[发明专利]用于电池组的主动均衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池充电领域，具体涉及一种用于电池组的主动均衡装置。

背景技术

在电力领域，锂电池以其能量密度高、体积小、环保等优势逐渐成为电动汽车、储能以及通信后备电源的主流动力来源。

在实际使用时，锂电池均采用电池组的形式。但锂电池在生产时由于环境、生产机器等方面的原因会不可避免地出现微小性能差异，这就导致了锂电池组中的每个锂电池可能出现每节电池的电压值不同的情况。在多次使用后，这些电池的电压差会逐渐增大，如果不及时进行均衡处理，这些不断增大的不一致性会导致锂电池组的寿命提前耗尽。

目前常见的均衡方式是采用被动均衡电路，该被动均衡电路主要通过在每节电池单体两端并联一个功率电阻和开关，当某节电池电压较高时，吸合开关，消耗部分电量，直至达到均衡状态。

这样的均衡电路虽然可以在一定程度上对电池进行均衡处理。但是，由于均衡过程是将电能转化为热能，其散热过程就必须配置相应的冷却设备，这就使得工业生产中的成本大大增加并且将电能转化成热能会造成无谓的电力浪费；此外，如果散热不合理的话，会导致整个电池组合均衡模块温度过高，导致电池加速衰减以及均衡模块烧毁的后果。并且，由于当均衡电路的整体温度过高时，没有响应的预警机制，很容易导致电池因为高温而损坏甚至爆炸，从而对工作人员的生命安全造成威胁。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电池组的主动均衡装置，该主动均衡装置能够将锂电池组中电压高的锂电池中的电量转化到电压低的锂电池中，取代了将电能转化成热能的均衡流程，节约了能源，同时还降低了电池因为散热不当而导致寿命耗尽过快的风险。并且，该装置还能够在自身的温度过高时发出警报信号，从而避免了电池因为温度过高而损坏的问题。

为了实现上述目的，本发明实施方式提供一种用于电池组的主动均衡装置，电池组由串联的至少两个电池单元构成，该主动均衡装置可以包括：温度传感器，用于检测主动均衡装置的温度；警报器，用于启动以通知工作人员；电压传感器，用于检测两个电池单元中的每一个电池单元两端的电压；两个可控开关，该两个可控开关与两个电池单元串联连接；储能元件，连接在两个电池单元之间的节点与两个可控开关之间的节点之间；控制器，用于：接收该主动均衡装置的温度并根据该温度判断是否启动警报装置；接收电压传感器检测到每一个电池单元两端的电压；判断检测到的两个电池单元中的一个电池单元两端的电压是否大于两个电池单元中的另一个电池单元的两端的电压；在判断检测到的两个电池单元中的一个电池单元两端的电压大于两个电池单元中的另一个电池单元的两端的电压的情况下，闭合该一个电池单元对应的第一可控开关，使得该一个电池单元给储能元件充电；在给储能元件充电结束后，断开第一可控开关，闭合两个可控开关中的第二可控开关，使得储能元件对另一个电池单元进行充电，以均衡两个电池两端的电压。

可选地，该控制器可以用于：判断两个电池单元两端的电压的差值是否大于预设值；在判断两个电池单元两端的电压的差值大于预设值的情况下，闭合第一可控开关，以使得第一电池单元对储能元件充电。

可选地，在判断检测到的两个电池单元中的一个电池单元两端的电压大于两个电池单元中的另一个电池单元两端的电压的情况下，闭合两个可控开关中与一个电池单元对应的第一可控开关，使得一个电池单元给储能元件充电可以包括：如果两个电池单元两端的电压的差值减小到初始差值的一半，则断开所述第一可控开关，以停止给所述储能元件充电。其中，该初始差值为开始给所述储能元件充电时所述两个电池单元两端的电压的差值。

可选地，控制器还可以用于：在检测到电池组中的两个电池单元两端的电压都小于预定电压的情况下，不对两个电池单元进行均衡。

可选地，该可控开关可以为电磁继电器。

可选地，该电压传感器可以为霍尔电压传感器。

可选地，该控制器可以为电池管理系统(Battery Management System，BMS)。

通过上述技术方案，本发明提供的主动均衡装置能够将锂电池组中电压高的锂电池中的电量通过电容线圈转化到电压低的锂电池中，取代了将电能转化成热能的均衡流程，节约了能源，同时还降低了电池因为散热不当而导致寿命耗尽过快的风险。并且，该装置通过设置温度传感器的形式来监控自身的温度。在自身温度过高时，向工作人员发出警报，从而避免了电池因为温度过高而损坏的问题，保障了工作人员的生命安全。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明