专利名称：一种锂离子电池组电量均衡方法及系统的制作方法
技术领域：
本申请涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种锂离子电池组电量均衡方法及系统。
背景技术：
随着传统能源的日益枯竭，环境污染的日益严重，国家提出了节能减排、发展低碳经济的政策，锂离子电池由于其在应用过程中具有能量密度高、安全性好、寿命长、无记忆效应、环保等特性而的到了广泛的应用。在锂离子电池的使用过程中，为了获得大功率、大容量，需要将锂离子电池以串并联方式组成锂离子电池组。由于锂离子电池制造水平的限制，单体锂离子电池之间的性能还不能达到完全的 一致，而锂离子电池组的性能由单体锂离子电池的性能决定，使得锂离子电池组在使用过程中，只要某个单体锂离子电池的电量不足，就要对锂离子电池组充电，这样容易导致锂离子电池组中其它单体锂离子电池处于过充电状态，造成锂离子电池组的损坏，使用寿命缩短。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提供一种锂离子电池组电量均衡方法及系统，通过电量转移的方式，使锂离子电池组中各个单体锂离子电池达到均衡状态，避免了锂离子电池处于过充电、过放电状态的问题。技术方案如下一种锂离子电池组电量均衡方法，所述锂离子电池组由若干单体锂离子电池组成，所述均衡方法包括实时采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值；依据所述采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值；对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压及SOC值进行比较，当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电量进行均衡。一种锂离子电池组电量均衡方法，所述锂离子电池组由若干锂离子电池模块组成，所述锂离子电池模块由若干单体锂离子电池组成，所述均衡方法包括实时采集所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值；依据所述采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的SOC值，并计算各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值；当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，对所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池进行电量均衡，实现模块内部的均衡，并在所述锂离子电池组中存在锂离子电池模块间总电压或总SOC值不相等时，对所述各个锂离子电池模块进行电量均衡，实现模块之间的均衡。一种锂离子电池组电量均衡系统，所述锂离子电池组由若干单体锂离子电池组成，所述均衡系统包括采集模块，估算模块和均衡模块；其中所述采集模块用于实时采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值；所述估算模块用于依据所述采集模块采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值；
所述均衡模块用于对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压及SOC值进行比较，当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电量进行均衡。上述系统，优选的，所述均衡模块包括比较单元，开关矩阵电路和控制单元；其中所述比较单元用于对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压和SOC值进行比较；所述开关矩阵电路用于在所述锂离子电池组中任意两个单体锂离子电池之间设置均衡电路；所述控制单元用于在所述比较单元比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，启动均衡电路，控制所述锂离子电池组中的各个单体锂离子电池进行电量转移。上述系统，优选的，所述均衡电路为两个相互独立的充放电回路，所述充放电回路用于控制所述两个单体锂离子电池进行电量均衡过程中电量转移的方向。一种锂离子电池组电量均衡系统，所述锂离子电池组由若干锂离子电池模块组成，所述锂离子电池模块由若干单体锂离子电池组成，所述均衡系统包括采集模块，估算模块，计算模块和均衡模块；其中所述采集模块用于实时采集所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值；所述估算模块用于依据所述采集模块采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值；所述计算模块用于依据所述采集模块采集的各个单体锂离子电池的电压、电流值和所述估算模块估算得到的各个单体锂离子电池的SOC值，计算所述锂离子电池组中各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值；所述均衡模块用于对所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的电压和SOC值以及所述锂离子电池组中各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值进行比较，并根据比较结果分别对所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池以及所述各个锂离子电池模块进行电量均衡。
上述系统，优选的，所述均衡模块包括比较单元，开关矩阵电路和控制单元；其中所述比较单元用于对所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的电压和SOC值以及所述锂离子电池组中各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值进行比较；所述开关矩阵电路用于在所述锂离子电池组中任意两个锂离子电池模块之间以及锂离子电池模块内任意两个单体锂离子电池之间设置电量均衡电路；所述控制单元用于在所述比较单元比较得出所述锂离子电池模块中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，启动所述均衡电路，控制所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池进行电量转移，实现模块内部的均衡，并在所述锂离子电池组中存在锂离 子电池模块之间总电压或总SOC值不相等时，控制所述各个锂离子电池模块进行电量转移，实现模块之间的均衡。上述系统，优选的，所述均衡电路为两个相互独立的充放电回路，所述充放电回路用于控制所述两个单体锂离子电池进行电量均衡过程中以及所述两个锂离子电池模块进行电量均衡过程中电量转移的方向。上述系统，优选的，所述控制单元还用于在所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的电压或SOC值都相等，所述锂离子电池组中存在锂离子电池模块之间总电压或总SOC值不相等时，控制所述各个单体锂离子电池模块进行电量转移。由以上本申请提供的技术方案可见，本申请提供的一种锂离子电池组电量均衡系统和方法，通过控制开关矩阵电路使对锂离子电池组的电量进行均衡最终使锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电量达到平衡状态。应用本申请提供的锂离子电池组电量均衡方法和系统，实时采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值，并依据所述采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值；对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压及SOC值进行比较，当比较得出所述锂离子电池组中存在电压或SOC值不相等的单体锂离子电池时，控制开关矩阵电路，使电压或SOC值高的锂离子电池中的电量转移到电压或SOC值低的锂离子电池中，直到所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池之间的电量达到平衡状态，进一步，如果所述锂离子电池组由锂离子电池模块组成，所述锂离子电池模块由单体锂离子电池组成，所述锂离子电池组电量均衡系统还可以首先对锂离子电池模块内单体锂离子电池间进行电量均衡，当模块内单体锂离子电池间达到均衡状态时，对锂离子电池模块间的电量进行均衡，直到所有单体锂离子电池都处于均衡状态，避免了所述锂离子电池组中单体锂离子电池处于过充电，过放电状态的问题。另外，所述锂离子电池组电量均衡系统的均衡过程是电量转移的过程，即电量从电压或SOC值高的锂离子电池直接转移到电压或SOC值低的锂离子电池，不需要借助外接电阻等元器件进行放电，一方面，在避免了能量消耗的同时避免了外接电阻放电过程中产生的热量对锂离子电池组的影响，另一方面所述锂离子电池均衡系统的均衡过程为大电流均衡，提高了均衡速度，属于快速均衡。因此，所述锂离子电池组电量均衡系统是一种自适应主动均衡系统，即无论电池是在充电、放电还是静置的时候，均可以进行均衡管理，最终使所述锂离子电池组中的单体锂离子电池处于均衡的工作状态。
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本申请实施例一提供的一种锂离子电池组电量均衡系统的结构示意图；图2为本申请实施例一提供的均衡模块的结构示意图；图3为本申请实施例一提供的均衡电路的结构示意图；图4为本申请实施例二提供的一种锂离子电池组电量均衡系统的结构示意图； 图5为本申请实施例二提供的均衡模块的结构示意图；图6为本申请实施例三提供的一种锂离子电池组电量均衡方法的流程图；图7为本申请实施例四提供的一种锂离子电池组电量均衡方法的流程图。为了图示的简单和清楚，以上附图示出了结构的普通形式，并且为了避免不必要的模糊本发明，可以省略已知特征和技术的描述和细节。另外，附图中的单元不必要按照比例绘制。例如，可以相对于其他单元放大图中的一些单元的尺寸，从而帮助更好的理解本发明的实施例。不同附图中的相同标号表示相同的单元。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。实施例一本申请实施例提供的一种锂离子电池组电量均衡系统的结构示意图如图I所示，包括采集模块101，估算模块102和均衡模块103 ；采集模块101通过专用的采集芯片或电压传感器实时采集所述锂离子电池组104中各个单体锂离子电池的电压，通过电流传感器和温度传感器实时采集所述锂离子电池组104中各个单体锂离子电池的电流和温度值，采集模块101将采集到的各个单体锂离子电池的电压、电流和温度值发送给估算模块102。估算模块102接收到所述采集模块101发送来的各个单体锂离子电池的电压、电流和温度值后，根据所述电压、电流和温度值，通过SOC算法计算所述锂离子电池组104中各个单体锂离子电池的S0C，并将所述各个单体锂离子电池的电压、电流和SOC值发送给均衡模块。具体的，所述估算模块的功能可用微处理器来实现。所述均衡模块103在接收到所述估算模块发送来的各个单体锂离子电池的电压和SOC值后，对所述锂离子电池组104中各个单体锂离子电池的电压及SOC值进行比较，当比较得出所述锂离子电池组104中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，启动均衡功能，对所述锂离子电池组104中各个单体锂离子电池的电量进行均衡。
具体的，所述均衡模块103的结构示意图如图2所示，包括比较单元201，开关矩阵电路202和控制单元203 ；比较单元201接收到所述估算模块102发送来的各个单体锂离子电池的电压和SOC值后，对各个单体锂离子电池的电压和SOC值分别进行比较，判断所述各个单体锂离子电池的电压或SOC是否相等，并将比较结果发送给控制单元203。开关矩阵电路202为所述锂离子电池组104中的任意两个单体锂离子电池间提供电量均衡电路，即在任意两个单体锂离子电池之间都设置两个相互独立的充放电回路，充放电回路控制电量均衡过程中电量转移方向，所述的电量转移方向是电压或SOC值高的单体锂离子电池到电压或SOC值低的锂离子电池的方向，当任意两个单体锂离子电池之间的电压或SOC值不相等时都可以通过选择它们之间的充放电回路进行电量均衡，使电压或SOC值高的单体锂离子电池中的电量转移到电压或SOC值低的锂离子电池中。具体的，所述均衡电路为两个相互独立的充放电回路，两个充放电回路为两个单·体锂离子电池之间电量的转移提供电量转移通路，电量转移的方向是从电压或SOC值高的单体锂离子电池到电压或SOC值低的锂离子电池的方向。当两个单体锂离子电池之间需要进行电量均衡时，通过可控开关进行选择相应的充放电回路，使电压或SOC值高的锂离子电池中的电量转移到电压或SOC值低的锂离子电池中。控制单元203分析所述比较单元201发送来的比较结果，当比较得出所述锂离子电池组104中存在单体锂离子电池间的电压或SOC值不相等时，即只要出现单体锂离子电池的电压或SOC值与其它锂离子电池的电压或SOC值不同时，启动所述电压或SOC值不相等的两个单体锂离子电池之间的均衡电路，即选择并闭合电压或SOC值高的单体锂离子电池到电压或SOC值低的锂离子电池方向的充放电回路,使电压或SOC值高的锂离子电池的电量转移到电压或SOC值低的单体锂离子电池中，即能量从电量高的锂离子电池转移到电量低的锂离子电池中。具体的，为了便于描述，这里假设所述锂离子电池组104中单体锂离子电池有四个，分别为B1、B2、B3和B4，所述B1、B2、B3和B4之间为串联关系，所述开关矩阵电路202分别在B1和B2之间、B1和B3之间、B1和B4之间、B2和B3之间、B2和B4之间以及B3和B4之间设置有均衡电路，所述均衡电路为两个相互独立的充放电回路。例如，B1和B2之间的均衡电路的结构示意图如图3所示，需要说明的是，该图只为充放电回路的简单结构示意图，并不代表实际的电路图。B1和B2之间设置有两个独立的充放电回路，所述充放电回路通过两个可控开关kl和k2进行选择，当B1和B2之间需要电量均衡时，控制单元控制两个可控开选择相应的充放电回路，使&和B2之间的进行电量均衡，当B1和B2之间不需要电量均衡时，控制单元控制B1和B2之间的两个可控开关断开，使充放电回路断开。其它任意两个单体锂离子之间的均衡电路的设置同理。具体的，当比较得出B1的电压或SOC值大于B2的电压或SOC值，控制单元同时驱动可控开关kl和k2，使得kl的触点Ia和Ic闭合，k2的触点2a和2c闭合，此时，B1的电量通过选择的充放电回路转移到B2中，当B1和B2之间的电压或SOC值都相等时，断开所述充放电回路，B1和B2之间达到均衡状态。相反，如果B1的电压或SOC值小于B2的电压或SOC值，控制单元同时驱动可控开关kl和k2，使得kl的触点Ia和Ib闭合，k2的触点2a和2b闭合，此时，B2的电量通过选择的充放电回路转移到B1中，当B1和B2之间的电压或SOC值都相等时，断开所述充放电回路，B1和B2之间达到均衡状态。其他任意两个单体锂离子电池之间的电量均衡过程同理。基于上述描述，所述锂离子电池组电量均衡系统的工作过程为采集模块101通过专用的采集芯片(如LTC6802)采集VB2、B3和B4的电压值，电压值分别为WV3和V4;通过电流传感器采集到的各个单体锂离子电池的电流值分别为I1^ 12、I3和I4 ;通过温度传感器采集到的各个单体 锂离子电池的温度值分别为T2, T3和T4 ;采集模块101将采集到的单体锂离子电池B2, B3和B4的电压、电流和温度值发送给估算模块102。估算模块102根据接收到的所述采集模块101发送来的锂离子电池B2, B3和B4的电压、电流和温度值，估算所述各个锂离子电池B2, B3和B4的荷电状态SOC分别为SOC1, SOC2, SOC3和S0C4。所述估算模块102将各个单体锂离子电池的电压、电流和SOC发送给均衡模块103内的比较单元201 ；比较单元201对锂离子电池Bi、B2、B3和B4的电压和SOC值分别进行比较，判断所述各个单体锂离子电池Bi、B2、B3和B4的电压或SOC值是否相等，并将比较结果发送给控制单元203。控制单元203分析所述比较单元201发送来的比较结果，在所述锂离子电池组104中存在单体锂离子电池间的电压或SOC值不相等时，即不管是电压还是SOC值，只要有一项不相等时，启动所述开关矩阵电路设置的均衡电路，控制所述锂离子电池组104中的各个单体锂离子电池之间进行电量均衡。例如，假设测得的各个锂离子电池的荷电状态值SOC存在不相等的情况，具体为SOCASOCfSOCpSOC；，那么控制单元203驱动所述开关矩阵电路202中B1和B2之间、B1和B3之间、B1和B4之间、B2和B4之间、B3和B4之间的可控开关，闭合B1和B2之间、B1和B3之间、B1和B4之间、B2和B4之间、B3和B4之间的充放电回路，此时充放电回路中电量转移方向为从B1转移到B2、B3和B4,从B2转移到B4,从B3转移到B4,在均衡过程中，当任意两个单体锂离子电池之间的SOC值相等时，断开所述充放电回路；当任意两个单体锂离子电池之间的SOC值出现差异时，假设B2和B3之间的SOC值由相等变为不相等时，具体为SOCASOCPSOCPSOC；，那么，还需要驱动B2和B3之间的可控开关，使得B2中的电量转移到B3中。实施例二当所述锂离子电池组包含多个锂离子电池组模块时，即首先由多个单体锂离子电池组成锂离子电池模块，然后由多个锂离子电池模块组成锂离子电池组，所述锂离子电池组电量均衡系统的结构示意图如图4所示,包括采集模块401，估算模块402，计算模块403和均衡模块404 ；采集模块401通过专用的采集芯片或电压传感器实时采集所述锂离子电池组405中各个锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的的电压，通过电流传感器和温度传感器实时采集所述各个单体锂离子电池的电流和温度值，采集模块401将采集到的各个单体锂离子电池的电压、电流和温度值发送给估算模块402。估算模块402接收到所述采集模块401发送来的各个单体锂离子电池的电压、电流和温度值后，根据所述电压、电流和温度值，通过SOC算法估算所述各个单体锂离子电池的S0C，并将所述各个单体锂离子电池的电压、电流和SOC值发送给均衡模块404。
所述计算模块403用于依据所述采集模块401采集的各个单体锂离子电池的电压、电流值和所述估算模块402估算得到的各个单体锂离子电池的SOC值，计算所述锂离子电池组405中各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值，并将所述各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值发送被均衡模块404 ；所述均衡模块404用于对所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的电压和SOC值以及所述锂离子电池组中各个锂离子电池模块的总电压及总SOC值进行比较，当比较得出锂离子电池模块内存在单体锂离子电池的电压或SOC不相等时，首先启动第一级均衡，对锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的 电量进行均衡，实现模块内部的均衡，即，使锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的电量达到均衡状态；当模块内各个单体锂离子电池间的电量达到均衡时，启动第二级均衡，即对锂离子电池组中各个锂离子电池模块间的电量进行均衡，实现模块之间的均衡，即，使锂离子电池组中各个锂离子电池模块之间的电量达到平衡状态。具体的，所述均衡模块404的结构示意图如图5所示，包括比较单元501，开关矩阵电路502和控制单元503 ；比较单元501接收到所述估算模块402发送来的各个单体锂离子电池的电压和SOC值以及计算模块403发送来的各个锂离子电池模块的总电压、总SOC值后，对各个单体锂离子电池的电压和SOC值以及各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值分别进行比较，判断所述各个单体锂离子电池的电压或SOC以及各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值是否相等，并将比较结果发送给控制单元503。开关矩阵电路502用于在所述锂离子电池组405中的任意两个锂离子电池模块之间以及锂离子电池模块内任意两个单体锂离子电池之间设置电量均衡电路，即在任意两个锂离子电池模块之间以及锂离子电池模块内任意两个单体锂离子电池之间设置两个相互独立的充放电回路，充放电回路控制电量均衡过程中电量转移方向。具体的，当比较得出锂离子电池模块内存在电压或SOC不相等的单体锂离子电池时，首先启动第一级均衡，即控制模块内部单体锂离子电池之间充放电回路的闭合与断开，使模块内部电压或SOC值高的单体锂离子电池的电量转移到电压或SOC值低的单体锂离子电池中，实现模块内部的均衡，即，使锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的电量达到均衡状态；当锂离子电池组中存在锂离子电池模块间的总电压或总SOC值不相等时，启动第二级均衡，即控制锂离子电池模块之间的充放电回路的闭合与断开，使总电压或总SOC值高的锂离子电池组中的电量转移到总电压或总SOC值低的锂离子电池组中，实现模块之间的均衡，即，使锂离子电池组中各个锂离子电池模块之间的电量达到平衡状态。进一步，当比较得出锂离子电池模块内单体锂离子电池的电压和SOC值都相等，锂离子电池组中存在锂离子电池模块的总电压或总SOC值不相等时，直接对锂离子电池模块之间的电量进行均衡，控制锂离子电池模块之间的充放电回路的闭合与断开，使总电压或总SOC值高的锂离子电池组中的电量转移到总电压或总SOC值低的锂离子电池组中，达到锂离子电池模块之间电量的均衡。实施例三本申请实施例提供的锂离子电池组电量均衡方法的流程图如图6所示，包括步骤SlOl :实时采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值；具体的，通过电压传感器或专用的电压采集芯片采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压，通过电流传感器和温度传感器采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电流和温度值。步骤S102 :依据所述采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值；具体的，通过SOC算法计算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值。步骤S103 :当比较得出所述锂离子电池组中存在电压或SOC值不相等的单体锂离子电池时，对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电量进行均衡。具体的，对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压及SOC值进行比较， 当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，即不管是电压还是SOC值，只要有一项不相等时，启动均衡功能，对所述锂离子电池组中的各个单体锂离子电池的电量进行均衡，直到所述各个单体锂离子电池的电量达到平衡状态为止。实施例四本申请实施例提供的锂离子电池组电量均衡方法的流程图如图7所示，包括步骤SlOl :实时采集所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值；步骤S102 :依据所述采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值，并计算各个锂离子电池模块的总电压总SOC值；步骤S103 :当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，对所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池之间进行电量均衡，并在所述锂离子电池组中存在锂离子电池模块间总电压或总SOC值不相等时，对所述各个锂离子电池模块进行电量均衡。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所述仅是本申请的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
权利要求
1.一种锂离子电池组电量均衡方法，所述锂离子电池组由若干单体锂离子电池组成，其特征在于，所述均衡方法包括 实时采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值； 依据所述采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC 值； 对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压及SOC值进行比较，当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电量进行均衡。
2.一种锂离子电池组电量均衡方法，所述锂离子电池组由若干锂离子电池模块组成，所述锂离子电池模块由若干单体锂离子电池组成，其特征在于，所述均衡方法包括 实时采集所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值； 依据所述采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的SOC值，并计算各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值； 当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，对所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池进行电量均衡，实现模块内部的均衡，并在所述锂离子电池组中存在锂离子电池模块间总电压或总SOC值不相等时，对所述各个锂离子电池模块进行电量均衡，实现模块之间的均衡。
3.一种锂离子电池组电量均衡系统，所述锂离子电池组由若干单体锂离子电池组成，其特征在于，所述均衡系统包括 采集模块，估算模块和均衡模块； 其中 所述采集模块用于实时采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值； 所述估算模块用于依据所述采集模块采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值； 所述均衡模块用于对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压及SOC值进行比较，当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电量进行均衡。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述均衡模块包括 比较单元，开关矩阵电路和控制单元； 其中 所述比较单元用于对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压和SOC值进行比较； 所述开关矩阵电路用于在所述锂离子电池组中任意两个单体锂离子电池之间设置均衡电路； 所述控制单元用于在所述比较单元比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，启动均衡电路，控制所述锂离子电池组中的各个单体锂离子电池进行电量转移。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述均衡电路为两个相互独立的充放电回路，所述充放电回路用于控制所述两个单体锂离子电池进行电量均衡过程中电量转移的方向。
6.一种锂离子电池组电量均衡系统，所述锂离子电池组由若干锂离子电池模块组成，所述锂离子电池模块由若干单体锂离子电池组成，其特征在于，所述均衡系统包括 采集模块，估算模块，计算模块和均衡模块； 其中 所述采集模块用于实时采集所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值； 所述估算模块用于依据所述采集模块采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值； 所述计算模块用于依据所述采集模块采集的各个单体锂离子电池的电压、电流值和所述估算模块估算得到的各个单体锂离子电池的SOC值，计算所述锂离子电池组中各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值； 所述均衡模块用于对所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的电压和SOC值以及所述锂离子电池组中各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值进行比较，并根据比较结果分别对所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池以及所述各个锂离子电池模块进行电量均衡。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述均衡模块包括 比较单元，开关矩阵电路和控制单元； 其中 所述比较单元用于对所述锂离子电池模块中各个单体锂离子电池的电压和SOC值以及所述锂离子电池组中各个锂离子电池模块的总电压和总SOC值进行比较； 所述开关矩阵电路用于在所述锂离子电池组中任意两个锂离子电池模块之间以及锂离子电池模块内任意两个单体锂离子电池之间设置电量均衡电路； 所述控制单元用于在所述比较单元比较得出所述锂离子电池模块中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，启动所述均衡电路，控制所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池进行电量转移，实现模块内部的均衡，并在所述锂离子电池组中存在锂离子电池模块之间总电压或总SOC值不相等时，控制所述各个锂离子电池模块进行电量转移，实现模块之间的均衡。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述均衡电路为两个相互独立的充放电回路，所述充放电回路用于控制所述两个单体锂离子电池进行电量均衡过程中以及所述两个锂离子电池模块进行电量均衡过程中电量转移的方向。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制单元还用于在所述锂离子电池模块内各个单体锂离子电池的电压或SOC值都相等，所述锂离子电池组中存在锂离子电池模块之间总电压或总SOC值不相等时，控制所述各个单体锂离子电池模块进行电量转移。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池组电量均衡方法，包括实时采集所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压、电流及温度值；依据所述采集的电压、电流及温度值估算所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的SOC值；对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电压及SOC值进行比较，当比较得出所述锂离子电池组中存在单体锂离子电池间电压或SOC值不相等时，对所述锂离子电池组中各个单体锂离子电池的电量进行均衡，该方法通过单体锂离子电池之间电量的转移，使各个单体锂离子电池的电量达到均衡，避免了锂离子电池处于过充电、过放状态的问题，提高了锂离子电池组的使用效率，延长了锂离子电池组的使用寿命。
文档编号H02J7/00GK102751757SQ20121022669
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者傅尧, 尹茂振, 林勇刚, 栗宁, 王继业, 郑百祥 申请人:北京中电飞华通信股份有限公司, 北京国电通网络技术有限公司, 国家电网公司