[发明专利]一种平衡高压电池组的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高压电池组的电池平衡方法，更具体而言，涉及一种能够防止电池组(其串联/并联了多个电池)中的多个电池之间的充电状态(SOC：state of charge)差异的电池平衡方法。

背景技术

串联/并联了多个电池的高压(至少60V)电池系统会由于电池制造过程、电容差异(capacity difference)和在被驱动之前/之后的自放电效应而在这些电池之间出现电压偏差，并且，会由于在被驱动之后该电池系统内部温度的不规则性和该电池组内的结构差异而在这些电池之间出现电压偏差。

这种电压偏差会随着车辆中安装的电池的操作而妨碍电池电压不规则性，这进一步会导致电池的劣化和寿命的缩短。

因此，这种高压电池系统通过安装电池平衡电路来减小电池之间的电压偏差。电池平衡电路连接到作为电池控制器的电池管理系统(BMS)。电池平衡电路包括采用电阻放电方法的无源电池平衡电路和DC/DC转换器的有源电池平衡电路。

现有的无源电池平衡电路通过实时电压测量来获得电池之间的电压偏差，并基于该信息来确定是否进行平衡操作。换言之，采用电压反馈方法的闭环电路使得能够通过实时电压测量来确定开始和结束平衡。

韩国特许公开No.2005-0003852涉及配备有了多个电池的电池组的电池平衡方法，该方法包括以下步骤：检测多个电池中的各个电池的电压的步骤；计算所检测到的多个电池电压的平均值的步骤；基于所计算的电压平均值来设置平衡目标范围的步骤；确定是否存在所检测到的电池电压位于在所述平衡目标范围内的要进行平衡的电池的步骤；如果确定存在要进行平衡的电池，则选择出要进行平衡的电池中的最高电压电池和最低电压电池的步骤；以及平衡这些电池的步骤，其中，通过将该最高电压电池和该最低电压电池并联，使得该最高电压电池放电并且该最低电压电池相应地充电，直到达到所述电压平均值为止。

韩国专利登记No.0680901涉及一种配备有主模块以及多个从模块的电池管理系统，该系统包括以下步骤：对在主模块中管理各个从模块的电池组模式进行确认的步骤；如果作为确认结果，所述电池组处于充电模式、空闲模式或者放电模式中的任何一种，则通过对设置在所述电池组中的各个电池的电池电压进行监视来选择最低电池电压的步骤；将所选择的最低电池电压与所监视的各个电池的电池电压进行比较，以针对电压差大于预定阈值的电池进行放电达到预定放电时长的步骤；以及通过重复地进行选择所述最低电池电压的步骤、确认所述阈值范围的步骤、和进行放电的步骤，直到所述各个电池之间的电压差不超出所述阈值为止，来对所述电池组进行电池平衡的步骤。

美国专利公开No.2007-0194791涉及一种通过测量内部电阻来对电池状态进行监视的方法，该方法包括以下步骤：在将所述电池连接到第一外部电阻器之后，测量施加于所述电池的电压和施加于所述第一外部电阻器的电压中的各个电压的步骤；在将所述电池连接到第二外部电阻器之后，测量施加于所述电池的电压和施加于所述第二外部电阻器的电压中的各个电压的步骤；利用根据施加于所述第一外部电阻器的电压和施加于所述第二外部电阻器的电压所计算出的电流值、当连接了所述第一外部电阻器时施加于所述电池的电压、以及当连接了所述第二外部电阻器时施加于所述电池的电压来计算所述电池的电阻值，以便将所述电阻值与预定电阻值进行比较的步骤；以及如果所述电池的电阻值异常则发出告警的步骤。

美国登记专利No.6424157涉及一种对设置在车辆中的电池的状态进行监视的方法，其中，该方法计算电池的动态内部电阻IR、动态极化电阻PR、静态电压(Quiescent voltage)，并且，基于所述计算值、基于当启动发动机时利用测量所述电池电压值的传感器所得到的电压值、并且基于当启动发动机时利用测量所述电池的耗用电流(current drain)的传感器所得到的电流值，来计算正确的充电状态(SOC)。

韩国特许专利公开No.05-055358涉及一种对串联电池进行平衡的方法，其中，该方法包括以下步骤：测量所述串联电池的充电电平的步骤；通过根据所述各个电池的充电电平来调整所述各个电池的充电电流等级来执行平衡步骤的步骤；以及通过重复上述步骤来平衡所述电池的步骤。