[发明专利]一种电池管理系统的动态均衡充放电实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及到汽车动力电池管理系统领域，具体涉及到一种动态均衡充放电的实现方法。

背景技术

由于化石能源的不可再生及环境污染，绿色新能源得到越来越多的大力推广。汽车需要消耗大量的石油，正在面临着向绿色高效方面的发展的趋势，纯电动汽车和混合动力汽车是目前阶段最有效的解决方案。纯电动汽车和混合动力汽车的主要难点及成本之一是在动力电池系统上，电池的高效和安全耐用性是一个重要的考量因素。

长期以来，电动车辆所配置的动力电池缺乏必要的管理，处于自由工作状况中，时常处于过度充放电状态中。一组动力电池中往往某一单体动力电池的状况恶化，影响同组其他动力电池的工作状况，由于动力电池组的串联作用，该单体动力电池将成为同组动力电池中负荷最大的，从而加速该动力电池的恶化，最后致使整个动力电池组状态恶化，严重影响使用寿命。单体动力电池出现早期性能恶化时，如果能及时检测到并加以充放电环节的控制，会使其性能得到修复或减缓恶化的速度，延长整个动力电池组的寿命。电池管理系统的主要作用就是监测电池组的工作状态和保障电池组工作的安全性和耐久性。

目前国内的动力电池管理系统大多仅限于对动力电池组各节(组)电池进行实时监控和报警，很多动力电池管理系统应用某一类型的动力电池时有效果，但却难以应用到其它类型的动力电池上，鲜有采用充放电补偿和对电池剩余容量SOC精确估算的动力电池管理系统成熟产品。

比亚迪公司的动力电池管理系统(申请号：200310111783.3)，功能全面，系统的稳健性很好，各个模块可以进行独立的控制，其存在的问题是电路过于复杂，每个电池模块对应着一个独立的控制电路，该电路有完整的保护电路，MCU控制器等，其成本会非常高，也不适合进行小型化的集成，而且其并未提到关于均衡充放电的概念，只是对单个模块进行控制，报警和隔离等，并不能动态改善电池的性能。

奇瑞汽车的混合动力汽车电池故障管理系统及其管理方法(申请号：200910039962.7)，其特点是和整车的控制相结合，突出对故障的报警和保护，也未见动态均衡充放电功能。

亿能电子的适合混合动力汽车的新型电池管理系统(申请号：200910193839.5)的主要突出的功能是诊断和监测。

万向电动汽车的一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统(申请号：200510050287.X)主要包含监控模块和均衡充电模块，然其均衡充电模块主要是在停车充电时使用，并不能在汽车的使用中对电池进行动态均衡。

综合对检索到的专利资料的查询，发现各种电池管理系统的主要问题在于缺乏合理的主动均衡控制，对电池组所进行的主要是检测和报警，并不能改善电池组电池模块之间一致性的破坏或恶化，对电池组的使用寿命并无实质性的延长或改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过实时检测总电池组电池分组电压并反馈至微控制器MCU，由MCU控制总电池组电压回馈到欠压电池分组进行智能均衡的电池管理系统，通过对总电池组各单体电池或电池分组进行实时的能量分配，改善电池组的一致性，延长电池组的使用寿命，改变当前电池管理系统BMS只对电池组进行检测和报警而并不对电池组中出现的不一致性进行实时改善操作的现状。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种动力电池管理系统，它主要包括微控制器MCU，均衡充电电源，均衡充放电电子开关组件，电压检测电路模块。

微控制器MCU根据电压检测电路模块检测到的电池分组电压值，通过预设的算法确定均衡电路是否需要工作，以及需均衡充电的欠压电池分组，并发送指令选通对应均衡充放电电子开关组件、开启均衡充电电源；MCU可通过控制均衡充电电源的输出电压设定均衡电流大小。

均衡充电电源输入电源直接来自于总电池组，不需要外加均衡电源来提供能量。总电池组经过均衡充电电源降压隔离后提供均衡电路用于均衡充电，总电池组对所适配的车辆处于放电和充电状态时，均衡充电电源都可以对任一电池分组进行均衡充放电补偿，该电源由MCU控制，可依据需要调节均衡电流。输出端有电流检测单元与MCU连接，用于MCU调节电流的参考。

均衡充放电电子开关组件：

a.MCU对电池分组均衡充放电补偿的选通方式为分时分组选通，MCU选通一个电池分组支路，同时打开该支路的高位(正极)和低位(负极)开关，对该电池分组进行均衡充电。