[发明专利]一种电动汽车锂电池均衡维护系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车锂电池均衡维护系统及方法，包括电池组、连接器、电压温度采样单元、若干充电单元、中央处理器、时钟单元、SD存储器、风冷控制电路、CAN接口电路、指示灯、RS232接口、触控显示屏等组成；均衡维护系统接入到电池组后，由中央处理器通过电压温度采样电路实时采集电池组的电压和温度，当采集到电池单体的电压低于设定的电压值时，中央处理器接通充电控制电路和充电开关电路，启动AC/DC电源模块，AC/DC电源模块输出电压，以低档充电电流给电池单体进行充电；此时,中央处理器根据检测到的单体电压值与设定电压之间的压差，来调整AC/DC电源模块的输出电流实现电池的电能补充。

技术领域

本发明属于汽车技术领域，具体涉及到一种汽车维护系统，更具体的是一种电动汽车锂电池均衡维护系统及其工作方法。

背景技术

随着新能源汽车相关技术的创新步伐正在日益加快，新能源汽车特别是纯电动汽车的产业也进入了快速发展期,但是总有一些关键技术困扰新能源汽车产业的发展，动力电池一致性问题就是其中之一。

锂离子动力电池作为新能源汽车的关键核心部件，其成组电池间的一致性问题，对于动力电池组寿命、整车安全性等方面都显得尤为重要。在实际应用中，因电池生产材料因不同批次导致电池单体在性能方面存在微小差别，或因为工艺方面的瑕疵等原因,使电池组中的某一单体电池率先失效、单体之间的压差变大，使整个电池组整体容量降低，严重影响电池组的安全和使用寿命。

解决的手段通常是采用均衡的技术手段，来缓解电池一致性问题。锂电池均衡技术是指在锂电池成组后，通过人为干预使电池组内的所有电池综合性能趋于一致，其目的是确保电池组性能可以充分发挥，并保证电池在使用过程中的安全。均衡技术可分为能量耗散型和能量转移型两大类。

能量耗散型均衡是通过给电池组中每只电池并联一个电阻进行放电分流，从而实现均衡。这种电路结构简单，只将容量高的单体电池的能量消耗，存在能量浪费和热管理难度较大等问题，可能会造成安全隐患并加速电池老化。能量转换式均衡是通过开关信号，由锂离子电池组整体向单体电池进行补充，或者由单体电池向电池组通过变压器线圈进行能量转移。从成本和均衡效率来考虑，能量转移式可应用于小功率场合，但不适合扩展到更大的电池组中。

能量耗散型均衡的电流只能达到几十毫安，且只能对电池电压较高的单体进行放电，能量转移式均衡电流通常情况下也只有1至2A的电流，且电路结构复杂，成本较高，只能应用于小容量电池场合，电动汽车中，为了保证续驶里程，电池组的容量较大，一般在150～500AH左右，在这种情况下，由于能量转移式均衡技术,在同一时刻，单个电池箱内只能是单体对整体电池组或整体电池组对单体进行单向均衡，同一个电池组内，无法实现多个单体同时均衡，因此，能量转移式均衡技术，也不能很好地解决问题。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明提供了一种电动汽车锂电池均衡维护系统及方法，本系统通过将连接器与不同类型的电池BMS系统线束之间采用转接装置,将均衡维护系统与电池系统的线束相连接,当均衡维护系统接入到电池组后，由均衡维护系统接替BMS单元,实现电压、温度采集和充电控制。均衡维护系统中央处理器通过电压温度采样电路实时采集电池组的电压和温度，当采集到某个电池单体的电压低于设定的电压值时，中央处理器接通充电控制电路和充电开关电路，启动AC/DC电源模块，对该单体进行充电。直到该单体的检测压差缩小到设定的电压值后，关闭该路AC/DC模块输出；中央处理器同时对多路充电单元进行巡检,及时调整充电电流及充电控制，直到电池组中所有电池单体的压差满足设定要求，关闭所有充电开关及AC/DC模块,完成电池单体的均衡维护。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电动汽车锂电池均衡维护系统，包括电池组、连接器、电压温度采样单元、若干充电单元、中央处理器、时钟单元、SD存储器、风冷控制电路、CAN接口电路、指示灯、RS232接口和触控显示屏；