[发明专利]一种电动汽车电池均衡控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车电源控制技术，特别涉及一种电动汽车电池均衡控制系统及其控制方法。

背景技术

目前，由4节12V的单个电池串联组成的电池组广泛应用于电动车的动力电池中，由于电池制造工艺因素影响，使其容量、内阻等参数单体之间一致性有差异，导致了单块电池性能的差异，同时电池组在使用一段时间后，单节电池之间的差异性会变大，进一步影响电池的性能和寿命。均衡控制系统通过均衡各节电池之间的电量，避免在放电过程中，出现过分，充电过程中，出现过充，尽量实现电池容量的一致性，从而延长电池的寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种能够有效均衡各节电池之间的电量，提高电池的性能和寿命的电动汽车均衡控制系统及其控制方法。

为解决上述技术问题，本发明涉及的技术方案是：一种电动汽车电池均衡控制系统，包括控制器、电池组、电池电压采集模块、电源模块，所述的控制器与电池组之间通过均衡模块连接，所述的控制器的输入端与电池电压采集模块连接。

所述的均衡模块包括由场效晶体管构成的开关网络、由电容构成的电容网络，利用电容实现不同单体之间电量的转移。

所述的控制器，用于根据电池电压采集模块采集的电池组各节单体电池的电压信号，通过利用电容网络的电容充放电调节电池组各节电池电压，使得各节电池电压大小一致。具体为，当检测到单体电压超出整体电压平均值后，利用电容网络将电容与这个单体并联，电池单体对电容充电，当电容电压和电池电压一致后，利用场效晶体管构成的开关网络，将电容与电池电压最低的单体电池并联，电容将对单体电池充电。如此过程不停的重复，实现将单体电压高的电池能量通过电容对单体电池电压低的电池进行能量补充，有效的避免放电时电压低的电池过放。充电时，单体电压高的电池过充。进一步提高电池使用循环寿命。

所述的电源模块是通过电源芯片将电池组电压变为5V电压，给控制器提供工作电压。

所述的控制器的输出端连接有指示灯。

所述的控制器采用单片机，其型号为XC866。

所述的控制器连接有JTAG接口。

所述的电池组为四节电池。

一种电动汽车电池均衡控制系统的控制方法，所述的方法包括以下步骤：

a)系统将电池组分成两个小组，采集每个小组的单节电池两端的电压，比较第一小组的单节电池电压之和与第二小组的单节电池电压之和，将电量从电压高的小组向电压低的小组转移直至两组之间的电压相等或相近；

b)系统比较各小组内各节电池之间的电压差，将电量从电压高的单节电池向电压低的电池转移直至两者之间的电压相等或相近；

在步骤a)、b)中的电能转移过程中系统点亮指示灯。

所述的方法包括以下两个阶段：

第一阶段系统把电池组分成两个小组，第一单节电池与第二单节电池的串联为1#组，第三单节电池与第四单节电池的串联为2#组，通过数据采集可以得到各单节电池两端的电压，然后比较第一单节与第二单节电池之和V1与第三单节与第四单节电池之和V2的大小，如果V1>V2，则1#组的电能向2#组的电能转移直至两组之间的能量相等；相反，如果V2>V1，则2#组的电能向1#组的电能转移直至两组之间的能量相等；

第二阶段系统比较1#组内各节电池之间的电压差，将电量从电能高的单节电池向电能低的电池转移直至两者之间的电能相等，系统比较2#组内各节电池之间的电压差，将电量从电能高的单节电池向电能低的电池转移直至两者之间的电能相等。

本发明采用上述结构和方法，具有以下优点：1、本发明的均衡是自顶向下、单方向式的，即先均衡两组之间的电能，再分别均衡各组组内的两节单体电池，而且各组组内的两节单体电池之间的均衡可以同时进行。单向式均衡缩短了时间，而同样的时间里只需要各自均衡组内的两节单体电池即可，即同样的时间可以进行两组均衡，提高了效率。在静态的过程中，上述均衡方式几乎可以一步到位；2、各均衡子程序里都有控制LED亮灭的指令，所以如果LED指示灯点亮，则表明均衡器正在工作中；相反，如果LED熄灭，则表面均衡器均衡完毕，处于非均衡工作状态中，易于对系统运行状态监控。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；

图1为本发明的逻辑结构框图；

图2为本发明的结构框图；

图3为本发明中均衡模块的电路图；

图4为本发明中系统均衡电池组的四节电池的电压的软件流程图；