[发明专利]平衡电池单元的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年7月2日提交的韩国专利申请No.10-2013-0076959的权益，其全部内容合并于此以供参考。

技术领域

本发明涉及平衡（balancing）高压电池组中电池单元的系统和方法，其中所述高压电池组用于车辆，例如混合动力电动汽车（HEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）和电动汽车（EV）。

背景技术

一般来说，串联连接的电池组已被用作主/辅助电源以改善环境友好型车辆，例如HEV、PHEV和EV的行驶距离/燃料比。

防止使用电池的车辆中的电池在相当长的一段时间内退化是很重要的，因此，要进行电池单元的平衡，以便尽量减少电池单元之中产生的寿命偏差，从而防止电池的退化。在电池单元的平衡中，主要使用被动平衡，其中，放电具有高压或容量的电池单元的电阻被用于消耗容量，从而降低电压。进一步地，电池的容量与EV等的行驶距离直接相关，从而使得电池的容量处于增加的趋势。因此，平衡电池单元所需要的放电电阻的消耗电流/功率增加，从而使得控制器的成本和平衡系统的尺寸增加。

在现有的电池单元的电流平衡方法中，当进行平衡时，基于控制器的操作环境的最大温度以及基于平衡电阻的温度增加，以不会导致损坏的水平使用平衡电阻。进一步地，当基于环境温度进行平衡时，热值可能无法确定，并且与设计规格相比，系统的规格可能要基于高温被确定，以降低放电效率。当平衡电阻大约27Ω并且使用大约1.5W时，整个电池单元的平衡基于大约75℃的操作环境进行，接着电阻的温度在30分钟内增加到大约200℃或更高。尤其是，当电阻的温度增加到大约200℃或更高时，电阻会出现裂纹（一般电阻供应商认证的参考温度是155℃）。

在本发明背景技术部分中所公开的发明仅仅是为了加强对本发明背景的理解，不应视为本领域技术人员对上述信息的承认或对现有技术的任何形式的建议。

发明内容

本发明提供平衡用于车辆，例如HEV、PHEV和EV的高压电池组的电池单元的系统和方法。

尤其是，本发明提供了一种使用数据图平衡电池单元的方法，所述数据图包括基于电池的环境温度和平衡目标单元的数量的平衡占空比（balancing duty ratio）。该方法可以包括测量电池的环境温度；识别平衡目标单元的数量；通过向数据图代入环境温度和平衡目标单元的数量，计算平衡占空比；基于所计算的占空比，导出平衡时间；以及持续所述平衡时间利用所计算的占空比平衡相应的电池单元。

平衡电池单元的方法可以进一步包括周期性地测量电池的环境温度，以及当环境温度改变时，再次计算平衡占空比。当平衡目标单元是多个时，在平衡时间导出步骤中，可以导出平衡每个电池单元所需要的平衡时间。此外，平衡电池单元的方法可以进一步包括，在平衡多个电池单元的过程中，当某些电池单元的平衡结束时，再次计算平衡占空比。

本发明平衡电池单元的另一个方法可以包括，提供包括基于环境温度和平衡目标单元的数量的平衡占空比的数据图；基于环境温度和平衡目标单元的数量，由数据图计算占空比；以及以相应的占空比平衡电池单元。当环境温度或平衡目标单元的数量在平衡期间改变时，可以由数据图再次计算占空比，以便进行电池单元的平衡。

本发明平衡电池单元的系统可以包括：被配置成测量电池的环境温度的温度传感器；以及具有数据图的平衡控制器，所述数据图包括基于电池的环境温度和平衡目标单元的数量的平衡占空比，其中平衡控制器可以被配置成当进行电池单元的平衡时，由基于电池的环境温度和平衡目标单元的数量的数据图计算占空比，并以占空比进行电池单元的平衡。

附图说明

现通过参考在所附附图中说明的示例性实施例，详细描述本发明的上述特征和其他特征，所附附图的示例性实施例仅仅是说明性的，

因此并不限制本发明，其中：

图1示出根据本发明示例性实施例的平衡电池单元的系统的示例性视图；以及

图2示出根据本发明示例性实施例的平衡电池单元的方法的示例性框图。

具体实施方式