[发明专利]电池系统的电池容量均衡方法、装置以及纯电动汽车

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动汽车电池系统技术领域，具体涉及一种电池系统的电池容量均衡方法、装置以及纯电动汽车。

背景技术

现有的纯电动汽车一般采用锂离子电池作为驱动力，锂离子电池的正极材料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元聚合物、磷酸铁锂等，其中磷酸铁锂电池因具有安全性能高、寿命长、高温性能好、容量大、无记忆效应、重量轻、环保等优点而被广泛应用于纯电动汽车中。

由于锂离子单体电池的额定电压只有3.2V，而能满足纯电动汽车使用的动力电池的额定电压一般在300V以上，所以动力电池通常采用由多个锂离子单体电池通过串并连组装而成的电池包（即电池系统），故电池包内的各个锂离子单体电池之间的一致性差异会严重影响电池包的寿命等性能。

针对锂离子电池本身的特性而言，电池包内各个锂离子单体电池的性能无法达到完全一致。首先，锂离子电池的生产工艺本身就会造成各个锂离子电池的容量不一致、电阻不一致和电压不一致；其次，虽然在组装电池包前都会对其中各个锂离子单体电池进行筛选，以筛除一致性差的单体电池，从而加强了匹配度，但是电池包运行环境的不一致也会导致其中各个锂离子单体电池之间的一致性差异增大；再次，电池包在使用过程中，由于其中各个锂离子单体电池容量的衰减速度不同，各个锂离子单体电池的内阻不一致造成其工作温度不同，因此导致各个锂离子单体电池的放电深度不同，如此循环恶化，使得各个锂离子单体电池初始性能参数的差异不断累积并放大，导致电池包的性能不断下降。

为了解决上述问题，现有技术提出了采用车载均衡器实现电池容量均衡的方案，但是这种方案不太适用于磷酸铁锂电池。因为磷酸铁锂电池的放电特性为：放电曲线上具有良好的放电平台，且平台段的电池容量约占总电池容量的80%，故电池容量与电池电压或者其他易获取的电池参数并无良好的对应关系。如果采用现有的车载均衡器对磷酸铁锂电池进行电池容量实时均衡，则在均衡策略及均衡算法方面都提出了严格的要求，并且实时均衡要求每次均衡的电池容量较小，这就要求均衡算法一定要非常精确，不利于推广应用，因此现有方案不太适用于磷酸铁锂电池。

综上，目前亟需一种针对磷酸铁锂电池进行电池容量均衡且简单、有效的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种能够对磷酸铁锂电池进行电池容量均衡且简单、有效的均衡方法、均衡装置以及纯电动汽车。

解决本发明技术问题所采用的技术方案：

所述电池系统的电池容量均衡方法包括如下步骤：

1）对所述电池系统进行充电直至充电截止，并记录充电截止时电池系统中所有单体电池的电压；

2）选出充电截止时电池系统中电压偏高的各个单体电池，依次或同时对选出的各个单体电池进行放电均衡；

3）再次对所述电池系统进行充电直至充电截止，并记录充电截止时电池系统中所有单体电池的电压；

4）根据充电截止时电池系统中所有单体电池的电压判断所述电池系统是否满足均衡截止条件，如是，则判定均衡结束，如否，则返回步骤2）。

优选地，在步骤1）和步骤3）中，采用恒流恒压充电法对所述电池系统进行充电；

在步骤4）中，根据充电截止时电池系统中所有单体电池的电压判断所述电池系统是否满足均衡截止条件具体为：

根据充电截止时电池系统中所有单体电池的电压判断所述电池系统是否满足电流截止条件，或者根据充电截止时电池系统中所有单体电池的电压判断所述电池系统是否满足预设的第一压差。

优选地，在步骤1）和步骤3）中，采用恒流充电法或者恒压充电法对所述电池系统进行充电；

在步骤4）中，根据充电截止时电池系统中所有单体电池的电压判断所述电池系统是否满足均衡截止条件具体为：

根据充电截止时电池系统中所有单体电池的电压判断所述电池系统是否满足预设的第一压差。

优选地，所述方法还包括对均衡结果进行验证步骤，具体为：

5）在判定均衡结束时，对所述电池系统进行放电直至放电截止，并记录放电截止时所有单体电池的电压；

6）根据放电截止时电池系统中所有单体电池的电压判断所述电池系统是否满足预设的第二压差，如是，则判定验证结束，如否，则选出放电截止时电池系统中电压偏低的各个单体电池并更换为新电池。

本发明还提供一种电池系统的电池容量均衡装置，所述电池系统包括多个单体电池，所述装置包括：充电单元、第一记录单元、第一选出单元、均衡单元和第一判断单元；