一種大均衡電流的電池組均衡方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及裡離子電池領域，具體設及一種大均衡電流的電池組均衡方法。
【背景技術】
[0002] 裡離子電池具有電壓高、比能量高和環(huán)保，廣泛應用于便攜式消費電子產品，其組 成的電池組逐漸應用于電動汽車和儲能等系統。
[0003] 用作電動汽車和儲能等系統的裡離子電池組必須高電壓，甚至高達600多伏，需 要約200只電池串聯，同時需要長達10年W上的使用壽命。裡離子電池組的循環(huán)能力表示 為經過N次循環(huán)后，電池組放電容量C。降為初始放電容量C。的D%值％通常為70-80%)。 某次電池組放電容量取決于該次電池充電容量，而充電容量取決于該次充電時電池組中最 大剩余電池容量（最小可充容量）電池A。電池組中電池A的剩余容量Ca和最小剩余容量 (最大可充電容量）電池B的剩余容量Cb之差A C( = C A-Cb)(電池A、B此時容量不是此時 其真正的本征容量），反映電池組電池的一致性。A C愈大，表明電池組中一致性愈差，充、 放電容量愈小。通過電池組均衡可W減少A C。
[0004] 在選配電池組的電池時，通常容易挑選到容量、內阻、電壓一致的電池，但自放電 一致性的電池難W挑選。電池組電池AC主要來自電池單體自放電不同和電池管理系統電 壓采集系統的導通電流差異。電池組AC會隨著電池組的使用而增大，從而減少電池組放 電容量，表現為電池組使用壽命差，因此，為保證電池組的使用壽命，有效的電池組電池均 衡是必不可少。 陽0化]電池組電池均衡方法通常是基于電壓反映電池剩余容量態(tài)S0C(StateOf化arge)，在電池高電壓區(qū)，如憐酸鐵裡電池在3. 5-3. 6V處設立某個電壓，電池組其中一個 電壓最高的電池被認定是電池A，電壓最低的被認定是電池B，把電池A的電量用電阻放電 或轉移到電池B。但各個電池單體由于電池工藝差異（盡管電池配組是挑選相近的電池，但 經過循環(huán)，電池極化仍然會不一樣）、組配電連接差異和電池單體所在電池組周圍溫度差異 等都會導致電池單體曲線不能重合，使電池剩余容量態(tài)SOC與電池電壓對應關系失真，特 別是在電池充電或放電曲線的高電壓和平臺區(qū)。使得管理系統依照測得的電池電壓值確認 電池A和電池B不正確，甚至，測得電壓最高那個電池可能是電池B，電壓低的可能是電池 A，使本應該補電的電池B反而被放電，導致電池放電容量減少；本應該放電的電池A被均衡 電路補電，實際無法補入電，電壓瞬間達到電池截止電壓而關斷，測得的電壓仍然是低壓， 電池管理系統又要求均衡電路補電，均衡電路反復動作，不僅沒有均衡電池組電池，而且很 快損壞均衡系統或電壓采集系統。另外，電池組電池均衡方法，通常設置在電池組或電池組 模塊內部，由于均衡產生的熱量難W散出，均衡電流很小，導致均衡時間長，效率低。

【發(fā)明內容】

[0006] 針對電池組均衡效率和效果低問題，本發(fā)明希望提供一種大均衡電流的電池組均 衡方法，將均衡裝置外置，均衡設在電池低電壓區(qū)，用大均衡電流使所有電池接近空電，來 實現電池的均衡。
[0007] 本發(fā)明技術是運樣實現的，均衡前，電池組放電至電池低電壓區(qū)的電壓Vs。均衡 時，外置式均衡裝置對組成電池組的所有電池，間隔有序地，W均衡電流I若合電池放電至電 池組均衡截止電壓Ve,使所有電池電壓都放電至Ve,都接近空電。
[0008] 進一步地，上述均衡方法和裝置可W應用于電動汽車電池組、電力儲能系統和UPS 和電動自行車。
[0009] 進一步地，上述均衡裝置確定所有單數序數電池1次或多次，所有偶數序數電池1 次或多次均衡。
[0010] 進一步地，上述均衡方法Vs設定為電池組使用時的單體電池放電限定電壓。電池 組放電結束后，接著就可W把開始均衡電池，操作方便。 W11] 進一步地，上述均衡方法均衡截止電壓Ve應當盡可能低，W達到所有電池空電態(tài)， 使電池組電池AC = 0。為避免電池過放電，其值不低于電池組單體最小允許放電電壓；由 于低電壓區(qū)電池放電曲線較睹，單體電池容量對電壓的變化率小，當Vs-Ve> 0. 3V時，Ve也 可W比電池組單體電池的最小允許放電電壓高lOOmV，對均衡效果影響不大。因此，Ve值設 定與電池組單體最小允許放電電壓相同；或當Vs-Ve>〇. 3V時，比電池組單體電池的最小允 許放電電壓高IOOmV。
[0012] 進一步地，上述均衡裝置，外置于電池組結構，大均衡電池也不引起電池組溫升。 均衡電流1；^設定為I 0.1 CAQCA為電池1小時放電率電流），運樣可W較短的時間內 完成電池均衡，電池組內部也不需要額外的均衡模塊的降溫措施。
[0013] 進一步地，上述均衡方法在電池的Ve-Vs低電壓區(qū)進行，同樣的均衡電流，在低電 壓區(qū)電池放電均衡，與高電壓區(qū)放電均衡相比，能耗小。
[0014]因此，根據本發(fā)明實施方案中將均衡裝置外置，均衡設在電池低電壓區(qū)，采用大均 衡電流使所有電池放電接近空電，實現電池均衡，不僅可W簡化電池組結構，縮短均衡時間 和不引起電池組內部溫升，而且有效均衡了電池組電池，提高了電池組循環(huán)壽命。
[0015] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點在下述描述中更為充分呈現。
【附圖說明】
[0016]圖1描述本發(fā)明均衡方法的基本原理和其中兩只電池的均衡過程
[0017] 圖2描述本發(fā)明電池組電池均衡的流程圖
【具體實施方式】
[0018] 下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的實例在附圖中標出。流程圖中或在 此W其他方式描述的任何過程或方法可W被理解為，表示包括一個或多個用于實現特定的 邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施 方式的范圍包括另外的實現，其中可W不按所示出或討論的順序，包括根據所設及的功能 按基本同時的方式或相反的順序，來執(zhí)行功能，也應被本發(fā)明的實施例技術領域的技術人 員所理解。
[0019]圖1描述本發(fā)明均衡方法的基本原理和其中兩只電池的均衡過程。在電池組需要 均衡時，存在最大剩余容量電池A和最少剩余電池B。電池組放電結束，實際上只是電池B 放電至Vs(即放電曲線Q點），電池B電放完，而電池A仍然有AC容量沒有放完（在曲線P點處）。如不均衡，繼續(xù)下一步充電，電池A充滿電，電池B卻不能。假如此時電池A和電 池B本征容量為C，電池組充電受電池A控制，只能充電C-Ca和放電C-CA，而不是充電C-Ce 和放電C-Ce。正如圖1看到，要使電池A和電池B均衡，必須使Ca等于或約等于Ce;要使電 池組均衡，電池組其它所有電池剩余容量必須接近句。
[0020] 本發(fā)明均衡方法基本原理是，通過外置均衡裝置，把電池組所有電池電放空或接 近放空，使所有電池的剩余容量等于零或接近零，實現電池間均衡。其均衡過程正如電池A 和電池B，把兩者都W均衡電流IJ放電到電壓Ve(電池