[发明专利]电池管理系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理系统和方法。

背景技术

在电动车、医疗器械、不间断电源、以及其他工业应用中，电池是最为常见的电能储备设备。在使用中，当所需要的电位高于单个电池的基本电位时，常将多个电池串联起来使用。然而，即便这些串联的电池是用同样的阳极、阴极和电解质材料，并采用了相同的方法生产出来的具有相同结构的产品，各电池的充电或放电（及自放电）性能之间仍然会存在差异，因此这些串联的电池之间会存在电位差。比如，由于所述串联的电池的电位各不相同，在一些电池还没有达到预定的电压值时，一些电池可能已经先达到了预定的电压值，因此，在给串联的一串电池充电时，可能出现电池过充或充电不足的情形，甚至可能同时出现电池过充和充电不足的情形。

若电池的化学特性不能承受过充的状态，过充的电池可能会产生爆炸的危险，而充电不足的电池可能会降低串联电池组的使用寿命，因此需要解决串联电池组的充电不平衡的问题。一个常用方法是利用电荷均衡装置来让串联电池组达到电荷均衡。

一种被动地达到电荷均衡的传统方法如图1所示，在图示的串联电池组中，每一电池并联一个电阻，用来协助电池达到电荷均衡。这是一种简单的低成本的方法，却具有能量损失和热耗散高的缺点，且对于大电流的电池的电荷均衡能力具有局限性。

一种主动地达到电荷均衡的传统方法如图2所示，在图示的串联电池组中，每一电池配备有一个电力电子电路来实现电荷均衡。这是一个高能效的方法，也可以让大电流电池达到电荷均衡，但由于用来实现电荷均衡的各电力电子电路的成本高，尺寸大，所述方法实施起来具有成本和尺寸方面的问题。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种电池系统，其有一个包括M个串联电池的电池模组、以及N（1<N≤M）个电荷均衡器。所述各电荷均衡器在连接到所述电池模组中的电池上时，可使该电池充电或（和）放电来达到电荷均衡。该电池系统中还有控制装置，用来基于每一电池的电荷状态判断是否需要对该电池进行电荷均衡处理，比较需要进行电荷均衡处理的电池的数量L和电荷均衡器的数量N，并基于所述比较的结果，使得所述电池系统被关闭，或是使得所述需要进行电荷均衡处理的一个或多个电池被分别连接到相应的电荷均衡器上。该电池系统中还包括选择开关模组，用来将所述需要进行电荷均衡处理的一个或多个电池分别连接到相应的电荷均衡器上

本发明的另一个实施例提供了一种方法，在该方法中，提供了一种包括M个串联的电池和N个电荷均衡器的电池系统，其中1<N≤M。基于各电池的电荷状态判断是否需要对该电池进行电荷均衡处理，并比较需要进行电荷均衡处理的电池的数量L与电荷均衡器的数量N，再基于比较的结果，关闭所述电池系统，或是将所述需要进行电荷均衡处理的L个电池分别连接到L个电荷均衡器上，以使其被充电或（和）放电来达到电荷均衡。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一示意图，显示了让串联电池组达到电荷均衡的一种现有方法。

图2为一示意图，显示了让串联电池组达到电荷均衡的另一种现有方法。

图3为本发明一个实施例的一种电池系统的示意图。

图4为本发明另一个实施例的一种电池系统的示意图。

图5为本发明一个实施例的电池管理方法的流程图。

图6为图5所示的电池管理方法的一种具体实施方式的流程图。

图7为图5所示的电池管理方法的另一种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例提供了一种有成本效益的高性能的解决方案，来使串联电池组实现电荷均衡。在本发明实施例中，提供了一种包括M(M≥2)个串联的电池的电池模组，还为所述电池模组提供了N个电荷均衡器，以让其中的M个串联的电池实现电荷均衡。每一所述电荷均衡器，一旦连接到电池模组中的一个电池上，可使该电池被充电或（和）放电来达到电荷均衡。所述电荷均衡器的数量N大于1但小于等于电池的个数M（即1<N≤M）。还有一个选择开关模组，用来选择性地将电池连接到所述电荷均衡器上。在控制设备的控制下，所述选择开关模组可以将一个或多个需要进行电荷均衡处理的电池连接到对应的电荷均衡器上。这样，所述电池模组可以通过所述电荷均衡器达到电荷均衡。特别地，所述电荷均衡器的数量N可以大于1且小于电池的数量M（即1<N<M），这样就可以通过少于串连的电池的个数的电荷均衡器来使所述电池模组达到电荷均衡。