[实用新型]磷酸铁锂电池组的被动均衡系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池领域，特别涉及一种磷酸铁锂电池组的被动均衡系统。

背景技术

磷酸铁锂(Lithium Ion phosphate，LFP)电池是一款绿色环保电池。与一般锂电池相比，磷酸铁锂电池具有安全性高、电池循环寿命长、可快速充放电、同等能量密度下重量小、耐高温等优点，因而拥有良好的应用前景。例如，磷酸铁锂电池组可以应用于EV(electric vehicle,电动汽车)、ESS(Energy Storage System，储能系统)等。常见的应用有电动自行车、电动公交车等。

磷酸铁锂电池组是由多个单节的电芯串联而成的。由于工艺水平的限制，电芯之间存在一定的偏差，同时电芯在使用过程中随着充放电循环次数增加及存储时间、温度等影响，电芯容量衰减也会不一致，从而导致同一电池组内电芯的荷电状态(State of Charge，SoC)出现不一致，造成了同一电池组内电芯的不均衡。SoC也称为“剩余电量”，表示电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，用百分数表示。SoC的其取值范围为0～1，当SoC＝0时表示电池放电完全，当SoC＝1时表示电池完全充满。

磷酸铁锂电池组的这种不均衡会降低磷酸铁锂电池组的性能，减少磷酸铁锂电池组的寿命。因此，需要对磷酸铁锂电池组进行均衡，以使磷酸铁锂电池组内各电芯的剩余电量SoC差值在一定的误差范围内。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种磷酸铁锂电池组的被动均衡系统，提高磷酸铁锂电池组的性能，延长磷酸铁锂电池组的寿命。

本实用新型是这样实现的，提供一种磷酸铁锂电池组的被动均衡系统，其中包括：用于存储可精确查询剩余电量的电压与剩余电量对应关系的存储模块，以及用于采集静止状态下所述磷酸铁锂电池组中各个电芯的开路电压的采集模块；

还包括与所述采集模块连接的判断模块，所述判断模块，用于判断所述磷酸铁锂电池组是否处于静止状态，并判断所述开路电压是否处于所述可精确查询剩余电量的电压范围内；

还包括分别与所述判断模块、所述存储模块和所述采集模块连接的获取模块；所述获取模块，用于根据所述判断模块的判断结果，当所述开路电压处于所述可精确查询剩余电量的电压范围内时，根据所述开路电压及所述存储模块存储的所述可精确查询剩余电量的电压与剩余电量对应关系，获得所述开路电压对应所述电芯的剩余电量，并根据各个所述电芯的剩余电量确定各个所述电芯的均衡容量；并根据被动均衡原理，计算各个所述电芯的均衡放电电流，并根据各个所述电芯的均衡容量和均衡放电电流，计算各个所述电芯的均衡放电时间；

以及与所述获取模块连接的均衡模块，所述均衡模块用于基于所述获取模块获取的各个所述电芯的均衡放电时间对所述磷酸铁锂电池组进行被动均衡处理。

进一步地，所述系统还包括与每个所述电芯连接的耗能电路；所述耗能电路包括放电均衡电阻和在所述均衡模块控制下连通或断开的开关器件。

进一步地，所述开关器件包括场效应三极管；所述放电均衡电阻的一端与对应电芯的正极电性连接；所述放电均衡电阻的另一端电性连接所述场效应三极管的漏极；所述场效应三极管的源极电性连接至所述对应电芯 的负极；所述场效应三极管的栅极电性连接至所述均衡模块。

本实用新型一实施例中的磷酸铁锂电池组的被动均衡系统中，使用精确的剩余电量差异作为均衡的依据，并在LFP电池组处于电压高端时进行被动均衡，使均衡判断和执行时机不一定在同时判断执行。并且，本实用新型实施例的磷酸铁锂电池组的被动均衡系统，分离了判断依据的筛选和均衡动作的执行，这样提高了判断依据的可靠性，也在任何时机下都可以执行均衡。本实用新型实施例的磷酸铁锂电池组的被动均衡系统，能够提高LFP电池组的性能，延长LFP电池组的寿命。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中磷酸铁锂电池组的被动均衡方法的流程图。

图2为一种磷酸铁锂电芯的特性曲线图。

图3为在电压采样精度为±5mV、剩余电量误差阈值为3％时由电芯特性曲线分析得到的用于确定可精确查询剩余电量的电压范围的曲线图。

图4为本实用新型另一实施例中磷酸铁锂电池组的被动均衡方法的流程图。

图5为本实用新型另一实施例中磷酸铁锂电池组的被动均衡方法的流程图。

图6为本实用新型一实施例中磷酸铁锂电池组的被动均衡系统的结构示意图。