[发明专利]一种具有均衡管理功能的电池系统

说明书

本发明公开一种具有均衡管理功能的电池系统，包括单个电池输出功率采集单元、总电池组输出功率计算单元、控制单元、从控单元、主动均衡模块和被动均衡模块。本发明通过对整个电池组内的单个电池单位时间内的输出功率实时检测，得到超出电池组单个电池平均额定输出功率范围值的单个电池，并对检测到的单个电池对象进行充电或者放电。同时为了达到更好的均衡效果，也能节省能源，对其整个电池组需要充放电的单个电池的数量进行统计比较，选择主动均衡超出电池组单个电池平均额定输出功率范围值的单个电池，或者被动均衡没有超出电池组单个电池平均额定输出功率范围值的单个电池。

技术领域

本发明属于电池管理系统技术领域，具体来说，涉及一种具有均衡管理功能的电池系统。

背景技术

单体电压采样是电池管理系统最基本的功能，电池管理系统通过采样电池电压，对数据进行分析处理，进而实现电池的保护功能；可以说，单体电压采样功能是管理系统的基础，管理系统的大部分功能都是建立在这个基础之上；当电池使用一段时间后，由于电池制造过程产生的不一致，导致电池产生剩余电量的不一致，需要通过充电/放电两种均衡方式，把电量多的电池放出一定的电量，把电量少的电池充进一定的电量，从而使整组电池保持一致性，提高电池的使用率；

锂电池由于制造材料，生产工艺等生产要素的差异，表现为欧姆内阻不一致，导致自耗电存在差异；电池出厂前要进行电量分选，充电误差导致初始电量差异；电池使用过程中由于温度不均衡导致充进或放出的电量有差异；电池使用一段时间后，极化现象导致电池接受能量的能力发生分化，结合以上所有因素，当多个电池串联使用时，由于电量不一致，而电池是有使用区间的，在充电过程中，电量高的电池，首先会达到过充点，需要停止充电，在放电过程中，电量低的电池首先达到过放点，需要停止放电；因此在整个充放电过程中，电量高的电池和电量低的电池相差的电量就无法利用；因此，电量均衡时管理系统必须的一种重要的功能。

目前现有的电池电量均衡一般采用整体剩余电量的监控，难以对每个电池组内的单个电池单位时间内功率损耗进行有效的监控；同时各个电池组均衡系统之间单个电池的串并联关系不一致，导致现有电池组均衡系统无法相互复制为所有电池组提供均衡管理功能。

发明内容

针对现有技术采用整体剩余电量的监控，难以对每个电池组内的单个电池单位时间内功率损耗进行有效监控的问题，本发明提供了一种具有均衡管理功能的电池系统。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有均衡管理功能的电池系统，包括单个电池输出功率采集单元、总电池组输出功率计算单元、控制单元、从控单元、主动均衡模块和被动均衡模块；

单个电池输出功率采集单元，用于实时采集电池组各单体电池的单位时间内输出功率或者输出的电压和电流；

总电池组输出功率计算单元，根据电池组内单个电池之间串并联关系，计算整个电池组的单位时间内输出功率或者输出的电压和电流；

控制单元，用于控制各功能模块的运作，根据电池组的状态，选择均衡计算的时机，向从控单元进行均衡同步，并根据调整机制对系统进行单个电池进行充/放电调整；

从控单元，用于在接收到控制单元发出的计算均衡命令后，启动总电池组输出功率计算单元计算，根据采样到的整个电池组的单位时间内输出功率或者输出的电压和电流，计算得到各单体电池的单位时间内平均额定输出功率或者额定输出的电压和电流；判断采集的单体电池的单位时间内输出功率与计算得到各单体电池的单位时间内平均额定输出功率的是否相近；若出现采集的单体电池实际输出功率超出单体电池的单位时间内平均额定输出功率则发出均衡控制命令；

主动均衡模块，用于根据从控单元发出的均衡控制命令对超出单体电池的单位时间内平均额定输出功率的单体电池进行主动均衡；

被动均衡模块，用于根据从控单元发出的均衡控制命令对未超出单体电池的单位时间内平均额定输出功率的单体电池进行被动均衡。