专利名称：电池组电压均衡系统及均衡方法
技术领域：
本发明属于电池充电领域，具体涉及一种电池组电压均衡系统及均衡方法。
背景技术：
动力电池因其较好的利用率而被广泛地应用于各类电子产品，尤其是电动车。由于电池组是由多个单体电池串联连接而成，因此每一节单体电池之间可能存在电压差异，且随着多次充放电循环后，单体电池之间的电压差异越来越大，从而影响了电池组的使用性能。为了解决单体电池之间差异的技术问题，一般增加了均衡模块，通过均衡模块使得电池组的单体电池电压达到均衡，但该方法虽然解决了单体电池电压差异问题，却因均衡电流的存在导致了采样模块采样的电压出现偏差，而该电压偏差会造成电池组的提前保护或者延迟保护。若电池组提前保护，则造成电池组的剩余容量得不到利用，使得电池组的使用效率下降，经济效益降低；若电池组延迟保护，则造成相应电池的过充电或者过放电，过充和过放的情况将使相应电池的使用寿命衰减，相应的也就影响了整个电池组的循环使用寿命，使得电池组在整个使用周期内的经济效益降低。现有技术为了解决均衡电流影响采样模块采样电压的技术问题，将均衡模块和采样模块分别建立通道，即均衡模块和采样模块分别通过各自的通道进行电池组的电压均衡和采样。该方案虽然起到了一定的作用，但不仅增加了系统的成本和空间，而且，由于电池组的内部电阻、单体电池正负极引出导体上存在的不可避免的采样通道和均衡通道的公共部分的导体电阻而产生压降，即也影响了采样模块的采样电压。
发明内容
本发明为解决现有电池组电压均衡系统中，由于均衡电流的存在而影响采样模块采集的电压出现偏差的技术问题，提供了一种电池组电压均衡系统及均衡方法。本发明的技术方案是:
一种电池组电压均衡系统，包括采样模块、均衡模块和控制模块，所述控制模块根据采样模块采集的电池组的电池信息确定需均衡的单体电池，并控制均衡模块对需均衡的单体电池进行均衡，其中，当采样模块在采集电池组的电池信息时，控制均衡模块关闭均衡电流。一种电池组电压均衡系统的均衡方法，包括以下步骤:
步骤S1:采样模块采集电池组的电池信息；
步骤S2:控制模块根据采样模块采集的电池信息确定需均衡的单体电池；
步骤S3:控制模块控制均衡模块对需均衡的单体电池进行均衡处理，并定时执行下一步骤；
步骤S4:控制模块控制均衡模块关闭均衡电流，同时控制采样模块对进行均衡处理的单体电池进行采样，并根据采样模块采集的电池信息重新确定需均衡的单体电池，返回执行步骤S3。
本发明的优点:本发明的电池组电压均衡系统，包括采样模块、均衡模块和控制模块，所述控制模块根据采样模块采集的电池组的电池信息确定需均衡的单体电池，并控制均衡模块对需均衡的单体电池进行均衡，其中，当采样模块在采集电池组的电池信息时，控制均衡模块关闭均衡电流，这样，避免了由于均衡电流的存在而导致采样模块采集的电压出现偏差，进而影响电池组使用性能的技术问题，因此本发明电池组电压均衡系统保证了采样模块采集电压的准确性，进而提高了电池组的使用性能。
图1为本发明电池组电压均衡系统提供的一实施例的结构框图。图2为本发明电池组电压均衡系统的均衡方法提供的一实施例的流程图。图3为本发明电池组电压均衡系统的均衡方法提供的一优选实施例的流程图。图4为电池充放电曲线。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。由背景技术可知，即便采样模块和均衡模块分别采样单独地通道来分别实现电池组的电压采样以及对需均衡的单体电池进行均衡，但由于电池组的内部电阻、单体电池正负极引出导体上存在的不可避免的采样通道和均衡通道的公共部分的导体电阻而产生压降，即也影响了采样模块的采样电压。本发明的申请人基于自己创造性地劳动，提出了一种电池组电压均衡系统及其相应的均衡方法，该电池组电压均衡系统及其相应的均衡方法基于一个总的发明构思，即当采样模块在采集电池组的电池信息时，控制均衡模块关闭均衡电流，这样避免了由于均衡电流的存在而导致采样模块采集的电压出现偏差，进而影响电池组使用性能的技术问题，因此本发明电池组电压均衡系统及其相应的均衡方法提高了电池组的使用性能。下面通过具体实施例以及结合附图对本发明的电池组电压均衡系统及其相应的均衡方法分别进行详细叙述。如图1所示，电池组电压均衡系统包括采样模块2、均衡模块3和控制模块4，所述控制模块4根据采样模块2采集的电池组I的电池信息确定需均衡的单体电池，并控制均衡模块3对需均衡的单体电池进行均衡，其中，当采样模块2在采集电池组I的电池信息时，控制均衡模块3关闭均衡电流。该实施例中，所述采样模块2和均衡模块3通过同一条通道与电池组I相连，其目的是，使得整个系统结构简单，成本低。当然，具体实施中，所述采样模块2和均衡模块3还可以分别通过单独的通道与电池组I相连。以上电池信息可以包括电池组中每一节单体电池的电压信息，当然，所述电池信息还可以包括电池组中每一节单体电池的温度信息等。可以理解的是，本实施例的采样模块2和均衡模块3，其可以采用现有技术中任何具有以上功能的模块，由于其具体实现对于本领域技术人员来说是容易实现的，因此在此不做详细介绍。
优选地，电池组I电压均衡系统还包括连接于均衡模块3和电池组I之间的滤波模块，该滤波模块用于对均衡模块3在均衡电流开启和关闭的瞬间引起的电流冲击以及外界干扰引起的电流冲击进行过滤。具体实施中，所述滤波模块可为滤波电容，当然，本实施的滤波模块不限于滤波电容，还可以为其它电路、器件或芯片实现，由于其具体实现对于本领域技术人员来说是容易实现的，因此在此不做详细介绍。优选地，电池组电压均衡系统还包括连接于滤波模块和电池组I之间的保护模±夹，所述保护模块用于对系统出现的异常情况(例如过电压或过电流等)进行保护，例如，所述保护模块可为保险丝，即当出现上述异常情况事，保险丝熔断从而实现了系统的切断功能，即保护了系统硬件设备。当然，本实施的保护模块不限于滤波电容，还可以为其它电路、器件或芯片实现，由于其具体实现对于本领域技术人员来说是容易实现的，因此在此不做详细介绍。如图2所示，电池组电压均衡系统的均衡方法包括以下步骤:
步骤S1:采样模块2采集电池组I的电池信息，所述电池信息包括电压、温度等；
步骤S2:控制模块4根据采样模块2采集的电池信息确定需均衡的单体电池；
步骤S3:控制模块4控制均衡模块3对需均衡的单体电池进行均衡处理，并定时执行下一步骤，可以理解的是，所述均衡处理是指对需均衡的单体电池进行充电或放电，其具体充电或放电由控制模块4根据采样模块2采集的电池信息决定；另外，该步骤中中提到的定时，其具体定时时间可有设计人员根据不同的电池节数、不同的采样模块2、不同的电池种类、不同的充放电倍率(不同充放电流)以及电池是否在平台区而综合设定。例如，定时时间可以按照以下原则设计，当电池在平台区内时，定时时间可较长，而电池在平台区(该平台区是指电池充放电曲线上电压随时间变化比较缓慢的一段区间，例如，如图4所示)之外时，定时时间可较短；充放电的电流较小时，定时时间可较长，充放电的电流较大时，定时时间可较。步骤S4:控制模块4控制均衡模块3关闭均衡电流，同时控制采样模块2对进行均衡处理的单体电池进行采样，并根据采样模块2采集的电池信息重新确定需均衡的单体电池，返回执行步骤S3。由背景技术可知，均衡电流的存在影响了采样模块2对电池组I的电压采样，因此，该步骤中控制模块4控制均衡模块3关闭均衡电流是指，控制模块4只需控制均衡模块3关闭均衡电流，而均衡模块3的其它部件(例如选通单元)还是可以允许不关闭工作的，当然，均衡模块3的其它部件关闭工作也可以。图3为本发明电池组电压均衡系统的均衡方法提供的一优选实施例的流程图，如图3所示，电池组电压均衡方法包括以下步骤:
步骤31:采样模块2采集电池组I的电池信息；
步骤32:控制模块4根据采样模块2采集的电池信息确定需均衡的单体电池；
步骤33:控制模块4控制均衡模块3对需均衡的单体电池进行均衡处理，并定时执行下一步骤；
步骤34:控制模块4控制均衡模块3关闭均衡电流，同时控制采样模块2对进行均衡处理的单体电池进行采样，并根据采样模块2采集的电池信息确定是否有单体电池需要进行均衡，当有单体电池需要进行均衡，则返回执行步骤33，否则返回执行步骤31，以循环执行电池组电压均衡方法(当然，此处也可以执行停止电池组电压均衡系统工作步骤，图3中未示出)。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电池组电压均衡系统，包括采样模块、均衡模块和控制模块，所述控制模块根据采样模块采集的电池组的电池信息确定需均衡的单体电池，并控制均衡模块对需均衡的单体电池进行均衡，其特征在于，当采样模块在采集电池组的电池信息时，控制均衡模块关闭均衡电流。
2.根据权利要求1所述的电池组电压均衡系统，其特征在于，所述采样模块和均衡模块通过同一条通道与电池组相连。
3.根据权利要求1所述的电池组电压均衡系统，其特征在于，所述电池信息包括电池组中每一节单体电池的电压信息。
4.根据权利要求3所述的电池组电压均衡系统，其特征在于，所述电池信息还包括电池组中每一节单体电池的温度信息。
5.根据权利要求1所述的电池组电压均衡系统，其特征在于，该系统还包括连接于均衡模块和电池组之间的滤波模块，该滤波模块用于对均衡模块在均衡电流开启和关闭的瞬间引起的电流冲击以及外界干扰引起的电流冲击进行过滤。
6.根据权利要求5所述的电池组电压均衡系统，其特征在于，所述滤波模块为滤波电容。
7.根据权利要求5或6所述的电池组电压均衡系统，其特征在于，该系统还包括连接于滤波模块和电池组之间的保护模块，所述保护模块用于对系统出现的异常情况进行保护。
8.根据权利要求7所述的电池组电压均衡系统，其特征在于，所述保护模块为保险丝。
9.一种电池组电压均衡系统的均衡方法，电池组电压均衡系统为权利要求1所述的电池组电压均衡系统，其中，均衡方法包括以下步骤: 步骤S1:采样模块采集电池组的电池信息； 步骤S2:控制模块根据采样模块采集的电池信息确定需均衡的单体电池； 步骤S3:控制模块控制均衡模块对需均衡的单体电池进行均衡处理，并定时执行下一步骤； 步骤S4:控制模块控制均衡模块关闭均衡电流，同时控制采样模块对进行均衡处理的单体电池进行采样，并根据采样模块采集的电池信息重新确定需均衡的单体电池，返回执行步骤S3。
10.根据权利要求9所述的电池组电压均衡系统的均衡方法，其特征在于，在步骤S4中，当控制模块根据采样模块采集的电池信息确定电池组中所有单体电池均达到均衡状态时，电池组电压均衡系统停止工作或者返回执行步骤Si。
全文摘要
一种电池组电压均衡系统，包括采样模块、均衡模块和控制模块，所述控制模块根据采样模块采集的电池组的电池信息确定需均衡的单体电池，并控制均衡模块对需均衡的单体电池进行均衡，其中，当采样模块在采集电池组的电池信息时，控制均衡模块关闭均衡电流。本发明电池组电压均衡系统避免了由于均衡电流的存在而导致采样模块采集的电压出现偏差，进而影响电池组使用性能的技术问题，本发明电池组电压均衡系统保证了采样模块采集电压的准确性，进而提高了电池组的使用性能。
文档编号H02J7/00GK103166257SQ201110416628
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者邓林旺, 倪琰, 林正鑫 申请人:比亚迪股份有限公司