[发明专利]一种电池组有源均衡电路装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电池组有源均衡电路装置及其控制方法。该装置包括BMS采集控制模块、恒流源电路、电池组、充电开关组及平衡电芯切换开关组。通过BMS采集控制模块对开关组的规律控制实现均衡操作。在充电中，恒流源电路输出的均衡电流对低电压串电芯进行补充使其电压升高加速；在放电中，均衡电流承担部分放电电量使低电压串电芯释放较少电量进而使其电压下降减速；在静置条件下，均衡电流对低电压串电芯充入电量使其电压上升。本发明用一种简单易行的方式实现了一种均衡时机可控，均衡电流精确可控的装置及方法，通过控制最低压电芯的加速充入和减速放出电量，以少量多次的控制方式有效遏制了电池组各串电芯的容量失衡。

技术领域

本发明涉及电源管理技术领域，特别是涉及一种电池组有源均衡电路装置及其控制方法。

背景技术

现有设备、仪器，甚至汽车都在大量使用电池供电，而大多情况下是以电池组形式给系统供电，由于电芯之间的差异或电池组连接电阻的不一致导致在电池组应用过程中，电池组中单串电芯的电压差异越来越大，由于低压或高压保护的存在，导致电池组实际使用电量小于实际电芯电量，随着电池组的老化，这种情况会越来越严重，导致电池组电量利用率严重低下，因此必须在此类系统中加入平衡监测模块和均衡模块。

电池组的应用环境中很多会涉及容量估计算法，而电池组各电芯的电量或电压不均衡会大大降低容量估计精度，进而影响系统使用的客户体验，从这个角度分析，均衡模块也是必要的。

市场上常见的均衡方法分为主动均衡和被动均衡两种，被动均衡方法是将高电压电芯的电量消耗掉，来达到各串电芯电压一致的效果。而主动均衡方法目的是将高电压电芯的电量通过某种途径转移到低电压电芯中，实现同样的结果。被动均衡设计简单，但其均衡过程就是浪费的过程，这不仅使得电池组使用寿命下降，而且也造成了资源浪费。所以主动均衡一直是很多厂商尤其是动力厂商致力于解决的一个问题。

目前市场所见以及据专利文献所查得的动力电池组主动均衡方法一般较为复杂，需要较多储能元器件或复杂的电路结构，较复杂的方案也伴随着较多的问题隐患，稳定性较差，均衡效果也有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池组有源均衡电路装置及其控制方法，以解决现有技术中电池组主动均衡时需要较多储能元器件或复杂的电路结构，且均衡效果差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电池组有源均衡电路装置，包括：BMS采集控制模块、恒流源电路、电池组、充电开关组以及平衡电芯切换开关组；

所述恒流源电路的输入部分通过所述充电开关组与所述BMS采集控制模块的第一充电端连接；所述恒流源电路的输出部分通过所述平衡电芯切换开关组与所述电池组连接；

所述BMS采集控制模块的采集端、第二充电端均与所述电池组的正负端连接；所述BMS采集控制模块的第一控制端与所述充电开关组连接；所述BMS采集控制模块的第二控制端与所述平衡电芯切换开关组连接。

可选的，所述恒流源电路包括平衡电源、恒源电路以及反馈电阻；所述恒源电路与所述反馈电阻并联连接；所述平衡电源的正极端与所述恒源电路的输入端连接；所述恒源电路的输出端与所述充电开关组的第一输入端连接；所述平衡电源的负极端与所述充电开关组的第二输入端连接。

可选的，所述反馈电阻为阻值可调的电阻；所述反馈电阻为用开关切换不同档位调节阻值的电阻或者内置程控芯片调节阻值的电阻。

可选的，所述BMS采集控制模块的第三控制端与所述反馈电阻连接。

可选的，所述平衡电源由一个大于所述电池组中单节电芯满充电压2V以上的可充电的单节电芯或多节电芯组成。