC/DC转换组件接收若干电池单元(即电池组50)中所有电池单元52 的总电压，并降压后传输给特定的电池单元进行充电；在第二模式DC/DC转换组件接收若干电池单元52中部分电池单元的累加电压，并经过电压转换后传输给特定的电池单元以进行充电。应当理解的是，这里所说的若干电池单元52的累加电压可以包括单个或多个电池模块51中所有电池单元的累加电压。如前所述当DC/DC转换组件中的第一级DC/DC转换器211输出的第一输出电压小于输出DC/DC转换器212输出的第二输出电压时，控制器10可以控制DC/DC转换组件工作在第二模式下，此时第二级DC/DC转换器212中的一个或多个被选择来获取若干输出DC/ DC转换器22中一个或多个的输出电能。反之，当控制器控制DC/DC转换组件在第一模式下工作时，第二级DC/DC转换器212中的一个或多个被选择来获取第一级DC/DC转换器211 的输出电能。以下结合图9说明本发明对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法中，控制器10对若干电池单元进行主动平衡的一个具体实施方式
。首先，控制器10检测电池组 50中各电池单元或电池模块的电压、电流、温度等参数信息(步骤801)。其中对电压的检测包括获取所有电池单元中单个电池单元或多个电池单元(如由多个电池单元构成的一个或多个电池模块)的电压值。然后对获得的参数进行分析判断(步骤802)，并决定是否需要开启保护，如过充保护、过放保护、短路保护、过温保护等。例如将获得的电压参数与一预定阈值范围进行比较，如果测得的电压值超出该预定阈值范围的上限，则开启过充保护；如果测得的电压值小于该预定阈值范围的下限，则开启过放保护。在其它的实施例中，也可以将获得的电流参数与一预定阈值进行比较，如果测得的电流过大，则开短路保护；类似地，对于获得的温度参数，也会与一对应的阈值比较，如果温度过高超出该阈值，则需要开启过温保护。接着如果电池组被判断为需要进行保护，则开启对应的过充保护、和/或过放保护、和/或短路保护、和/或过温保护(步骤804)。具体到电路中，可以为断开外部充电器与电池组的连接，和/或断开电池组与用电负载的连接。如果不需要对电池组进行保护，则对其进行是否需要主动平衡启动条件的判定 (步骤803)。其中，判定是否需要平衡的步骤如下首先，根据控制器检测到的单个或多个各电池单元的电压值，判断其中的最高电压值是否大于或等于第一电压阈值；如果是，则继续判断检测到的电压值中是否存在特定电压值，所谓特定电压值即是与最高电压值的差值大于或等于第二电压阈值的电压值；如果存在所谓的特定电压值，则控制器控制启动主动平衡。在具体的实施例中，可以设第一电压阈值为3. 45V，第二电压阈值为30mV。也就是说，当电池组中电池单元的最高电压大于3. 45V，并且存在与该最高电压的差值大于或等于 30mV的特定电池单元，则电池管理系统的主动平衡启动。在其它的实施例中，如果主动平衡的对象非单个电池单元，而是电池模块的话，则第一电压阈值设为3. 45VX单个电池模块中所有电池单元的数量，第二电压阈值相应地设为30mVX单个电池模块中所有电池单元的数量。应当理解的是，该第一电压阈值和第二电压阈值可以根据不同设计需要进行相应的调整。在电池管理系统启动了相关保护的情况下，则需要进一步对其开启的保护是否与平衡相关联进行判定(步骤805)。也就是说，如果该保护对应的情况是由于电池组中电池单元电压过低，例如都低于3. 45V，则关闭平衡(步骤806)，随后本轮分析结束(步骤813)；如果该保护是对应到其它类型的保护，则继续对该电池组进行是否需要进行主动平衡的条件判定(步骤803)。对于需要进行主动平衡的状况，则还需要对检测到的各电池单元的电压进一步地分析。如果电池组内一个或若干个电池模块中的部分电池单元需要进行平衡，则对其进行组内平衡，此时控制器执行组内平衡策略(步骤807)。控制器计算需要平衡的特定电池单元需要充电的电量值(步骤808)，以及累加电压值排名靠前的若干电池模块，并按照电压值排名的高低从前往后依次计算判断每个电池模块允许输出的电量值；当所允许输出的电量值累计开始大于或等于平衡所需的电量值时，也就确定了能够输出电能的一个或电池模块，此时开始对需要平衡的电池模块中的需要平衡的电池单元进行充电(步骤809)。在本实施方式中，电量值的大小是通过特定时间内电池单元的输入或输出的功率来表征。例如，假设电池组中包括电池模块BMl、BM2…BM8，并且电池模块BMl、BM2…BM8中电池单元的最高电压大于3. 45V，同时电池模块BMl和BM4中分别有2颗和3颗电池单元的电压与该最高电压的差值大于或等于30mV，则BMl中的这2颗电池单元和BM4中的这3颗电池单元确定为需要进行充电的特定电池单元。随后，确定所有电池模块中累加电压值排名前五的模块，按从高到低排名依次为BM6、BM7、BM8、BM9、BM10,则依次计算这五个电池模块允许输出的功率，直至允许输出的功率累加值大于或等于需要平衡的功率，随后进行主动平衡。但是，在其它的实施方式中，也可以通过电容、电压、电感等其它物理特性参数来表征电池单元的电量值；并且在对需要平衡的电池单元进行平衡时，也可先输出BM6允许输出的功率，如果不够，则继续输出BM7允许输出的功率，依次类推，直至满足平衡的最低功率需求。如果电池组内同一电池模块中各电池单元的电压差异很小，则可直接对该电池模块进行充电，即对其进行组间平衡，此时控制器执行组间平衡策略(步骤810)。此时，控制器计算需要平衡的特定电池模块需要充电的电量值(步骤811)，以及累加电压值排名靠前的若干电池模块，并按照电压值排名的高低从前往后依次计算判断每个电池模块允许输出的电量值。当所允许输出的电量值累计开始大于或等于平衡所需的电量值时，也就确定了能够输出电能的一个或电池模块。此时组外的电池模块开始对需要平衡的电池模块中的所有电池单元轮流进行充电(步骤812)。类似地，在具体的实施例中，假设电池组中包括电池模块BMl、BM2…BM8，并且同一电池模块内各电池单元的电压几乎一致。此时，如果电池模块ΒΜ1、ΒΜ2···ΒΜ8中的最高电压大于3. 45VX对应电池模块中所有电池单元的数量，并且存在与该最高电压电池模块的电压差值大于或等于30mVX对应电池模块中所有电池单元的数量的电池模块。则按照与组内平衡策略类似的方法，按照各电池模块的电压高低，依次对需要平衡的电池模块内的电池单元轮流进行充电，直至平衡结束。关于主动平衡的具体过程，申请人在此不再赘述。在其它实施方式中，如果按照计算判断出电池组中所有电池模块允许输出的电量的累加值都小于平衡所需的电量值时，则确定由第一级DC/DC转换器，即所有电池模块，来输出电能，以对需要平衡的电池单元或电池模块进行充电。本发明的技术方案有益效果如下
采用了与电压检测模块30以及主动平衡模块20电性连接的信号总线CH_P、CH_N，控制器10可以控制电压检测模组30通过信号总线CH_P、CH_N传输电压检测信号，同时控制器10还可以控制主动平衡模块20通过信号总线CH_P、CH_N对特定的电池单元进行充电。 简化了线路架构的复杂程度，并进而减少了使用的光耦合器的数量，降低了设计制造成本。采用了第一级DC/DC转换器211、输出DC/DC转换器22配合输出电能至第二级DC/ DC转换器212，并进而对特定电池单元充电。并且优先地，控制器10可以控制输出DC/DC 转换器22将具有较高电量的电池模块直接输出电流给需要补充电量的电池单元或电池模块，这样就可不必都需要通过第一级DC/DC转换器将所有电池单元的电能输出来给需要充电的电池单元或电池模块进行充电，从而减少了电能平衡所需要的时间，提高了系统效率。由于电池管理系统具有两种工作模式，即第一模式将若干电池单元中所有电池单元的总电压降压后传输给特定电池单元以进行充电；和第二模式将若干电池单元中部分电池单元的累加电压经电压转换后传输给特定的电池单元以进行充电。电池管理系统可以根据不同的情况采取不同的模式对特定电池单元进行充电，而不需要总是由所有电池单元对特定电池单元充电，更加灵活，从而减少了电能平衡所需要的时间，并且提高了系统效率。通过判断电池组中的电池单元是否存在高于第一电压阈值的电压值，并进一步判断是否存在具有特定电压值的电池单元，即需要被充电平衡的电池单元。通过这样的主动平衡的方法，可以及时地给需要平衡的电池单元进行充电平衡，防止电池单元中材料的劣化。并且这种对电池组进行主动平衡的方法简单，硬件容易实现，提升了系统效率。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
权利要求
1.一种对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤获取所有电池单元中单个电池单元或多个电池单元的电压值；判断所述电压值中的最高电压值是否大于或等于第一电压阈值；如果是，则继续判断所述电压值中是否存在特定电压值，其中所述特定电压值与最高电压值的差值大于或等于第二电压阈值；如果存在所述特定电压值，则启动对所述特定电压值对应的特定电池单元的主动平衡以进行充电。
2.根据权利要求1所述的电池主动平衡方法，其特征在于若干电池单元被划分为若干电池模块，所述对特定电池单元进行主动平衡的步骤包括确定能够输出电能的一个或多个电池模块；从所述一个或多个电池模块中抽取电能，并对所述特定电池单元进行充电。
3.根据权利要求2所述的电池主动平衡方法，其特征在于所述对特定电池单元进行主动平衡的步骤还包括计算所述特定电池单元需要充电的电量值；从累加电压值排名靠前的若干电池模块中，从前往后依次判断每个模块所允许输出的电量值，当所允许输出的电量值累计开始大于或等于所需要充电的电量值时，确定所述能够输出电能的一个或多个电池模块。
4.根据权利要求3所述的电池主动平衡方法，其特征在于确定能够输出电能的一个或多个电池模块的步骤还包括，当所有电池模块所允许输出的电量值累计还无法满足所需要充电的电量值时，确定所有电池模块输出电能。
5.根据权利要求3或4所述的电池主动平衡方法，其特征在于所述电量值通过特定时间段内电池单元的输入或输出功率来表征。
6.根据权利要求1所述的电池主动平衡方法，其特征在于当获取的电压值为多个电池单元的电压值时，所述特定电池单元包括与该电压值对应的所述多个电池单元。
7.根据权利要求6所述的电池主动平衡方法，其特征在于所述对特定电池单元进行主动平衡的步骤包括，对所述多个电池单元轮流充电。
8.一种对相互串联的若干电池模块进行主动平衡的方法，其中每一电池模块包括相互串联的若干电池单元，其特征在于，该方法包括如下步骤确定所需要充电的特定电池单元；确定能够输出电能的电池模块；以及从所确定的电池模块中抽取电能，对所述特定电池单元进行充电。
9.根据权利要求8所述的电池主动平衡方法，其特征在于所述确定特定电池单元的步骤还包括，计算所述特定电池单元需要充电的电量值；所述确定能够输出电能的电池模块的步骤还包括，从累加电压值排名靠前的若干电池模块中，从前往后依次判断每个电池模块所允许输出的电量值，当所允许输出的电量值累计开始大于或等于所需要充电的电量值时，确定所述一个或多个电池模块输出电能。
10.根据权利要求8所述的电池主动平衡方法，其特征在于所述特定电池单元包括特定电池模块中的所有电池单元；所述对特定电池单元进行充电的步骤包括，对特定电池模块中的所有电池单元轮流充电。
全文摘要
一种对相互串联的若干电池单元进行主动平衡的方法，其包括如下步骤首先获取所有电池单元中单个电池单元或多个电池单元的电压值；然后判断获得的电压值中的最高电压值是否大于或等于第一电压阈值。如果是，则继续判断所述电压值中是否存在特定电压值，其中所述特定电压值与最高电压值的差值大于或等于第二电压阈值。如果存在所述特定电压值，则启动对所述特定电压值对应的特定电池单元的主动平衡以进行充电。通过采用这样的主动平衡的方法，可以及时地给需要平衡的电池单元进行充电平衡，防止电池单元的劣化，并且这种对电池组进行主动平衡的方法简单，硬件容易实现，提升了系统效率。
文档编号H01M10/42GK102522602SQ20111039515
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者刘志坚, 黄仁治 申请人:冠硕新能源(香港)有限公司, 苏州冠硕新能源有限公司