[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN101976876A - 实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法 - Google Patents

实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101976876A
CN101976876A CN2010105486592A CN201010548659A CN101976876A CN 101976876 A CN101976876 A CN 101976876A CN 2010105486592 A CN2010105486592 A CN 2010105486592A CN 201010548659 A CN201010548659 A CN 201010548659A CN 101976876 A CN101976876 A CN 101976876A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
battery
voltage
bms
kzc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010105486592A
Other languages
English (en)
Inventor
唐建民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WUXI DONGHAI NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
WUXI DONGHAI NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WUXI DONGHAI NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical WUXI DONGHAI NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN2010105486592A priority Critical patent/CN101976876A/zh
Publication of CN101976876A publication Critical patent/CN101976876A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法，所述装置包括电池管理系统(BMS)，BMS分别连接电源和充电主控开关(KZC)，电源连接CHG+，KZC连接CHG-，BMS上连接若干均衡开关(Km)，Km与放电电阻(Rm)串联，Rm并联连接可充电电池组(Em)。本发明有益效果：本发明具有可扩展性好，只需根据电池的串数增减相应的单元；采用器件为切换控制器件，无大功率、高压等特殊要求，具有成本低，结构简单的特点，能实现所有电池都能充满电。

Description

实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法。
背景技术
电池通常被串并联使用以提供较高的输出电压和较大的电能容量，满足负载驱动的需求。由于可充电电池具有较好的性价比，被广泛应用于各类电子产品，甚至电动车辆中。然而，不管是锂充电电池、铅酸充电电池，还是镍氢充电电池，由于工艺条件的限制，单体电芯之间均存在一定的差异，虽然可以通过配组的方法来部分解决问题，但经过多次充、放电循环之后，电池之间仍会产生较大的电压差，使串联电池组总的有效容量减小，影响电池组使用性能和寿命。特别是当电池被用于电动车辆时，这种影响变得尤为突出。
针对于此，人们开始研究电池均衡的方法和装置，通过分别调整串联电池组中某一电池的电压，使得各电池电压相接近，从而可以使各电池基本同时达到较高的充电状态。目前比较常见的方法是采用单片机控制方法，即由单片机控制采样电路分别获取每节电池的电压，对其进行比较，再根据情况驱动相应电池上的放电电路，使电压较高的电池放电，从而达到各节电池之间的均衡。这种方法由于需要对各节电池电压进行精确测量，而串联电池组的总的电压较高，造成测量上的困难，再加上需要配置相应的单片机控制电路，使得整个电路实现成本较高，目前仅被使用于对电池压差要求要高的锂充电电池组中，这也是造成锂充电电池组成本较高的原因之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法，通过本发明能够使所有电池都能充满电。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种实现在充电过程中对电池均衡的装置，包括电池管理系统（BMS），管理系统（BMS）分别连接电源和充电主控开关（KZC），电源连接充电正极（CHG+），充电主控开关（KZC）连接充电负极（CHG-），电池管理系统（BMS）上连接若干均衡开关（Km），均衡开关（Km）与放电电阻（Rm）串联，放电电阻（Rm）并联连接可充电电池组（Em）。BMS通过读取电池组中的电压，当电池组中的最大电压与最小电压的差值大于设定的阀值时便会发出需要均衡的命令，通过控制电源和充电主控开关（KZC），开通最大电压相对应的电池的均衡开关进行分流；当最大电压大于电池的保护电压值时BMS发出命令关断KZC。所述充电主控开关（KZC）由继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）组成。
一种实现在充电过程中对电池均衡的方法，包括以下步骤：
（1）首先由BMS实时读取电池组各电池的电压参数；
（2）当电池组中的最大电压与最小电压的差大于设定的阀值时或当最大电压大于设定的均衡电压的阀值时发出需要均衡的命令；
（3）BMS根据给定的充电电流降低KZC的开通比，实现在不调整充电器电流的前提下的降流充电；
（4）在步骤（3）降流充电的同时，由BMS判断最大电压与设定的最大保护电压或充电电流有效值与设定的最小值的关系，当最大电压大于设定的最大保护电压或充电电流有效值小于设定的最小值时关闭KZC，充电结束；否则跳到步骤（1）。
本发明的有益效果为：可扩展性好，只需根据电池的串数增减相应的单元，采用器件为切换控制器件，无大功率、高压等特殊要求，成本低。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的实现在充电过程中对电池均衡的装置的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例所述的一种实现在充电过程中对电池均衡的装置，包括电池管理系统（BMS），电池管理系统（BMS）分别连接电源1和充电主控开关（KZC），电源连接充电正极（CHG+），充电主控开关（KZC）连接充电负极（CHG-），电池管理系统（BMS）上连接若干均衡开关（Km），均衡开关（Km）与放电电阻（Rm）串联，放电电阻（Rm）并联连接可充电电池组（Em）。所述充电主控开关（KZC）由继电器、金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）组成。
一种实现在充电过程中对电池均衡的方法，包括以下步骤：
（1）首先由BMS实时读取电池组各电池的电压参数；
（2）当电池组中的最大电压与最小电压的差大于设定的阀值时或当最大电压大于设定的均衡电压的阀值时发出需要均衡的命令；
（3）BMS根据给定的充电电流降低KZC的开通比，实现在不调整充电器电流的前提下的降流充电；
（4）在步骤（3）降流充电的同时，由BMS判断最大电压与设定的最大保护电压或充电电流有效值与设定的最小值的关系，当最大电压大于设定的最大保护电压或充电电流有效值小于设定的最小值时关闭KZC，充电结束；否则跳到步骤（1）。
通过降低KZC的占空比，实现所有的电池都能充满电。在充电过程中，能读到电池组中所有电池电压是BMS的一个基本功能，当本电池组中的最大电压与最小电压的差值大于设定的阀值时便会发出需要均衡的命令，开通其中最大电压相对应的电池的均衡开关，实现对充电电流的分流。当最大电压大于电池的保护电压值时BMS发出命令关断KZC，充电过程结束。简单地说，可把均衡能力描述为Q=∫E（t）/RLi dt，因为均衡电流E（t）/RLi远小于充电电流，同时当BMS从发现某电池不均衡到最后该电池充满为止的这段时间只占整个充电过程所耗时间的10%以下，所以上述的均衡能力Q比电池组的总容量来说是很有限的。
本发明可以通过常规软件编程的方法去控制KZC的开通比（PWM），当上述均衡达到尾声后，降低KZC的开通比，这时充电电流的有效值可表达为Ieff= K（PWM）×I充。当Ieff = E（t）/ RLi+IQ 时，对于已在均衡的那个电池来说，充电电流的有效值为零，而对没有充满即没在做均衡的那些电池来说还能进行有效值为（Ieff -IQ）的充电。也就是说在这个充电过程中对已充满电的电池不再充电，对没有充满电的那些电池进行补充电，充满一个均衡一个，直到所有的电池都充满，KZC完全关闭。可以计算，整个补充电电量为Q补=（Ieff -IQ）h。
本发明未增加组装难度，可扩展性好，只需根据电池的串数增减相应的单元；采用器件为切换控制器件，无大功率、高压等特殊要求，成本低，结构简单的好处；能实现所有电池都能充满电。

Claims (3)

1.一种实现在充电过程中对电池均衡的装置，包括电池管理系统，其特征在于：电池管理系统分别连接电源和充电主控开关，电源连接充电正极，充电主控开关连接充电负极，电池管理系统上连接若干均衡开关，均衡开关与放电电阻串联，放电电阻并联连接可充电电池组。
2.根据权利要求1所述的实现在充电过程中对电池均衡的装置，其特征在于：所述充电主控开关由继电器、MOSFET和IGBT组成。
3.一种实现在充电过程中对电池均衡的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）首先由BMS实时读取电池组各电池的电压参数；
（2）当电池组中的最大电压与最小电压的差大于设定的阀值时或当最大电压大于设定的均衡电压的阀值时发出需要均衡的命令；
（3）BMS根据给定的充电电流降低KZC的开通比，实现在不调整充电器电流的前提下的降流充电；
（4）在步骤（3）降流充电的同时，由BMS判断最大电压与设定的最大保护电压及充电电流有效值与设定的最小值的关系，当最大电压大于设定的最大保护电压或充电电流有效值小于设定的最小值时关闭KZC，充电结束；否则跳到步骤（1）。
CN2010105486592A 2010-11-18 2010-11-18 实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法 Pending CN101976876A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105486592A CN101976876A (zh) 2010-11-18 2010-11-18 实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010105486592A CN101976876A (zh) 2010-11-18 2010-11-18 实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101976876A true CN101976876A (zh) 2011-02-16

Family

ID=43576733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010105486592A Pending CN101976876A (zh) 2010-11-18 2010-11-18 实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101976876A (zh)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102156266A (zh) * 2011-03-24 2011-08-17 无锡东海新能源科技有限公司 一种基于智能浮地法测量电池电压的装置及方法
CN102457078A (zh) * 2011-03-30 2012-05-16 凹凸电子（武汉）有限公司 电池均衡电路、电池均衡系统及方法
CN102709964A (zh) * 2012-05-10 2012-10-03 许继集团有限公司 一种动力电池组的均衡维护装置
CN103094944A (zh) * 2012-07-10 2013-05-08 德臻科技股份有限公司 多段式电池模块充电方法及其装置
CN103683377A (zh) * 2012-09-18 2014-03-26 铃木株式会社 电池包均衡装置
CN103765720A (zh) * 2011-07-25 2014-04-30 雷诺两合公司 用于平衡蓄电电池组的方法和装置
CN104124480A (zh) * 2014-07-18 2014-10-29 刘仲尧 一种平衡电芯电压的方法和系统
CN104934648A (zh) * 2015-06-23 2015-09-23 深圳供电局有限公司 一种电网直流屏系统中电池充电均衡控制的方法及系统
CN106785178A (zh) * 2017-03-16 2017-05-31 许继电源有限公司 电池模组再利用检测、筛选配组方法及装置
CN106921182A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 大连融科储能技术发展有限公司 一种提高液流电池电堆电压一致性的装置及方法
CN107852002A (zh) * 2015-07-14 2018-03-27 沃尔沃卡车集团 用于平衡电池组的方法和系统
CN112003352A (zh) * 2020-09-09 2020-11-27 南京鼎尔特科技有限公司 一种基于pwm放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统
US11646588B2 (en) 2020-04-16 2023-05-09 Industrial Technology Research Institute Battery system, control method of cell balance procedure, and calculation method of balance charge capacity

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201117742Y (zh) * 2007-08-22 2008-09-17 万向集团公司 锂离子动力电池组管理系统
CN101888106A (zh) * 2010-06-11 2010-11-17 李小平 串联电池组均衡管理系统及其均衡管理方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201117742Y (zh) * 2007-08-22 2008-09-17 万向集团公司 锂离子动力电池组管理系统
CN101888106A (zh) * 2010-06-11 2010-11-17 李小平 串联电池组均衡管理系统及其均衡管理方法

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102156266B (zh) * 2011-03-24 2013-08-21 无锡东海新能源科技有限公司 一种基于智能浮地法测量电池电压的装置及方法
CN102156266A (zh) * 2011-03-24 2011-08-17 无锡东海新能源科技有限公司 一种基于智能浮地法测量电池电压的装置及方法
CN102457078A (zh) * 2011-03-30 2012-05-16 凹凸电子（武汉）有限公司 电池均衡电路、电池均衡系统及方法
CN103765720A (zh) * 2011-07-25 2014-04-30 雷诺两合公司 用于平衡蓄电电池组的方法和装置
CN102709964A (zh) * 2012-05-10 2012-10-03 许继集团有限公司 一种动力电池组的均衡维护装置
CN103094944A (zh) * 2012-07-10 2013-05-08 德臻科技股份有限公司 多段式电池模块充电方法及其装置
CN103683377A (zh) * 2012-09-18 2014-03-26 铃木株式会社 电池包均衡装置
CN103683377B (zh) * 2012-09-18 2015-10-28 铃木株式会社 电池包均衡装置
CN104124480B (zh) * 2014-07-18 2017-04-05 刘仲尧 一种平衡电芯电压的方法和系统
CN104124480A (zh) * 2014-07-18 2014-10-29 刘仲尧 一种平衡电芯电压的方法和系统
CN104934648A (zh) * 2015-06-23 2015-09-23 深圳供电局有限公司 一种电网直流屏系统中电池充电均衡控制的方法及系统
CN107852002A (zh) * 2015-07-14 2018-03-27 沃尔沃卡车集团 用于平衡电池组的方法和系统
CN107852002B (zh) * 2015-07-14 2021-03-16 沃尔沃卡车集团 用于平衡电池组的方法和系统
CN106921182A (zh) * 2015-12-25 2017-07-04 大连融科储能技术发展有限公司 一种提高液流电池电堆电压一致性的装置及方法
CN106785178A (zh) * 2017-03-16 2017-05-31 许继电源有限公司 电池模组再利用检测、筛选配组方法及装置
CN106785178B (zh) * 2017-03-16 2020-07-24 许继电源有限公司 电池模组再利用检测、筛选配组方法及装置
US11646588B2 (en) 2020-04-16 2023-05-09 Industrial Technology Research Institute Battery system, control method of cell balance procedure, and calculation method of balance charge capacity
CN112003352A (zh) * 2020-09-09 2020-11-27 南京鼎尔特科技有限公司 一种基于pwm放电的铅酸蓄电池在线弱均衡维护系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101976876A (zh) 实现在充电过程中对电池均衡的装置及方法
CN102227858B (zh) 电压均匀化装置、方法、程序及电力储存系统
CN102185159B (zh) 基本单元锂电池组模块、多级锂电池组及充放电均衡方法
CN102368628B (zh) 电动汽车动力电池智能均衡装置
CN105122578B (zh) 均衡补正装置以及蓄电装置
CN101826745B (zh) 锂离子动力电池无损充电机
CN201298737Y (zh) 一种电池均衡装置
CN102480148A (zh) 电池电力系统
CN105140998B (zh) 基于电感储能的串联电池组双向无损均衡电路
CN102185354A (zh) 一种用于电动自行车的锂电池组智能充放电管理控制系统
CN107733007A (zh) 一种电池组双目标直接均衡电路及均衡方法
CN216389527U (zh) 电池加热系统、电池包和用电装置
CN112384405B (zh) 控制车辆中的电池系统的方法
CN100428606C (zh) 一种对串联电池组充电和放电进行控制的电路
CN102376979B (zh) 充放电自动均衡的锂离子动力电池串联电池组
CN202111486U (zh) 用于电动自行车的锂电池组智能充放电管理控制系统
CN106712168A (zh) 一种基于电感储能的并联电池组双向无损均衡电路
CN109193863A (zh) 电池组电压均衡控制方法及电路
CN204947672U (zh) 基于电感储能的串联电池组双向无损均衡电路
CN205583754U (zh) 基于分组轮换的蓄电池组充放电智能均衡系统
CN102270871B (zh) 动力电池组气压控制充电式电量均衡系统
CN212726520U (zh) 一种均衡充电保护装置
CN103199580A (zh) 智能充电系统
CN203522276U (zh) 一种锂电池充放电控制电路
CN202333889U (zh) 电动汽车动力电池智能均衡装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20110216