專利名稱：一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置及電池箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動汽車技術領域，特別是涉及一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置及電池箱。
背景技術：
電動汽車是指以車載電源為動力，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項要求的車輛。目前電動汽車具有很廣泛的應用場景。電動汽車一般使用標準的電池作為其驅(qū)動電源。但是單體電池在制造過程中，具有性能的分散性，并且在使用過程中電池包內(nèi)部環(huán)境也具有非均勻性，因此隨著使用時間的增加，單體電池之間的性能差異將逐漸拉大，而如果不采取相應的措施來減小這種差異，將造成某些單體電池過充電、某些單體電池過放電以及過充和過放的后果，這不僅影響電池的使用壽命，損壞電池，而且還可能產(chǎn)生大 量的熱量引起電池燃燒或爆炸?，F(xiàn)有技術中，電動汽車的電池在串接使用時，由于電池質(zhì)量、批次等自身的原因以及在使用過程中個別電芯的損壞，使得電池組在長期使用后，各電芯的容量會有差異，而這種差異會隨時間變得越來越大，造成在給該電池組中的多個電池同時充電時(即是在經(jīng)過同樣電流情況下)，容量大的電芯總是處于淺充淺放狀態(tài)，其電芯容量衰減緩慢，會有更長的使用壽命；而容量小的電芯與容量大的電芯相比，就總是處于過充過放狀態(tài)，容量小的電芯容量就會加快衰減且縮短壽命。而由于電池組的壽命是由最差電芯的壽命決定的，從而導致電池組的整體壽命隨之下降。因此采取均衡技術來補償電池組中各個電池之間的性能差異是非常必要的，而如何能夠創(chuàng)新的提出一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置及電池箱也是本領域技術人員急需解決的技術問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置及電池箱，通過均衡控制的引入，可以使得電池的一致性得到了較大程度的提高，也能夠延長電池組中電池的使用壽命。為解決上述技術問題，本實用新型還提供了一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置，包括檢測單元，用于周期性檢測所述電池組的電池狀態(tài)信號，所述電池狀態(tài)信號包括電池荷電狀態(tài)S0C、內(nèi)阻、電壓、電流和/或溫度；均衡判斷單元，用于依據(jù)所述電池狀態(tài)信號判斷所述電池組中的電池是否需要進7TT均衡控制；均衡控制單元，用于在所訴判斷單元的結果為是的情況下，通過所述電池連接的均衡單元對所述電池進行均衡控制。優(yōu)選的,所述檢測單元具體包括[0011]第一判斷子單元，用于判斷是否到達進行電池監(jiān)控的第一預設時間；采集信息子單元，用于在所述第一判斷子單元的結果為是的情況下，采集當前電池組的電壓和/或電流信息；第二判斷子單元，用于依據(jù)所述電流信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)充電過流；第一充電保護子單元，用于在所述第二判斷子單元的結果為是的情況下，置充電過流標志并進行充電保護；第一清除子單元，用于在開始放電的情況下，清除所述充電過流標志并釋放充電保護；第三判斷子單元，用于判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)放電過流；第一放電保護子單元，用于在所述第三判斷子單元的結果為是的情況下，置放電過流標志并進行放電保護；第二清除子單元，用于在開始充電的情況下，清除所述放電過流標志并釋放放電保護；第四判斷子單元，用于依據(jù)所述電壓信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)電壓 過充；第二充電保護子單元，用于在所述第四判斷子單元的結果為是的情況下，置過充標志并進行充電保護；第三清除子單元，用于在過充恢復電壓時，清除所述過充標志并釋放充電保護；第五判斷子單元，用于依據(jù)所述電壓信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)電壓過放；第二放電保護子單元，用于在所述第五判斷子單元的結果為是的情況下，置過放標志并進行放電保護；第四清除子單元，用于在過放恢復電壓時，清除所述過放標志并釋放放電保護。優(yōu)選的，所述檢測模塊具體包括第六判斷子單元，用于判斷是否到達進行電量計算的第二預設時間；第一采集子單元，用于在所述第六判斷子單元的結果為是的情況下，采集當前電池組的電壓和/或電流信息；第七判斷子單元，用于依據(jù)所述電壓和/或電流信息判斷所述電池組中的電池是否充電截止；第一設置子單元，用于在所述第七判斷子單元的結果為是的情況下，置為充電截止標志；第五清除子單元，用于在所述充電截止恢復的情況下，清除所述充電截止標志；第八判斷子單元，用于判斷所述電池組中的電池是否放電截止；第二設置子單元，用于在所述第八判斷子單元的結果為是的情況下，置為放電截止標志；第六清除子單元，用于在所述放電截止恢復的情況下，清除所述放電截止標志；計算SOC子單元，用于更新所述電池組中電池的當前電量，并計算所述電池組中的 SOC ；[0035]電量學習子單元，在完整的進行一次充放電之后，依據(jù)所述SOC進行電量學習。優(yōu)選的，所述檢測模塊具體包括第九判斷子單元，用于判斷是否到達進行溫度計算的第三預設時間；第十判斷子單元，用于在所述第九判斷子單元的結果為是的情況下，判斷所述電池組中的電池的溫 度是否高于第一預設溫度閾值；第一充放電保護子單元，用于在所述第十判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度過高標志并進行充放電保護；第七清除子單元，用于在溫度過高恢復的情況下，清除溫度過高標志并進行充放電保護釋放；第十一判斷子單元，用于判斷所述電池組中的電池的溫度是否低于第二預設溫度閾值；第二充放電保護子單元，用于在所述第十一判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度過低標志并進行充放電保護；第八清除子單元，用于在溫度過低恢復的情況下，清除所述溫度過低標志并進行充放電保護釋放；第十二判斷子單元，用于判斷所述電池組中的電池的溫度是否變化頻率高于預設頻率閾值；第三充放電保護子單元，用于在所述第十二判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度劇變標志并進行充放電保護；第九清除子單元，用于在溫度劇變恢復的情況下，清除溫度劇變標志并釋放充放電保護。優(yōu)選的，還包括時間判斷單元，用于判斷是否到達進行電池狀態(tài)信號輸出的第四預設時間；數(shù)據(jù)輸出單元，用于在所述時間判斷單元的結果為是的情況下，將檢測到的電池狀態(tài)信號進行輸出。優(yōu)選的，所述均衡控制單元具體用于依據(jù)所述電池狀態(tài)信號指示的所述電池的當前充電信息，控制所述電池的開關單元閉合或者斷開，所述當前充電信息包括所述電池組中的電池是否出現(xiàn)充電過流、放電過流、電壓過充、電壓過放、溫度過高、溫度過低和/或溫度劇變的信息。優(yōu)選的，還包括報警單元，用于在所述當前充電信息指示所述電池組中的電池出現(xiàn)充電過流、放電過流、電壓過充、電壓過放、溫度過高、溫度過低和/或溫度劇變的情況下，進行報警。本實用新型還提供了一種實現(xiàn)電池組均衡充電的電池箱，包括前述任一項實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置。從上述的技術方案可以看出，本實用新型實施例可以針對不同的情況，通過設置均衡開啟、均衡電流百分比等參數(shù)，以提高成組電池的充放電均衡管理，提高成組電池壽命。本實用新型實施例的大功率串充系統(tǒng)，當對電池充電前期時，按照大功率串充方式，提高充電效率，并且本實用新型實施例的小功率并充系統(tǒng)，當對電池充電后期時，按照小功率并充方式，防止過充，實現(xiàn)充電均衡。因此，本實用新型實施例中的均衡充電控制方案，對兩種充電系統(tǒng)的切換進行智能判斷，實現(xiàn)充電效率和充電保護的統(tǒng)一。

圖I為本實用新型裝置實施例一的結構示意圖；圖2為裝置實施例一中檢測單元101的一個結構示意圖；圖3為裝置實施例一中檢測單元101的另一個結構示意圖；圖4為裝置實施例一中檢測單元101的再一個結構示意圖；圖5a為鐵鋰4串電池不加均衡芯片的充電曲線示意圖；圖5b為鐵鋰4串電池加均衡芯片的充電曲線示意圖； 圖6a是鐵鋰4串電池不加均衡芯片的放電曲線示意圖；圖6b是鐵鋰4串電池加均衡芯片的放電曲線示意圖；圖7為本實用新型裝置實施例二的結構示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。電池充電所涉及的電池均衡，分為主動均衡和被動均衡，目前大部分電池組都沒有引入均衡控制或者是采用被動均衡。這里的被動均衡，指的是采用對電壓較高的電池采用放電的方法，以達到電池間動態(tài)的相互平衡，這種被動均衡方法，雖然可以起到一定的作用，但是具有動態(tài)調(diào)節(jié)范圍窄、一致性差、功耗大等缺點。而采用分立元件的主動均衡，在一定程度上減小了被動均衡的一些缺點，但卻具有由于分立元件數(shù)量多，一致性差而導致的穩(wěn)定性差，功耗大等缺點。本實用新型實施例以主動均衡芯片為核心的主動均衡應用設計。采用芯片級的主動均衡技術，既可以避免被動均衡設計上的缺陷，又可以避免分立元器件的主動均衡的缺點，是未來電池成組技術均衡技術的方向。本實用新型實施例中的均衡系統(tǒng)由多個模塊組成，每個電池可以配一個均衡單元，上層電池管理系統(tǒng)(BMS系統(tǒng))對均衡單元的均衡作用進行調(diào)節(jié)，從而達到均衡效果。本實用新型實施例中利用新的電池均衡管理體系和芯片級的硬件工藝，可以在整組電池充放電的同時對電池進行均衡控制,綜合了電池荷電狀態(tài)、內(nèi)阻、電壓、電流和溫度等電池狀態(tài)信號，可以實現(xiàn)電池的真正的狀態(tài)平衡。并且通過本實施例的均衡控制方法，也可以消除單體電池間的差異。本實用新型實施例提供一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置。參見圖I，示出了一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置實施例I的結構示意圖，可以包括檢測單元101，用于周期性檢測所述電池組的電池狀態(tài)信號，所述電池狀態(tài)信號包括電池荷電狀態(tài)SOC、內(nèi)阻、電壓、電流和/或溫度；在本實施例中，需要定時檢測電池組中的電池狀態(tài)信號，其中可以包括電池荷電狀態(tài)S0C，電池的內(nèi)阻，電池電壓，電池電流或者電池溫度信號等，再根據(jù)檢測到的電池狀態(tài)信號，可以判斷是否需要對電池組中的電池進行均衡控制。[0072]檢測單元101在具體實 施時可以有很多種實現(xiàn)方式。參考圖2所示，在不同的實施例中，所述檢測單元101具體可以包括第一判斷子單元201，用于判斷是否到達進行電池監(jiān)控的第一預設時間；第一判斷子單元201首先判斷是否到達進行電池監(jiān)控的第一預設時間，例如1ms，當然，該時間可以根據(jù)應用需求而設置不同的數(shù)值。采集信息子單元202，用于在所述第一判斷子單元的結果為是的情況下，采集當前電池組的電壓和/或電流信息；采集信息子單元202則對當前電池組中的電池電壓以及電流信息進行采集，以便于后續(xù)可以根據(jù)電壓和電流的高低也判斷是否進行均衡控制。第二判斷子單元203，用于依據(jù)所述電流信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)充電過流；第二判斷子單元203根據(jù)電流信息指示的電流大小，可以判斷出當前電池組中的電池是否已經(jīng)出現(xiàn)了充電過流的現(xiàn)象。第一充電保護子單元204，用于在所述第二判斷子單元的結果為是的情況下，置充電過流標志并進行充電保護；第一充電保護子單元204對出現(xiàn)充電過流現(xiàn)象的電池置為充電過流標志，并對該電池進行充電保護。例如可以控制該電池所連接的均衡單元斷開該電池的充電連接。第一清除子單元205，用于在開始放電的情況下，清除所述充電過流標志并釋放充電保護；第一清除子單元205接著判斷出現(xiàn)充電過流的電池是否開始放電，如果是，則將該電池的充電過流標志清除，并釋放所述充電保護。第三判斷子單元206，用于判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)放電過流；第三判斷子單元206繼續(xù)判斷電池組中的電池是否出現(xiàn)放電過流的情況。第一放電保護子單元207，用于在所述第三判斷子單元的結果為是的情況下，置放電過流標志并進行放電保護；第一放電保護子單元207將出現(xiàn)放電過流現(xiàn)象的電池置為放電過流標志并對其進行放電保護；第二清除子單元208，用于在開始充電的情況下，清除所述放電過流標志并釋放放電保護；在該電池開始充電的情況下，第二清除子單元208再清除上述放電過流標志并釋放所述放電保護；第四判斷子單元209，用于依據(jù)所述電壓信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)電壓過充；第四判斷子單元209接著依據(jù)采集到的電壓信息判斷電池組中的電池是否出現(xiàn)了電壓過充的現(xiàn)象；第二充電保護子單元210，用于在所述第四判斷子單元的結果為是的情況下，置過充標志并進行充電保護；第二充電保護子單元210如果電池組中的電池出現(xiàn)電壓過充的現(xiàn)象，則置過充標志并對其進行充電保護；[0093]第三清除子單元211，用于在過充恢復電壓時，清除所述過充標志并釋放充電保護；在該電池組中的電池出現(xiàn)過充恢復電壓時，第三清除子單元211清除所述過充標志并釋放所述充電保護；第五判斷子單元212，用于依據(jù)所述電壓信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)電壓過放；第五判斷子單元212依據(jù)采集到的電壓信息判斷電池組中的電池是否出現(xiàn)電壓過放的現(xiàn)象；第二放電保護子單元213，用于在所述第五判斷子單元的結果為是的情況下，置過放標志并進行放電保護； 如果是的話，第二放電保護子單元213則需要對該出現(xiàn)電壓過放現(xiàn)象的電池置過放標志并進行放電保護；第四清除子單元214，用于在過放恢復電壓時，清除所述過放標志并釋放放電保護。并在過放恢復電壓時，第四清除子單元214清除所述過放標志并釋放所述放電保護。參考圖3所示，在不同的實施例中，對于進行電量檢測，所述檢測模塊101具體可以包括第六判斷子單元301，用于判斷是否到達進行電量計算的第二預設時間；第六判斷子單元301判斷當前是否到達進行電量計算的第二預設時間，例如20ms，當然，該時間可以根據(jù)實際需求進行適應性的調(diào)整。第一采集子單元302，用于在所述第六判斷子單元的結果為是的情況下，采集當前電池組的電壓和/或電流信息；第七判斷子單元303，用于依據(jù)所述電壓和/或電流信息判斷所述電池組中的電池是否充電截止；第七判斷子單元303依據(jù)采集到的電池組的電壓和/或電流信息，判斷當前電池組中的電池是否充電截止；第一設置子單元304，用于在所述第七判斷子單元的結果為是的情況下，置為充電截止標志；第一設置子單兀304對充電截止的電池置為充電截止標志；第五清除子單元305，用于在所述充電截止恢復的情況下，清除所述充電截止標志；第八判斷子單元306，用于判斷所述電池組中的電池是否放電截止；第二設置子單元307，用于在所述第八判斷子單元的結果為是的情況下，置為放電截止標志；第二設置子單元307將電池組中放電截止的電池置為放電截止標志；第六清除子單元308，用于在所述放電截止恢復的情況下，清除所述放電截止標志；第六清除子單元308在放電截止恢復的情況下，清除所述放電截止標志；[0115]計算SOC子單元309，用于更新所述電池組中電池的當前電量，并計算所述電池組中的SOC ；[0116]在實際使用時，當蓄電池使用一段時間或長期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值，常用百分數(shù)表示。SOC = I即表示為電池充滿狀態(tài)，而控制蓄電池運行時必須考慮其荷電狀態(tài)。需要更新電池組中電池的當前電量，并計算S0C;可見本實用新型實施例引入了模糊算法和人工智能控制，針對動力電池的特性，將電池的非線性狀態(tài)空間模型線性化，實時、精確地估算SOC值。本實用新型實施例中基于SOC的均衡算法，綜合了電池荷電狀態(tài)、內(nèi)阻、電壓、電流和溫度等電池狀態(tài)信號，實現(xiàn)了電池的真正的狀態(tài)平衡。并且可以使所有運行的電池同時充滿，同時放完，實現(xiàn)成組電池的最大容量和最大壽命。電量學習子單元310，在完整的進行一次充放電之后，依據(jù)所述SOC進行電量學習。本實用新型實施例公開的均衡控制，在大量電池特性實驗的基礎上，開發(fā)了一套基于SOC的均衡算法，與傳統(tǒng)的電壓均衡法及被動式均衡法比，能夠真正實現(xiàn)電池的狀態(tài)平衡。針對溫度的檢測，參考圖4所示，在不同的實施例中，所述檢測模塊801具體可以包括第九判斷子單元401，用于判斷是否到達進行溫度計算的第三預設時間；判斷當前時間是否到達進行溫度計算的第三預設時間，例如20ms，需要說明的是，該時間依然可以根據(jù)實際需求的不同而適應性調(diào)整。第十判斷子單元402，用于在所述第九判斷子單元的結果為是的情況下，判斷所述電池組中的電池的溫度是否高于第一預設溫度閾值；第十判斷子單元402判斷溫度是否高于一個預設的溫度值，如果高于這個預設的溫度值則可以判斷為該電池溫度過高，在實際應用中，該預設的溫度值可以適應性調(diào)整；第一充放電保護子單元403，用于在所述第十判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度過高標志并進行充放電保護；第一充放電保護子單元403對溫度過高的電池則置為溫度過高標志并對其進行充放電保護；第七清除子單元404，用于在溫度過高恢復的情況下，清除溫度過高標志并進行充放電保護釋放；第十一判斷子單元405，用于判斷所述電池組中的電池的溫度是否低于第二預設溫度閾值；第十一判斷子單元405接著判斷電池組中電池溫度是否低于一個預設的溫度值，如果低于這個預設的溫度值則可以判斷為該電池的溫度過低，在實際應用中，該預設的溫度值可以適應性調(diào)整；需要說明的是，該第二預設溫度閾值比第一預設溫度閾值要低；第二充放電保護子單元406，用于在所述第十一判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度過低標志并進行充放電保護；第八清除子單元407，用于在溫度過低恢復的情況下，清除所述溫度過低標志并進行充放電保護釋放；[0132]第十二判斷子單元408，用于判斷所述電池組中的電池的溫度是否變化頻率高于預設頻率閾值；這里的變化頻率表示單位時間內(nèi)電池的溫度變化所產(chǎn)生的溫度差，如果這個變化頻率高于預設的頻率閾值，那么意味著該電池的溫度發(fā)生了溫度劇變；第三充放電保護子單元409，用于在所述第十二判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度劇變標志并進行充放電保護；第三充放電保護子單元409則對該電池置為溫度劇變標志并進行充放電保護；第九清除子單元410，用于在溫度劇變恢復的情況下，清除溫度劇變標志并釋放充 放電保護。均衡判斷單元102，用于依據(jù)所述電池狀態(tài)信號判斷所述電池組中的電池是否需要進行均衡控制；均衡判斷單元102依據(jù)電池狀態(tài)信號所示意出的電池的電壓信號、電流信號、溫度信號或者SOC等信息，判斷電池組中的電池是否需要進行均衡控制，如果需要的話，則可以利用均衡單元對電池進行均衡控制。均衡控制單元103，用于在所訴判斷單元的結果為是的情況下，通過所述電池連接的均衡單元對所述電池進行均衡控制。具體的，在實際應用中，所述均衡控制單元103具體可以用于依據(jù)所述電池狀態(tài)信號指示的所述電池的當前充電信息，控制所述電池的開關單元閉合或者斷開，所述當前充電信息包括所述電池組中的電池是否出現(xiàn)充電過流、放電過流、電壓過充、電壓過放、溫度過高、溫度過低和/或溫度劇變的信息。其中，具體可以依據(jù)所述電池狀態(tài)信號指示的所述電池的當前充電信息，控制所述電池的開關單元閉合或者斷開，所述當前充電信息包括所述電池組中的電池是否出現(xiàn)充電過流、放電過流、電壓過充、電壓過放、溫度過高、溫度過低和/或溫度劇變的信息?？梢?，通過控制開關的導通時間和頻率，可以達到控制輸出電流的目的，并且實現(xiàn)電池的均衡控制。本實用新型實施例公開的均衡裝置，與傳統(tǒng)的電壓均衡法比較，具有均衡快捷、高效、耗能低的特點。圖5a是鐵鋰4串電池不加均衡芯片的充電曲線示意圖，圖5b是鐵鋰4串電池加均衡芯片的充電曲線示意圖，圖6a是鐵鋰4串電池不加均衡芯片的放電曲線示意圖，圖6b是鐵鋰4串電池不加均衡芯片的放電曲線示意圖。從四個圖中可以明顯看出，力口了均衡芯片之后，單體電池的一致性提高，充放電曲線幾乎完全吻合，也避免了電池的過充過放現(xiàn)象。使各單體電池可以同時充滿，同時放完，實現(xiàn)真正意義上的均衡?？梢姳緦嵱眯滦蛯嵤├_的均衡控制方法的均衡能力較強，可以使用“遲滯峰值-谷值”電流控制方法，并通過控制開關的導通時間和頻率，達到控制輸出電流的目的，最大均衡電流可達IOA以上。并且功耗低，本實用新型實施例使用特有的功率模擬芯片設計技術，采用新型的4開關升/降拓撲結構電路和新型電流控制方法，在整個電路中可以調(diào)節(jié)輸出電壓，使其不受電池電壓高低的影響，可以高效的雙向傳輸能量，保持電池組中電池的均衡。因此，本實用新型實施例可以綜合電池荷電狀態(tài)、內(nèi)阻、電壓、電流和溫度等電池狀態(tài)信號，實現(xiàn)了電池的真正的狀態(tài)平衡，開關拓撲結構和控制具有更高的效率和穩(wěn)定性，磁性元件的體積大為減小，也易于用集成電路實現(xiàn)。[0145]參見圖7，示出了一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置實施例2的結構示意圖，可以包括檢測單元101，用于周期性檢測所述電池組的電池狀態(tài)信號，所述電池狀態(tài)信號包括電池荷電狀態(tài)S0C、內(nèi)阻、電壓、電流和/或溫度；均衡判斷單元102，用于依據(jù)所述電池狀態(tài)信號判斷所述電池組中的電池是否需要進行均衡控制；均衡控制單元103，用于在所訴判斷單元的結果為是的情況下，通過所述電池連接的均衡單元對所述電池進行均衡控制。時間判斷單元701，用于判斷是否到達進行電池狀態(tài)信號輸出的第四預設時間；數(shù)據(jù)輸出單元702，用于在所述時間判斷單元的結果為是的情況下，將檢測到的電池狀態(tài)信號進行輸出。本實用新型實施例可以采用“遲滯峰值-谷值”電流控制方法通過輸入、輸出電流和輸出電壓的三環(huán)控制，容易實現(xiàn)能量雙向傳輸和穩(wěn)定的輸出電壓，并通過控制開關的導通時間和頻率，達到控制輸出電流的目的。“遲滯峰值-谷值”電流控制方法可以通過輸入、輸出電流和輸出電壓的三環(huán)控制，容易實現(xiàn)能量雙向傳輸和穩(wěn)定的輸出電壓。除此之外，這種電流控制法可有效地控制運行頻率，這使得能量傳輸在輕載時也保持很高的效率。報警單元703，用于在所述當前充電信息指示所述電池組中的電池出現(xiàn)充電過流、放電過流、電壓過充、電壓過放、溫度過高、溫度過低和/或溫度劇變的情況下，進行報警。本實用新型實施例還可以在電池出現(xiàn)充電過流、放電過流、電壓過充、電壓過放、溫度過高、溫度過低和/或溫度劇變的情況下，進行報警。本實用新型實施具有更高的效率和穩(wěn)定性，磁性元件的體積大為減小，易于用集成電路實現(xiàn)。本實用新型實施例公開的均衡充電的控制裝置，除了普通BMS系統(tǒng)具有的監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理及傳輸、充放電控制等功能之外，還具有冗余度、容錯性控制、預警和保護功能(溫度、電壓、電流、內(nèi)阻等)、管理系統(tǒng)自檢、充放電主動式均衡控制等強大的功能。并且采集數(shù)據(jù)的精度高，電池的電壓、電流和溫度等參數(shù)通過專有芯片內(nèi)部集成的逐次逼近(SAR)型高速ADC進行采集，動態(tài)實時監(jiān)測電池組中各單節(jié)電池的電壓、電流和電池箱體內(nèi)溫度，采樣周期短，精度高。并且SOC(荷電狀態(tài))、SOH(電池健康度)電池預測也較為準確，在大量電池特性實驗的基礎上，本實用新型實施例的電池SOC、SOH預測法，能準確預測電池組的SOC(精度> 5% )和S0H，保證電池組在理想的工作狀態(tài)下運行。另外，本實用新型實施例特有的主動式均衡模塊，與傳統(tǒng)的電壓均衡法及被動式均衡法比，不僅均衡能力強(最大均衡電流能達到IOA以上)，特有的均衡算法能夠真正實現(xiàn)電池的狀態(tài)平衡，而且新穎的低功耗模擬芯片設計，使整個不受電池電壓高低的影響，可以高效的雙向傳輸能量，保持電池組中電池的均衡。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，并不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實 施。以上所述僅是本實用新型的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制的裝置，其特征在于，包括 檢測單元，用于周期性檢測所述電池組的電池狀態(tài)信號，所述電池狀態(tài)信號包括電池荷電狀態(tài)SOC、內(nèi)阻、電壓、電流和/或溫度； 均衡判斷單元，用于依據(jù)所述電池狀態(tài)信號判斷所述電池組中的電池是否需要進行均衡控制； 均衡控制單元，用于在所訴判斷單元的結果為是的情況下，通過所述電池連接的均衡單元對所述電池進行均衡控制。
2.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述檢測單元具體包括 第一判斷子單元，用于判斷是否到達進行電池監(jiān)控的第一預設時間； 采集信息子單元，用于在所述第一判斷子單元的結果為是的情況下，采集當前電池組的電壓和/或電流信息； 第二判斷子單元，用于依據(jù)所述電流信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)充電過流； 第一充電保護子單元，用于在所述第二判斷子單元的結果為是的情況下，置充電過流標志并進行充電保護； 第一清除子單元，用于在開始放電的情況下，清除所述充電過流標志并釋放充電保護； 第三判斷子單元，用于判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)放電過流； 第一放電保護子單元，用于在所述第三判斷子單元的結果為是的情況下，置放電過流標志并進行放電保護； 第二清除子單元，用于在開始充電的情況下，清除所述放電過流標志并釋放放電保護； 第四判斷子單元，用于依據(jù)所述電壓信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)電壓過充； 第二充電保護子單元，用于在所述第四判斷子單元的結果為是的情況下，置過充標志并進行充電保護； 第三清除子單元，用于在過充恢復電壓時，清除所述過充標志并釋放充電保護； 第五判斷子單元，用于依據(jù)所述電壓信息判斷所述電池組中的電池是否出現(xiàn)電壓過放； 第二放電保護子單元，用于在所述第五判斷子單元的結果為是的情況下，置過放標志并進行放電保護； 第四清除子單元，用于在過放恢復電壓時，清除所述過放標志并釋放放電保護。
3.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊具體包括 第六判斷子單元，用于判斷是否到達進行電量計算的第二預設時間； 第一采集子單元，用于在所述第六判斷子單元的結果為是的情況下，采集當前電池組的電壓和/或電流信息； 第七判斷子單元，用于依據(jù)所述電壓和/或電流信息判斷所述電池組中的電池是否充電截止； 第一設置子單元，用于在所述第七判斷子單元的結果為是的情況下，置為充電截止標志； 第五清除子單元，用于在所述充電截止恢復的情況下，清除所述充電截止標志； 第八判斷子單元，用于判斷所述電池組中的電池是否放電截止； 第二設置子單元，用于在所述第八判斷子單元的結果為是的情況下，置為放電截止標志； 第六清除子單元，用于在所述放電截止恢復的情況下，清除所述放電截止標志； 計算SOC子單元，用于更新所述電池組中電池的當前電量，并計算所述電池組中的SOC ； 電量學習子單元，在完整的進行一次充放電之后，依據(jù)所述SOC進行電量學習。
4.根據(jù)權利要求I所述的裝置，其特征在于，所述檢測模塊具體包括 第九判斷子單元，用于判斷是否到達進行溫度計算的第三預設時間； 第十判斷子單元，用于在所述第九判斷子單元的結果為是的情況下，判斷所述電池組中的電池的溫度是否高于第一預設溫度閾值； 第一充放電保護子單元，用于在所述第十判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度過高標志并進行充放電保護； 第七清除子單元，用于在溫度過高恢復的情況下，清除溫度過高標志并進行充放電保護釋放； 第十一判斷子單元，用于判斷所述電池組中的電池的溫度是否低于第二預設溫度閾值； 第二充放電保護子單元，用于在所述第十一判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度過低標志并進行充放電保護； 第八清除子單元，用于在溫度過低恢復的情況下，清除所述溫度過低標志并進行充放電保護釋放； 第十二判斷子單元，用于判斷所述電池組中的電池的溫度是否變化頻率高于預設頻率閾值； 第三充放電保護子單元，用于在所述第十二判斷子單元的結果為是的情況下，置為溫度劇變標志并進行充放電保護； 第九清除子單元，用于在溫度劇變恢復的情況下，清除溫度劇變標志并釋放充放電保護。
5.根據(jù)權利要求2、3或4所述的裝置，其特征在于，還包括 時間判斷單元，用于判斷是否到達進行電池狀態(tài)信號輸出的第四預設時間； 數(shù)據(jù)輸出單元，用于在所述時間判斷單元的結果為是的情況下，將檢測到的電池狀態(tài)信號進行輸出。
6.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述均衡控制單元具體用于 依據(jù)所述電池狀態(tài)信號指示的所述電池的當前充電信息，控制所述電池的開關單元閉合或者斷開，所述當前充電信息包括所述電池組中的電池是否出現(xiàn)充電過流、放電過流、電壓過充、電壓過放、溫度過高、溫度過低和/或溫度劇變的信息。
7.根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，還包括 報警單元，用于在所述當前充電信息指示所述電池組中的電池出現(xiàn)充電過流、放電過流、電壓過充、電壓過放、溫度過高、溫度過低和/或溫度劇變的情況下，進行報警。
8. 一種實現(xiàn)電池組均衡充電的電池箱，其特征在于，包括如權利要求1-7任一項所述的裝置。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置及電池箱，所述包括周期性檢測所述電池組的電池狀態(tài)信號，所述電池狀態(tài)信號包括電池荷電狀態(tài)SOC、內(nèi)阻、電壓、電流和/或溫度；依據(jù)所述電池狀態(tài)信號判斷所述電池組中的電池是否需要進行均衡控制，如果是，則通過所述電池連接的均衡單元對所述電池進行均衡控制。采用本實用新型實施例中公開的實現(xiàn)電池組均衡充電的控制裝置或者電池箱，可以綜合電池荷電狀態(tài)、內(nèi)阻、電壓、電流和溫度等電池狀態(tài)信號，實現(xiàn)了電池的真正的狀態(tài)平衡，開關拓撲結構和控制具有更高的效率和穩(wěn)定性，磁性元件的體積大為減小，也易于用集成電路實現(xiàn)。
文檔編號H02H7/18GK202374000SQ201120522848
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者張帆, 徐磊, 戴詠夏, 林曉斌, 胡黎斌, 蘇芳 申請人:杭州大有科技發(fā)展有限公司, 杭州市電力局