[实用新型]一种模块化大功率电池组的无损均衡管理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动汽车或大功率储能电站电池管理系统领域，具体涉及一种模块化大功率电池组的无损均衡管理系统。

背景技术

电动汽车具有零排放、零污染、低噪声等特点，成为今后我国大力发展的交通工具。锂电池由于其高功率密度、单体电压高等特性，是常用的电动汽车动力来源。动力锂电池组中，单体电池的不一致性，会减少锂电池组的有效能量，影响电动汽车的性能。因此研究可靠、高效的锂电池组均衡管理系统，降低电池组中单体电池的差异性，保障动力锂电池管理系统的可靠性和安全性，延长动力锂电池组的使用寿命，对电动汽车有重大的意义。锂电池组均衡管理系统是电池管理系统的重要组成部分，其目的是保证电池组中单体电池的荷电状态相同，防止使用过程中由于过充、过放对单体电池造成的损害，降低锂电池组的性能。

目前，常用的锂电池均衡方式分为两种，一种是有损均衡，又称为被动均衡，通常采用与单体电池并联电阻的方法，旁路掉多余的电能。有损均衡方式同时也具有能耗大、效率低、均衡速度慢、散热困难等缺点。另一种是无损均衡，又称为主动均衡，通常采用开关电感、电容法，用电感和电容作为储能元件，开关电路作为电池组各单体电池的选择控制，但该方法均衡速度慢、效率低，且控制开关结构设计复杂，系统可靠性不高。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种模块化大功率电池组的无损均衡管理系统，设计成本低、能够快速、高效地实现电池组的无损均衡管理。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种模块化大功率电池组的无损均衡管理系统，所述电池组具有依次串联连接的n个单体电池，其特征在于：其包括

均衡充放电模块，与电池组连接，以对电池组中需要均衡的单体电池进行充电或放电；

电池参数采集模块，采集电池组中每个单体电池的电池信息；

微处理器，用于电池组进入充电、放电或静置状态时，接收所述电池参数采集模块的电池信息，根据采集到的电池信息对各单体电池的荷电状态进行判断，如果超出预设阀值，则根据采集到的电池信息来确定需均衡的单体电池以及需均衡的时间，并以此来控制均衡充放电模块对需要均衡的单体电池进行充电或放电。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述均衡充放电模块包括依次电连接、且整体与所述电池组形成主回路的开关阵列、双向DC-DC转换器和超级电容器C，

开关阵列，受控于所述微处理器，用于对电池组中各单体电池进行选择；

超级电容器：用于对被选中的单体电池进行充电或放电；

双向DC-DC转换器，受控于所述微处理器，用于匹配超级电容器与需要均衡的单体电池间的电压。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述电池信息至少包括所有单体电池荷电状态、所有单体电池电压、所有单体电池电流，以及所有单体电池温度。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述微处理器包括存储单元，用于存储所有单体电池的荷电状态-需均衡时间的列表。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括微处理器判断单体电池的荷电状态超出预设阀值时，对应荷电状态从所述存储单元中读取对应的需要均衡的时间。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括根据电池特性多次试验，得到单体电池在相应电流、相应温度条件下达到具体荷电状态需要的时间，以此来获得所述单体电池的荷电状态-需均衡时间的列表。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括其还包括热处理模块，受控于微处理器，用于当单体电池的温度超过预设值时对单体电池进行降温处理。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括荷电状态的充电预设阀值为电池组单体电池满电态的80～95％，放电预设阀值为电池组单体电池满电态的10～30％。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述开关阵列具有单刀双掷开关、和分别与n个单体电池连接的n个单刀开关，所述单刀双掷开关的两个转换端头分别与n个单体电池的所有单号单体电池、所有双号单体电池连接。

本实用新型的一个较佳实施例中，进一步包括所述均衡充放电模块还包括连接在主回路上的两个二极管，分别为第一二极管Q1和第二二极管Q2，第一二极管Q1的正极连接双向DC-DC转换器，其负极连接超级电容器C的正极，第二二极管Q2的正极连接超级电容器C的负极，其负极连接双向DC-DC转换器。