[发明专利]电池系统以及电池模块间电量均衡方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池的管理技术，尤其涉及一种电池系统以及电池模块间电量均衡方法，属于锂电池技术领域。

背景技术

随着动力锂电池技术和纯电动汽车技术的发展，锂电池已经取代了传统的铅酸电池和镍氢电池成为纯电动汽车里面核心储能器件。由于锂电池单体电压只有3-4伏，电动汽车的供电系统通常需要串联大量的锂电池，这些锂电池被分为多个电池模块来分别进行串联。对于锂电池，或者是其他种类的充电电池，其单体电池可能由于出厂时工艺等方面的原因导致单体电池容量以及内阻出现不一致性，也可能由出厂后老化速度不一致而导致电池容量与内阻出现不一致性，还可能由于单体电池运行的环境温度等因素的不同而导致电池剩余电量值出现不一致性。无论是电池直接串联而成的电动汽车供电系统，还是先将其电池串联成电池模块，再进一步串联得到电动汽车供电系统，上述电池性能的不一致性都对电池管理系统提出了非常高的要求。

由于单体电池性能的不一致性，整个电池模块和电池系统的性能受到最弱的单体电池的限制。例如在放电时，当最弱的一节单体电池达到最低电压时，电池系统必须停止放电来保护该节单体电池，但是此时，电池系统内还有其他单体电池的容量没有耗尽；同样，在充电时，最先到达最高电压的单体电池阻碍了其他单体电池继续充电，使得整个电池系统不能得到完全充分充电。而且，更为关键的是，如此循环多次后，单体电池之间的不一致性会加剧，最终使得整个电池系统可用电量降低。和电动汽车的电池系统一样，其他任何的锂电池系统都存在同样的问题。

目前，现有技术中无法在电池系统的不同电池模块间进行电量均衡。

发明内容

本发明提供一种电动汽车的电池系统以及电池模块间电量均衡方法，用于实现在电池系统的电池模块间进行电量均衡。

本发明的第一个方面是提供一种电池系统，包括两个以上的电池模块，各电池模块均包括多个单体电池，还包括信号采集模块、剩余电量计算模块和控制模块，各电池模块中设置有双向隔离直流转换电路，且在所述电池系统中任意两个相邻的第一电池模块和所述第二电池模块间设置有共享单体电池，所述共享单体电池为所述第一电池模块或所述第二电池模块中的一个，所述第一电池模块和所述第二电池模块中的双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所归属的电池模块的正极和负极连接，另一侧的正极和负极通过开关电路分别与所述共享单体电池的正极和负极连接；

所述信号采集模块用于采集所述相邻的第一电池模块和所述第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息；

所述剩余电量计算模块用于根据信号采集模块采集的第一电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值，以及用于根据信号采集模块采集的第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息获取所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值；

所述控制模块用于根据所述第一电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第一电池模块的剩余电量值，以及根据所述第二电池模块中所有单体电池的剩余电量值获取所述第二电池模块的剩余电量值，向剩余电量值较大的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由电池模块向共享单体电池充电的第一指示，以及向剩余电量值较小的电池模块的双向隔离直流转换电路发送由共享单体电池向电池模块充电的第二指示；

所述双向隔离直流转换电路用于根据控制模块的第一指示控制由所述剩余电量值较大的电池模块向共享单体电池充电，并且根据所述控制模块的第二指示控制由共享单体电池向所述剩余电量值较小的电池模块充电。

本发明的另一个方面是提供一种电池模块间电量均衡方法，用于在包括两个以上的电池模块的电池系统中进行电池模块间电量均衡，各电池模块均包括多个单体电池，该电池系统还包括信号采集模块、剩余电量计算模块和控制模块，各电池模块中设置有双向隔离直流转换电路，在所述电池系统中任意两个相邻的第一电池模块和所述第二电池模块间设置有共享单体电池，所述共享单体电池为所述第一电池模块或所述第二电池模块中的一个，所述第一电池模块和所述第二电池模块中的双向隔离直流转换电路的一侧的正极和负极分别与其所归属的电池模块的正极和负极连接，另一侧的正极和负极通过开关电路分别与所述共享单体电池的正极和负极连接，其特征在于，所述方法包括：

信号采集模块采集所述相邻的第一电池模块和所述第二电池模块中所有单体电池的性能参数信息；