[发明专利]一种电池组模块之间的主动均衡方法及电路

说明书

技术领域

本发明提供一种均衡方法及电路，尤其涉及一种电池组模块之间的主动均衡方法及电路。

背景技术

锂电池在当今社会发展的大前提下，伴随着电动汽车，混合动力汽车，基站，后备电源，移动电源以及电网储能等应用。电池串联已经在各种应用下得到广泛的应用。但是，这种串联的电池组模块给管理系统带来了很大的麻烦——单体电池以及电池模块之间的容量不匹配。这个问题会随使用时间的延长而越来越严重，最终导致电池完全失效——不能充电、不能放电。

当然解决这种问题的办法就是均衡技术。目前为止，很多工程师都采用过电阻消耗式均衡，也就是在串联的每一个电池都旁路一个开关器件和一个功率电阻，如果有某一个或者多个电池组模块或者单体电池的电压过高，就开启对应电池的旁路电阻，这样将高电压的电池或者电池模块的电能消耗到电阻上，相当于将多余的电量消耗到旁路电阻上，这样电池的电压就不会过高，从而保护了电池不受过充电的影响而损坏。这种技术在小电池组模块或者长期处于浮充的电池是有很好的效果的。主要是在充电过程中均衡，在放电过程中禁止均衡。但是像用在电动汽车，以及其他大功率快速充放电的用电器中就显得微不足道了。

这里还有其他的解决方案，如TI的bq78pl114芯片能通过一系列电感和开关器件实现主动均衡。主动均衡——就是将模块或者单体电池多余的电量转移到其他欠电量的模块或者单体，均衡电流的跟消耗式均衡相比大了很多，效果也明显了，但是最主要的是这种均衡将能量转移到其他电池模块中去了，并非消耗在电阻上，所以不发热。效率提高了。当然由于使用了开关电源的原理，这使得我们的整个系统在EMC(电磁兼容)上显得非常麻烦，电池组模块的整个输出线上的传导和对空间的辐射都将增大。

另外还有一种解决方案，飞电容模式，就是用开关器件将一个容量较大的电容轮换的切换到串联电池组模块的每个电池上，这样同样能起到均衡的效果，电压高的电池自动将电能存储到电容中，而电压低的电池自动从电容中获取电能。这种工作方式理论上非常优秀，但是这种方式需要快速的切换到串联电池的每个电池上，给继电器的选择带来了麻烦，如果选用普通机械继电器，则寿命不长，如果选用半导体光控继电器，则价格昂贵。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电池组模块之间的主动均衡方法及电路，旨在解决现有电阻消耗式均衡技术在大功率快速充放电用电器中没有效果，以及现有主动均衡技术由于使用了开关电源的原理在EMC上非常麻烦，以及现有利用飞电容模式实现的均衡技术如果选用普通继电器则使用寿命不长，而选用半导体光控继电器则价格昂贵的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电池组模块之间的主动均衡方法，包括下述步骤：

检测各个电池组模块的电压，将所述各个电池组模块的电压排序，找出最大电压和最小电压的电池组模块；

判断最大电压与最小电压电池组模块之间的电压差是否达到设定均衡标准压差值，没有达到所述设定均衡标准压差值时，不进行均衡；

当所述最大电压与最小电压电池组模块之间的电压差达到所述设定均衡标准压差值时，将最大电压的电池组模块给最小电压的电池组模块充电，所述充电工作在恒压限流模式下。

上述方法中，所述判断最大电压与最小电压电池组模块之间的电压差是否达到设定均衡标准压差值，没有达到所述设定均衡标准压差值时，不进行均衡的步骤前包括一个步骤：

设定均衡标准压差值。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电池组模块之间的主动均衡电路，所述均衡电路包括：

检测电路、管理模块、选通开关以及恒流稳压模块；

所述检测电路，用于检测各个电池组模块的电压，将所述各个电池组模块的电压排序，找出最大电压跟最小电压的电池组模块；

所述管理模块，与所述检测电路连接，用于判断最大电压与最小电压电池组模块之间的电压差是否达到设定均衡标准压差值并对所述选通开关发出控制信号；

所述选通开关，分别与各个电池组模块的正负极以及管理模块连接，用于接收管理模块发送的控制信号并进行开关动作，当所述电压差没有达到所述设定均衡标准压差值时，所述选通开关全部断开，当所述电压差达到所述设定均衡标准压差值时，将连接最大电压的电池组模块正负极与恒流稳压模块的输入端的选通开关闭合，并且将连接最小电压电池组模块正负极与恒流稳压模块的输出端的选通开关闭合，利用最大电压电池组模块通过恒流稳压模块转换后给最小电压电池组模块充电；