专利名称：电池系统以及电池模块间电量均衡方法
技术领域：
本发明涉及电池的管理技术，尤其涉及一种电池系统以及电池模块间电量均衡方法，属于锂电池技术领域。
背景技术：
随着动力锂电池技术和纯电动汽车技术的发展，锂电池已经取代了传统的铅酸电池和镍氢电池成为纯电动汽车里面核心储能器件。由于锂电池单体电压只有3-4伏，电动汽车的供电系统通常需要串联大量的锂电池，这些锂电池被分为多个电池模块来分别进行串联。对于锂电池，或者是其他种类的充电电池，其单体电池可能由于出厂时工艺等方面的原因导致单体电池容量以及内阻出现不一致性，也可能由出厂后老化速度不一致而导致电池容量与内阻出现不一致性，还可能由于单体电池运行的环境温度等因素的不同而导致电池剩余电量值出现不一致性。无论是电池直接串联而成的电动汽车供电系统，还是先将其电池串联成电池模块，再进一步串联得到电动汽车供电系统，上述电池性能的不一致性都对电池管理系统提出了非常高的要求。
由于单体电池性能的不一致性，整个电池模块和电池系统的性能受到最弱的单体电池的限制。例如在放电时，当最弱的一节单体电池达到最低电压时，电池系统必须停止放电来保护该节单体电池，但是此时，电池系统内还有其他单体电池的容量没有耗尽；同样， 在充电时，最先到达最高电压的单体电池阻碍了其他单体电池继续充电，使得整个电池系统不能得到完全充分充电。而且，更为关键的是，如此循环多次后，单体电池之间的不一致性会加剧，最终使得整个电池系统可用电量降低。和电动汽车的电池系统一样，其他任何的锂电池系统都存在同样的问题。
目前，现有技术中无法在电池系统的不同电池模块间进行电量均衡。发明内容
本发明提供一种电动汽车的电池系统以及电池模块间电量均衡方法，用于实现在电池系统的电池模块间进行电量均衡。
本发明的第一个方面是提供一种电池系统，包括两个以上的电池模块，各电池模块均包括多个单体电池，还包括信号采集模块、剩余电量计算模块和控制模块，各电池模块中设置有双向隔离直流转换电路，且在所述电池系统中任意两个相邻的第一电池模块和所述第二电池模块间设置有共享单体电池，所述共享单体电池为所述第一电池模块或所述第二电池模块中的一个，所述第一电池模块和所述第二电池模块中的双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所归属的电池模块的正极和负极连接，另一侧的正极和负极通过开关电路分别与所述共享单体电池的正极和负极连接；
所述信号采集模块用于采集所述相邻的第一电池模块和所述第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息；
所述剩余电量计算模块用于根据信号采集模块采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值，以及用于根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值；
所述控制模块用于根据所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第一电池模块的剩余电量值，以及根据所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第二电池模块的剩余电量值，向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由电池模块向共享单体电池充电的第一指示，以及向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由共享单体电池向电池模块充电的第二指示；
所述双向隔离直流转换电路用于根据控制模块的第一指示控制由所述剩余电量值较大的电池模块向共享单体电池充电，并且根据所述控制模块的第二指示控制由共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电。
本发明的另一个方面是提供一种电池模块间电量均衡方法，用于在包括两个以上的电池模块的电池系统中进行电池模块间电量均衡，各电池模块均包括多个单体电池，该电池系统还包括信号采集模块、剩余电量计算模块和控制模块，各电池模块中设置有双向隔离直流转换电路，在所述电池系统中任意两个相邻的第一电池模块和所述第二电池模块间设置有共享单体电池，所述共享单体电池为所述第一电池模块或所述第二电池模块中的一个，所述第一电池模块和所述第二电池模块中的双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所归属的电池模块的正极和负极连接，另一侧的正极和负极通过开关电路分别与所述共享单体电池的正极和负极连接，其特征在于，所述方法包括
信号采集模块采集所述相邻的第一电池模块和所述第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息；
剩余电量计算模块根据信号采集模块采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值，以及根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值；
控制模块根据所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第一电池模块的剩余电量值，以及根据所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第二电池模块的剩余电量值，向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由电池模块向共享单体电池充电的第一指示，以及向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由共享单体电池向电池模块充电的第二指示；
剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路根据所述第一指示控制电池模块向共享单体电池充电，并且剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路根据所述第二指示控制共享单体电池向电池模块充电。
本发明上述实施例的技术方案中，在电池系统的两个相邻的电池模块间设置了共享单体电池，并为每一个电池模块设置了双向隔离直流转换电路，通过信号采集模块采集的单体电池的性能参数信息，以及剩余电量计算模块的计算能够获取该两个相邻的电池模块的剩余电量值，然后根据上述两个电池模块的剩余电量值确定剩余电量值较小的电池模块需要充电，剩余电量值较大的电池模块需要放电，由双向隔离直流转换电路控制需要放电的电池模块可以向二者的共享单体电池放电，以及由双向隔离直流转换电路控制该共享单体电池向需要充电的电池模块充电，通过上述的技术方案，能够实现在不同电池模块间进行电量均衡。
图I为本发明实施例中电池系统的结构示意图2为本发明实施例中电池模块间电量均衡方法的步骤流程图。
具体实施方式
针对现有技术中无法在电池系统的不同电池模块间进行电量均衡的问题，本发明实施例提供了一种技术方案，图I为本发明实施例中电池系统的结构示意图，如图I所示， 该电池系统两个以上的电池模块，各个电池模块均包括多个单体电池，另外，该电池系统还包括信号采集模块13、剩余电量计算模块14和控制模块15，且所述电池系统中两个相邻的第一电池模块11和第二电池模块12均包括双向隔离直流转换电路16，所述双向隔离直流转换电路16的一侧的正极和负极分别与其所属的电池模块的正极和负极连接，所述双向隔离直流转换电路16的另一侧的正极和负极通过开关电路分别与所述第一电池模块11和所述第二电池模块12的共享单体电池17的正极和负极连接；上述信号采集模块13用于采集所述相邻的第一电池模块和所述第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息；剩余电量计算模块14用于根据信号采集模块13采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值，以及用于根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值；控制模块15用于根据所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第一电池模块的剩余电量值，以及根据所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第二电池模块的剩余电量值，向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路16发送由电池模块向共享单体电池17充电的第一指示，以及向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路16发送由共享单体电池17向电池模块充电的第二指示；双向隔离直流转换电路16用于根据控制模块15的第一指示控制由所述剩余电量值较大的电池模块向共享单体电池17充电，并且根据所述控制模块15的第二指示控制由共享单体电池17向所述剩余电量值较小的电池模块充电。
本发明上述实施例的技术方案中，在电池系统的两个相邻的电池模块间设置了共享单体电池，并为每一个电池模块设置了双向隔离直流转换电路，通过信号采集模块采集的单体电池的性能参数信息，以及剩余电量计算模块的计算能够获取该两个相邻的电池模块的剩余电量值，然后根据上述两个电池模块的剩余电量值确定剩余电量值较小的电池模块需要充电，剩余电量值较大的电池模块需要放电，由双向隔离直流转换电路控制需要放电的电池模块可以向二者的共享单体电池放电，以及由双向隔离直流转换电路控制该共享单体电池向需要充电的电池模块充电，通过上述的技术方案，能够实现在不同电池模块间进行电量均衡。
本发明上述实施中的信号采集模块和剩余电量计算模块的设置方式多样，其中的信号采集模块可以由多个信号采集单元构成，每一个信号采集单元对应一个电池模块，各个电池模块中单体电池的性能参数信息由信号采集单元采集，而对应的，也为每一个电池模块设置一个剩余电量计算单元，以计算对应的电池模块内所有单体电池的剩余电量值， 对于上述的信号采集单元和剩余电量计算单元的具体设置位置，既可以是在各个电池模块中，也可以是在整个电池系统的管理设备上，而且，也可以是信号采集单元分散布置，而剩余电量计算模块集中设置一个，并且剩余电量计算模块可以与控制模块合成为一个整体集成设置。
本发明上述实施例中，是针对电池系统中的两个电池模块间的电量均衡进行了说明，对于有更多个电池模块的情况，本发明的技术方案也可以适用，即可以通过在任意两个相邻的电池模块间设置共享单体电池，同时为各个电池模块设置双向隔离直流转换电路， 该双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所属的电池模块的正极和负极连接，该双向隔离直流转换电路的另一侧的正极和负极分别与共享单体电池的正极和负极连接，另外，对于其中一个电池模块，如果其与相邻的两个电池模块间都设置了共享单体电池，则其双向隔离直流转换电路的另一侧可以选择性与任一需要进行模块间电量均衡的共享单体电池的正极和负极连接，具体的可以由控制模块控制矩阵开关来实现上述连接。例如在图I中，其中的第一电池模块还可以包括一个共享单体电池18，该共享单体电池18可用于与第一电池模块的相邻的另一个第二电池模块(图中未示出)进行电量均衡，同时控制模块还可以用于通过矩阵开关选择第一电池模块的双向隔离直流转换电路的另一侧的正极和负极分别连接到第一电池模块与任一第二电池模块的共享单体电池的正负极。
本发明上述实施例中，其中的信号采集模块11采集的性能参数信息可以包括电压参数、温度参数，以及充电参数和/或放电参数，所述充电参数包括充电电流参数和充电时间参数，所述放电参数包括放电电流参数和放电时间参数；
而在具体的实施过程中，可以为一个电池系统统一设置一个信号采集模块，或者是也可以为每一个电池模块都设置一个信号采集单元，例如对于两个相邻的第一电池模块和第二电池模块，上述的信号采集模块包括第一信号采集单元和第二信号采集单元，第一信号采集单元用于采集所述第一电池模块中所有单体电池的电压参数、温度参数，以及充电参数和/或放电参数，第二信号采集单元用于采集所述第二电池模块中所有单体电池的电压参数、温度参数，以及充电参数和/或放电参数。
对于剩余电量计算模块，也可以为一个电池系统统一设置一个剩余电量计算模块或者是也可以为每一个电池模块都设置一个剩余电量计算单元，例如对于相邻的第一电池模块和第二电池模块，剩余电量计算模块包括第一剩余电量计算单元和第二剩余电量计算单元，第一剩余电量计算单元用于根据第一信号采集单元采集的所述电压参数和温度参数获取第一电池模块中所有单体电池的容量，以及进一步根据充电参数和/或放电参数获取第一电池模块内所有单体电池的可用电量，得到所有单体电池的剩余电量值；第二剩余电量计算单元用于根据第二信号采集单元采集的所述电压参数和温度参数获取第二电池模块中所有单体电池的容量，以及进一步根据充电参数和/或放电参数获取第二电池模块中各个单体电池的可用电量，得到所有单体电池的剩余电量值，具体的，对于各个单体电池而言，其剩余电量值为各单体电池的可用电量和单体电池的容量的比值。
对于上述实施例中的信号采集模块，其最初获取到的信号可能是模拟信号，则还需要进行模数转换，将采集到的模拟信号转换为数字量后发送给剩余电量计算模块，另外， 对于剩余电量计算模块而言，其可以是单独设置的模块，也可以是和控制模块集成为一个5/7页物理实体。
本发明上述实施例中，最后得到第一电池模块的剩余电量值，在本发明的技术方案中，可以认为电池模块内各个单体电池的剩余电量值相同，或者电池模块内部已经进行了电量均衡，其中的各个单体电池的剩余电量值基本相同，可以采用任意单体电池的剩余电量值表示电池模块的剩余电量值。另外，在一个电池模块内不同单体电池的剩余电量值有差别时，可以选择所有单体电池的剩余电量值的平均值作为该电池模块的剩余电量值， 即上述第一电池模块的剩余电量值为第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值的平均值，第二电池模块的剩余电量值为第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值的平均值。
具体的，对于电池模块内部的电量均衡，在上述实施例中，已经介绍了信号采集单元和剩余电量计算单元可以获取电池模块内所有单体电池的剩余电量值，同时双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极连接到电池模块的正极和负极，双向隔离直流转换电路的另一侧的正极和负极可以通过开关矩阵连接到任意单体电池的正极和负极，在获取到电池模块内部某一单体电池的剩余电量值很小或很大时，容易通过控制双向隔离直流转换电路实现电池模块向单体电池充电，或单体电池向电池模块放电，以实现电池模块内部的电量均衡。该双向隔离直流转换电路相当于一个能量转换装置，在对共享单体电池充电时，通过控制其与共享单体电池形成的电路中电流的方向，可以实现电池模块通过双向隔离直流转换电路向共享单体电池充电；通过控制其与单体电池形成的电路中电流的方向，还可以实现电池模块通过双向隔离直流转换电路对共享单体电池放电，即共享单体电池向电池模块充电。
本发明上述实施例中的控制模块还用于根据第一电池模块的剩余电量值，以及所述第二电池模块的剩余电量值获取剩余电量值较大的电池模块向共享单体电池充电的电流大小和充电时间，控制模块向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路发送的第一指示中携带所述向共享单体电池充电的电流大小和充电时间，以由双向隔离直流转换电路根据指示具体对充放电进行控制；以及还用于获取共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电的电流大小和充电时间，所述控制模块向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路发送的第二指示中携带所述向所述剩余电量值较小的电池模块充电的电流大小和充电时间，以由双向隔离直流转换电路根据指示对充放电进行控制。
例如，对于一个电池系统中的两个电池模块A和电池模块B，其中根据各电池模块内的所有单体电池的性能参数信息获取各个单体电池的容量，对于第一电池模块A，其总容量为lOOOAh，而其剩余电量值为80%，另外对于电池模块B，其总容量也为lOOOAh，而其剩余电量值为90%，此时可以确定电池模块B向共享单体电池充电50Ah，而共享单体电池也要向电池模块A充电50Ah，如果上述的充电的电流都设为10A，则充电时间为5个小时。上述电池模块A对共享单体电池充电，以及共享单体电池对电池模块B充电可以同时进行，也可以在电池模块A对共享单体电池充电完成后，再由共享单体电池对电池模块B充电，只要能够保持共享单体电池内的电量大于零即可。
本发明还提供了一种电池模块间电量均衡方法，该方法在包括两个以上的电池模块的电池系统中进行电池模块间电量均衡，各电池模块均包括多个单体电池，该电池系统还包括信号采集模块、剩余电量计算模块和控制模块，各电池模块中设置有双向隔离直流转换电路，在所述电池系统中任意两个相邻的第一电池模块和所述第二电池模块间设置有9共享单体电池，所述共享单体电池为所述第一电池模块或所述第二电池模块中的一个，所述第一电池模块和所述第二电池模块中的双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所归属的电池模块的正极和负极连接，另一侧的正极和负极通过开关电路分别与所述共享单体电池的正极和负极连接。图2为本发明实施例中电池模块间电量均衡方法的步骤流程图，如图2所示，包括如下的步骤
步骤101、信号采集模块采集相邻的第一电池模块和所述第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息；
步骤102、剩余电量计算模块根据信号采集模块采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值，以及根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值；
步骤103、控制模块根据所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第一电池模块的剩余电量值，以及根据所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第二电池模块的剩余电量值，向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由电池模块向共享单体电池充电的第一指示，以及向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由共享单体电池向电池模块充电的第二指示；
步骤104、剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路根据所述第一指示控制电池模块向共享单体电池充电，并且剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路根据所述第二指示控制共享单体电池向电池模块充电。
本发明上述实施例的技术方案中，在电池系统的两个相邻的电池模块间设置了共享单体电池，并为每一个电池模块设置了双向隔离直流转换电路，通过信号采集模块采集的单体电池的性能参数信息，剩余电量计算模块计算并获取两个电池模块内所有单体电池的剩余电量值，控制模块进一步的确认两个电池模块的剩余电量值，然后根据上述两个电池模块的剩余电量值确定剩余电量值较小的电池模块需要充电，剩余电量值较大的电池模块需要放电，由设置在电池模块中的双向隔离直流转换电路控制需要放电的电池模块可以向二者的共享单体电池放电，以及设置在电池模块中的双向隔离直流转换电路控制该共享单体电池向需要充电的电池模块充电，通过上述的技术方案，能够实现不同电池模块间进行电量均衡。
本发明上述实施例中，其中上述第一电池模块的剩余电量值为第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值中的平均值，第二电池模块的剩余电量值为第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值中的平均值。
另外，上述实施例中的性能参数信息可以包括电压参数、温度参数，以及充电参数和/或放电参数,所述充电参数包括充电电流参数和充电时间参数，所述放电参数包括放电电流参数和放电时间参数。
上述步骤102中的剩余电量计算模块根据信号采集模块采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值包括
剩余电量计算模块根据第一电池模块中所有单体电池的电压参数和温度参数获取第一电池模块中所有单体电池的容量，以及进一步根据充电参数和/或放电参数获取第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值；
上述步骤102中的剩余电量计算模块根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值包括
剩余电量计算模块根据第二电池模块中所有单体电池的电压参数和温度参数获取第二电池模块中所有单体电池的容量，以及进一步根据充电参数和/或放电参数获取第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值。
另外，上述的控制模块还可以根据所述第一电池模块的剩余电量值，以及所述第二电池模块的剩余电量值获取剩余电量值较大的电池模块向共享单体电池充电的电流大小和充电时间，所述控制模块将所述向共享单体电池充电的电流大小和充电时间携带在所述第一指示中发送给所述剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路；
上述控制模块还可以根据所述第一电池模块的剩余电量值，以及所述第二电池模块的剩余电量值获取共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电的电流大小和充电时间，所述控制模块将所述共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电的电流大小和充电时间携带在所述第二指示中发送给所述剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路。
本发明各个实施例提供的电池模块间电量均衡方法，可以在在对所述电池系统充电的过程中，对所述电池系统放电过程中，或在静态状况下对所述电池模块间的电量进行均衡。
本领域普通技术人员可以理解实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
权利要求
1.一种电池系统，包括两个以上的电池模块，各电池模块均包括多个单体电池，其特征在于，还包括信号采集模块、剩余电量计算模块和控制模块，各电池模块中设置有双向隔离直流转换电路，且在所述电池系统中任意两个相邻的第一电池模块和所述第二电池模块间设置有共享单体电池，所述共享单体电池为所述第一电池模块或所述第二电池模块中的一个，所述第一电池模块和所述第二电池模块中的双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所归属的电池模块的正极和负极连接，另一侧的正极和负极通过开关电路分别与所述共享单体电池的正极和负极连接；所述信号采集模块用于采集所述相邻的第一电池模块和所述第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息；所述剩余电量计算模块用于根据信号采集模块采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值，以及用于根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值；所述控制模块用于根据所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第一电池模块的剩余电量值，以及根据所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第二电池模块的剩余电量值，向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由电池模块向共享单体电池充电的第一指示，以及向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由共享单体电池向电池模块充电的第二指示；所述双向隔离直流转换电路用于根据控制模块的第一指示控制由所述剩余电量值较大的电池模块向共享单体电池充电，并且根据所述控制模块的第二指示控制由共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电。
2.根据权利要求I所述的电池系统，其特征在于，所述第一电池模块的剩余电量值为所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值的平均值，所述第二电池模块的剩余电量值为所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值的平均值。
3.根据权利要求I所述的电池系统，其特征在于，所述性能参数信息包括电压参数、温度参数，以及充电参数和/或放电参数，所述充电参数包括充电电流参数和充电时间参数， 所述放电参数包括放电电流参数和放电时间参数；所述信号采集模块包括第一信号采集单元和第二信号采集单元，所述第一信号采集单元用于采集所述第一电池模块中所有单体电池的电压参数、温度参数，以及充电参数和/ 或放电参数，所述第二信号采集单元用于采集所述第二电池模块中所有单体电池的电压参数、温度参数，以及充电参数和/或放电参数；所述剩余电量计算模块包括第一剩余电量计算单元和第二剩余电量计算单元，所述第一剩余电量计算单元用于根据第一信号采集单元采集的所述电压参数和温度参数获取第一个电池模块中所有单体电池的容量，以及进一步根据充电参数和/或放电参数获取第一个电池模块中所有单体电池的剩余电量值，所述第二剩余电量计算单元用于根据第二信号采集单元采集的所述电压参数和温度参数获取第二个电池模块中所有单体电池的容量，以及进一步根据充电参数和/或放电参数获取第二个电池模块中所有单体电池的剩余电量值。
4.根据权利要求I、2或3所述的电池系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述第一电池模块的剩余电量值，以及所述第二电池模块的剩余电量值获取剩余电量值较大的电池模块向共享单体电池充电的电流大小和充电时间，控制模块向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路发送的第一指示中携带所述向共享单体电池充电的电流大小和充电时间；以及，还用于获取共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电的电流大小和充电时间，所述控制模块向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路发送的第二指示中携带所述向所述剩余电量值较小的电池模块充电的电流大小和充电时间。
5.根据权利要求I所述的电池系统，其特征在于，还包括矩阵开关，且与所述第一电池模块相邻的第二电池模块的数目为两个，所述控制模块还用于通过矩阵开关选择所述第一电池模块的双向隔离直流转换电路的另一侧的正极和负极分别连接到所述第一电池模块与任一第二电池模块的共享单体电池的正负极。
6.一种电池模块间电量均衡方法，用于在包括两个以上的电池模块的电池系统中进行电池模块间电量均衡，各电池模块均包括多个单体电池，该电池系统还包括信号采集模块、 剩余电量计算模块和控制模块，各电池模块中设置有双向隔离直流转换电路，在所述电池系统中任意两个相邻的第一电池模块和所述第二电池模块间设置有共享单体电池，所述共享单体电池为所述第一电池模块或所述第二电池模块中的一个，所述第一电池模块和所述第二电池模块中的双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所归属的电池模块的正极和负极连接，另一侧的正极和负极通过开关电路分别与所述共享单体电池的正极和负极连接，其特征在于，所述方法包括信号采集模块采集所述相邻的第一电池模块和所述第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息；剩余电量计算模块根据信号采集模块采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值，以及根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值；控制模块根据所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第一电池模块的剩余电量值，以及根据所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第二电池模块的剩余电量值，向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由电池模块向共享单体电池充电的第一指示，以及向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由共享单体电池向电池模块充电的第二指示；剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路根据所述第一指示控制电池模块向共享单体电池充电，并且剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路根据所述第二指示控制共享单体电池向电池模块充电。
7.根据权利要求6所述的电池模块间电量均衡方法,其特征在于,所述第一电池模块的剩余电量值为所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值的平均值，所述第二电池模块的剩余电量值为所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值的平均值。
8.根据权利要求6所述的电池模块间电量均衡方法，其特征在于，所述性能参数信息包括电压参数、温度参数，以及充电参数和/或放电参数，所述充电参数包括充电电流参数和充电时间参数，所述放电参数包括放电电流参数和放电时间参数；以及所述剩余电量计算模块根据信号采集模块采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值包括剩余电量计算模块根据第一电池模块中所有单体电池的电压参数和温度参数获取所有第一个电池模块中所有单体电池的容量，以及进一步根据充电参数和/或放电参数获取第一个电池模块中所有单体电池的剩余电量值；以及所述剩余电量计算模块根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值包括剩余电量计算模块根据第二电池模块中所有单体电池的电压参数和温度参数获取第二电池模块中所有单体电池的容量，以及进一步根据充电参数和/或放电参数获取第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值。
9.根据权利要求6所述的电池模块间电量均衡方法，其特征在于，还包括所述控制模块根据所述第一电池模块的剩余电量值，以及所述第二电池模块的剩余电量值获取剩余电量值较大的电池模块向共享单体电池充电的电流大小和充电时间，所述控制模块将所述向共享单体电池充电的电流大小和充电时间携带在所述第一指示中发送给所述剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路；以及所述控制模块根据所述第一电池模块的剩余电量值，以及所述第二电池模块的剩余电量值获取共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电的电流大小和充电时间，所述控制模块将所述共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电的电流大小和充电时间携带在所述第二指示中发送给所述剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路。
10.根据权利要求6 9任一所述的电池模块间电量均衡方法,其特征在于,在对所述电池系统充电的过程中，对所述电池系统放电过程中，或在静态状况下对所述电池模块间的电量进行均衡。
全文摘要
本发明提供一种电池系统以及电池模块间电量均衡方法，其中电池系统包括两个以上的电池模块，各个电池模块均包括多个单体电池，还包括信号采集模块、剩余电量计算模块和控制模块，各电池模块中设置有双向隔离直流转换电路，且在电池系统中任意两个相邻的第一电池模块和第二电池模块间设置有共享单体电池，所述第一电池模块和第二电池模块中的双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所属的电池模块的正极和负极连接，双向隔离直流转换电路的另一侧的正极和负极分别与第一电池模块和第二电池模块的共享单体电池的正极和负极连接。本发明提供的电池系统以及电池模块间电量均衡方法，能够在不同电池模块间进行电量均衡。
文档编号H01M10/44GK102544604SQ20121000646
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者张剑辉, 舒鹏 申请人:北京海博思创科技有限公司