[发明专利]一种电池包集成电路及控制方法

说明书

本公开提出了一种电池包集成电路及控制方法，包括：升降压变换器及数字控制器，所述数字控制器由多个集成电路控制器构成；所述升降压变换器、集成电路控制器与锂离子电池单元一一对应连接，所述数字控制器根据锂离子电池单元工作时的电压、电流信号值判断该锂离子电池单元运行模式，在每一运行模式下维持整个电池包的正常工作状态。本发明的电池包可以在任何一个电池单元故障情况下，通过继电器切断对应主电路，让其他2个电池单元继续工作实现直流母线的稳定供电。

技术领域

本公开属于电池控制技术领域，尤其涉及一种电池包集成电路及控制方法。

背景技术

动力电池包成为便携式电力设备发展的重要障碍。动力电池包一般由多块锂离子电池单元串联而成，以获得足够高的电压等级来驱动电机工作，虽然该方法足够简单，成本在众多的方法中也最低，但是当一个锂离子电池单元出现故障，整个动力电池包就不能够正常工作。此外，由于串联的每个锂离子电池单元的内部参数、自放电率等参数不一致导致锂离子电池单元的输出电压不一致、储存的能量也存在差异，从而在动力电池包的充电过程中就可能出现某些锂离子电池单元尚未充满，而部分锂离子电池单元却出现过充现象，导致电池寿命降低；在动力电池包的放电过程中就可能出现某些锂离子电池单元尚存在能量，而部分锂离子电池单元却放电完全，导致整个动力电池包在尚未完全放电时就不能工作。

为解决便携式电池包充电、放电时的均压问题，目前常用的方法有无源均压法与有源均压法。

无源均压法在每个锂离子电池单元上并联一个耗能电阻，通过检测电池的电压确定耗能电阻的接入与断开，该方法有效且低成本，但对整个系统而言，其效率较低，对系统造成的热应力也较大。

有源均压法常采用专门的电力电子电路实现每个单元之间的电压均衡，如开关电容法、开关电感法、能量回馈法等，但这些方法都是基于锂离子电池单元的串联结构，一旦任一锂离子电池单元故障，整个电池包将仍不能正常工作。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种电池包集成电路，，解决了锂离子电池单元的充放电电压均衡问题以及任一锂离子电池单元故障时电池包的正常运行。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了一种电池包集成电路，包括：

多个集成电路，每个集成电路包含电池单元、升降压变换器及电池单元集成电路控制器；

所述升降压变换器、集成电路控制器与锂离子电池单元一一对应连接，所述集成电路控制器根据锂离子电池单元工作时的电压、电流信号值判断该锂离子电池单元运行模式，在每一运行模式下维持整个电池包的正常工作状态。

进一步的技术方案，所述升降压变换器之间依次连接，首端升降压变换器的正极作为电池包集成电路的正极，末端升降压变换器的负极作为电池包集成电路的负极。

进一步的技术方案，所述集成电路控制器控制升降压变换器中的继电器的动作，来改变锂离子电池单元是否参与充电、放电或从运行电路中切除。

进一步优选的，每个集成电路控制器通过控制信号开关决定升降压变换器运行于充电或放电运行模式。

进一步优选的，每个电池单元集成电路控制器中包含充电控制双闭环模块、放电控制双闭环模块，根据故障/模式识别器确定采用充电还是放电控制双闭环模块参与控制。

进一步的技术方案，所述集成电路控制器中包括基准电压生成器，所述基准电压生成器根据锂离子电池单元工作状态调节输出信号以确保整个电池包的正极与负极间的电压维持恒定。

第二方面，公开了一种电池包集成电路控制方法，包括：