[发明专利]一种动力型锂离子电池均衡充放电方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车用电池充放电控制装置领域，具体为一种动力型锂离子电池均衡充放电方法。

背景技术

蓄电池广泛应用于各个领域，特别是近年来国家大力发展以混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的新能源汽车行业，新能源汽车的发展正逐步走向产业化，动力型锂电池、镍氢电池等被视为关键部件之一。对以串联形式工作的电池组进行充电时，如何能够保证在充放电过程中电池组中各节单体电池快速有效地达到均衡，是保证动力型锂离子电池、镍氢电池的安全性和可靠性以及充分发挥其效能的一项关键性技术。

近年来人们对于串联电池组进行充放电的方法和装置不断改进，以求对串联电池组充电更加快速、高效、节能和自动均衡。例如专利申请号02116423.1的专利说明书公开了一种基于电池动态电量差异补偿的自动均衡充放电装置。该装置中，通过非易失性存储器内存储的包含初始电量SOC₀和最大电量SOC_M的数据表、根据充放电电流I和时间计算各个单体电池的动态电量SOC的计算公式和单体电池的动态电量的计算方法、以及充放电过程控制程序来实现对于串联电池组的单体电池的均衡充放电。但是目前SOC的估算精度不是太高，采用SOC参数来估计电池包中单体电池的充放电情况不是很合理。

充满电的电池组（蓄电池）目的是为用电设备提供动力，如做电动汽车的动力能源。传统的放电方法，是在其中某一个电池达到最小端电压时，整个蓄电池组停止放电，这时电池包中其他的电池中可能还有剩余电量没有释放出来，极大的影响电池组的使用效率，急需找到一种有效的解决方法。

已知的传统电池组放电方法中，只是检测串联电池组的整体电压，不检测各个单体电池的端电压。这种方法简单易行，但由于使用过程中各节单体电池的电量不均匀，长期循环使用，差异会更大，使得电量较小的单体电池总是处于“过放”状态，寿命大大缩短，从而影响整个电池组的工作情况。这种放电方法往往设定一个放电终止电压，当检测到串联电池组的电压低于这个设定值时，终止放电。但是电池组的终止电压不能反映电池组中的各节单体电池的电压，所以终止放电时，有些电池会出现“过放”现象，有些电池可能还有剩余电量没有使用，电池组能量使用率低。

事实上，电池的电量的影响因素比较多，同时还受到温度，充放电次数，电池本身的化学特性等因素的影响。在不同的温度，充放电循环次数下，电池组在充放电时能够存储并且释放出来的电量是不同的，充满电时的端电压也是不同的。要最大限度的利用电池，就需要充放电装置能够在不同的环境下，将电池的电量充满，并能在不损坏电池的情况下，将电池中存储的能量尽可能的释放出来共给负载。另外，电池组由于制造工艺和电池成组技术等原因，串联电池组充电时，单体电池电量存在一定的差异，这种差异会在使用过程中逐渐增大，进而会影响整个电池组的工作状态，这就要求充放电装置能够尽可能地减小甚至消除这种差异，使得电池组在充放电过程中保持均衡状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种动力型锂离子电池均衡充放电方法，以实现电池组单体电池载荷状态的监测，以及在较短时间内响应并控制电池组中各节单体电池的充放电状态。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种动力型锂离子电池均衡充放电方法，所述动力型锂离子电池为多节电池串联构成的电池模组，每节电池可以是一颗电池组成、也可以是多颗电池并联组成，其特征在于：该方法依托于与所述电池模组连接的检测模块，与检测模块连接的均衡电源模块，分别与所述检测模块、均衡电源模块连接的控制模块所实现；

检测模块中集成了检测、均衡充电、均衡放电三个回路，通过检测模块中的光耦器件和检测芯片的控制门来实现对均衡充电回路、均衡放电回路的通断切换，用以实现对任意指定的一节电池进行均衡充电和任意指定的某些电池进行均衡放电；

所述均衡电源模块通过检测模块中的均衡充电回路对所述电池模组的单节电池进行均衡充电，所述电池模组指定的部分电池通过检测模块中的放电电阻均衡放电；