一種電動汽車電池組均衡方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動汽車電池組均衡方法，在電池組的每節單體電池并聯一個電阻和一個穩壓二極管D1，兩節或者數節單體電池再并聯一個穩壓二極管D2，用并聯的電阻來均衡掉自放電率的差異，再用穩壓二極管D1、D2來進行充放電均衡，均衡掉電阻均衡的誤差。本發明所提供的電動汽車電池組均衡方法，采用的電路簡單、可靠、成本低，不需要任何控制電路，不需要依賴測量和估算結果，均衡效果好，均衡終點固定重復，不存在誤差，可以發揮出電池組最大可能的容量，且發熱可以忽略。
【專利說明】
一種電動汽車電池組均衡方法
技術領域
[0001]本發明涉及電池組均衡技術領域，特別涉及一種電動汽車電池組均衡方法。
【背景技術】
[0002]鋰電池由于材料、制造工藝、使用環境等方面的原因，電池組內的單體各種參數存在一定的分散。即使配組后容量差異非常小，小到千分之一，但是由于使用過程的環境差異，自放電率差異，容量衰減差異等原因，電池組各節之間會失去均衡，表現為電池各節間不能同時充滿電，也不能同時放完電。如果不加以均衡，電池組可發揮容量會越來越小，而且會降低電池組的使用壽命，加速單體的老化。不均衡的電池組，某個單節電池先充足，再進行充電會發生過充電，某個電池單體先放完電，再進行放電會過放電，過充過放的電池內部發生電解液分解，溫度升高，內壓上升，不僅加速壽命衰減，還有可能導致安全問題。
[0003]現有技術對于這個問題的處理可以分為三類:一類是能量消耗型均衡，一類是能量轉移型均衡，一類是充電均衡型。能量消耗型技術是通過在每節電池上并聯一個電阻或者穩壓器等能耗元件將電量較多的電池以發熱的形式消耗一部分。能量轉移型均衡技術的思路是由電量較多的電池轉移一部分電量到電量較少的電池。這兩類方法需要復雜的測量估算電路和算法，在現有的技術條件下，測量誤差一般大于百分之五，遠遠超過電池配組的容量差異，難于實現。第三類充電均衡型又有兩類，一類的控制電流旁通型，即充滿電的電池不再流過電流，電流從旁路中流過，因為只能旁路電流而不能短路電壓，旁路流過的電流只能以發熱的形式消耗，另一類是每節單充型，整組電池達到滿電停止條件后，滿電的單體停止充電，不滿電的單體由單獨的充電回路繼續充電。第一類充電均衡發熱會帶來BMS老化等問題，且電路相對復雜，第二類需要人工對每個BMS從控對應的電池進行操作，還需要專用的設備。
【發明內容】
[0004]本發明目的是:提供一種在現有技術條件下能夠精確均衡、電路簡單、可靠性高、發熱影響可以忽略的電動汽車電池組均衡方法。
[0005]本發明的技術方案是:
一種電動汽車電池組均衡方法，在電池組的每節單體電池并聯一個電阻和一個穩壓二極管Dl，兩節或者數節單體電池再并聯一個穩壓二極管D2，用并聯的電阻來均衡掉自放電率的差異，再用穩壓二極管D1、D2來進行充放電均衡，均衡掉電阻均衡的誤差。
[0006]優選的，所述電阻的大小由以下方法確定:
1)測量電池組內每節單體電池的自放電率Dsn;
2)由單體電池的自放電率與電池容量計算該單體電池自放電電流Isn；
3)以自放電電流最大的一節單體電池為基準IsO，計算出每節單體電池自放電電流Isn跟基準自放電電流的差異Isn-1sO；
4)由單體標稱電壓V計算每節并聯電阻的阻值為R=V/(Isn-1sO) ο
[0007]優選的，所述穩壓二極管Dl的穩定電壓等于其所并聯的單體電池滿電電壓，穩壓二極管Dl的過流能力等于最大可能失衡電流；
所述失衡電流為一個充放電周期時間內，(單體電池自放電累計的電量+循環壽命衰減的容量)/平均每次充電均衡時間；
所述單體電池自放電累計的電量等于自放電率最大的自放電電流乘以平均充放電時間周期；
所述循環壽命衰減的容量，等于電池組初始容量的20%處以電池組的循環壽命；
所述平均每次充電均衡時間，由BMS充電策略制定。
[0008]優選的，所述穩壓二極管D2的穩定電壓由并聯在兩端的單體電池串數乘以每節滿電電壓，穩壓二極管D2的過流能力等于其內的穩壓二極管Dl的過流電流最大值除以并聯在其兩端的單體電池串數乘以每節單體電池滿電電壓。
[0009]本發明的優點是:
本發明所提供的電動汽車電池組均衡方法，采用的電路簡單、可靠、成本低，不需要任何控制電路，不需要依賴測量和估算結果，均衡效果好，均衡終點固定重復，不存在誤差，可以發揮出電池組最大可能的容量，且發熱可以忽略。
【附圖說明】
[0010]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:
圖1為本發明所述的電動汽車電池組均衡方法的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1所示，本發明所揭示的電動汽車電池組均衡方法，在電池組的每節單體電池并聯一個電阻和一個穩壓二極管Dl，兩節或者數節單體電池再并聯一個穩壓二極管D2，用并聯的電阻來均衡掉自放電率的差異，再用穩壓二極管D1、D2來進行充放電均衡，均衡掉電阻均衡的誤差。
[0012]所述電阻的大小由以下方法確定:
1)測量電池組內每節單體電池的自放電率Dsn;
2)由單體電池的自放電率與電池容量計算該單體電池自放電電流Isn；
3)以自放電電流最大的一節單體電池為基準IsO，計算出每節單體電池自放電電流Isn跟基準自放電電流的差異Isn-1sO；
4)由單體標稱電壓V計算每節并聯電阻的阻值為R=V/(Isn-1sO) ο
[0013]所述穩壓二極管Dl的穩定電壓等于其所并聯的單體電池滿電電壓，穩壓二極管Dl的過流能力等于最大可能失衡電流;所述失衡電流為一個充放電周期時間內，(單體電池自放電累計的電量+循環壽命衰減的容量)/平均每次充電均衡時間；
所述單體電池自放電累計的電量等于自放電率最大的自放電電流乘以平均充放電時間周期；
所述循環壽命衰減的容量，等于電池組初始容量的20%處以電池組的循環壽命；
所述平均每次充電均衡時間，由BMS充電策略制定。
[0014]所述穩壓二極管D2的穩定電壓由并聯在兩端的單體電池串數乘以每節滿電電壓，穩壓二極管D2的過流能力等于其內的穩壓二極管Dl的過流電流最大值除以并聯在其兩端的單體電池串數乘以每節單體電池滿電電壓。
[0015]本發明所提供的電動汽車電池組均衡方法，采用的電路簡單、可靠、成本低，不需要任何控制電路，不需要依賴測量和估算結果，均衡效果好，均衡終點固定重復，不存在誤差，可以發揮出電池組最大可能的容量，且發熱可以忽略。
[0016]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明主要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種電動汽車電池組均衡方法，其特征在于:在電池組的每節單體電池并聯一個電阻和一個穩壓二極管Dl，兩節或者數節單體電池再并聯一個穩壓二極管D2，用并聯的電阻來均衡掉自放電率的差異，再用穩壓二極管D1、D2來進行充放電均衡，均衡掉電阻均衡的誤差。2.根據權利要求1所述的電動汽車電池組均衡方法，其特征在于:所述電阻的大小由以下方法確定: I)測量電池組內每節單體電池的自放電率Dsn; 2 )由單體電池的自放電率與電池容量計算該單體電池自放電電流I s η; 3)以自放電電流最大的一節單體電池為基準IsO，計算出每節單體電池自放電電流Isn跟基準自放電電流的差異Isn-1sO； 4)由單體標稱電壓V計算每節并聯電阻的阻值為R=V/(Isn-1sO) ο3.根據權利要求2所述的電動汽車電池組均衡方法，其特征在于:所述穩壓二極管Dl的穩定電壓等于其所并聯的單體電池滿電電壓，穩壓二極管Dl的過流能力等于最大可能失衡電流； 所述失衡電流為一個充放電周期時間內，(單體電池自放電累計的電量+循環壽命衰減的容量)/平均每次充電均衡時間； 所述單體電池自放電累計的電量等于自放電率最大的自放電電流乘以平均充放電時間周期； 所述循環壽命衰減的容量，等于電池組初始容量的20%處以電池組的循環壽命； 所述平均每次充電均衡時間，由BMS充電策略制定。4.根據權利要求3所述的電動汽車電池組均衡方法，其特征在于:所述穩壓二極管D2的穩定電壓由并聯在兩端的單體電池串數乘以每節滿電電壓，穩壓二極管D2的過流能力等于其內的穩壓二極管Dl的過流電流最大值除以并聯在其兩端的單體電池串數乘以每節單體電池滿電電壓。
【文檔編號】H02J7/00GK106080252SQ201610645607
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月9日 公開號201610645607.4, CN 106080252 A, CN 106080252A, CN 201610645607, CN-A-106080252, CN106080252 A, CN106080252A, CN201610645607, CN201610645607.4
【發明人】方蘭蘭, 王世強, 李競克, 孫敏, 劉增洋, 宋澤琳
【申請人】金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司