[发明专利]一种电池充放电管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理领域，特别是涉及一种电池充放电管理系统。

背景技术

目前，影响电动车辆或混合动力车辆推广应用的主要因素包括动力电池的安全性和使用成本问题，延长电池的使用寿命是降低使用成本的有效途径之一。影响电池使用寿命的重要因素之一是电池包内单体电池充放电的不一致性。单体电池充放电不一致的原因是：电池包内各单体电池的温度、通风条件、自放电程度、电解液密度等存在差异，在一定程度上影响了单体电池的电压、内阻及容量等参数的不一致，导致不同单体电池之间的充放电不一致。然而，单体电池在组成电池包后，电池包的寿命远远低于单体电池的寿命。其原因是：在向电池充电时，容量最小的单体电池容易过充，在电池进行放电时，容量最小的单体电池容易过放，使得容量最小的电池受损，导致其容量变得更小，进而使得电池包内的单体电池进入恶性循环，最终影响电池包寿命。因此，电池包的使用寿命取决于容量最小的单体电池的寿命。

为了均衡各单体电池的容量，现有技术中存在被动均衡和主动均衡两种方式。被动均衡是在每一单体电池并联一电阻进行分流，将容量多的电池中多余的能量消耗掉。如此，一方面，该种被动均衡方案存在效率低、功耗高、均衡电流小等缺陷，无法彻底解决各单体电池的一致性差的问题，从而导致单体电池的使用寿命缩短，以致加速缩短动力电池包的使用寿命。另一方面，均衡电路是通过电池的充放电使得电池的能量发生转移，因此，在充放电的过程中，容易引起充放电路发生过电流或短路的现象，从而使得所述电池损坏减小电池包的使用寿命，甚至引发安全隐患。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种电池充放电管理系统，以解决各单体电池一致性差而导致电池包的使用寿命缩短的问题。

本发明一个进一步的目的是要对电池的过电流或短路现象进行保护。

特别地，本发明提供了一种电池充放电管理系统，用于对混合动力车辆或电动车辆的多个单体电池进行充放电管理，所述多个单体电池以串联的方式连接，所述系统包括：

电压检测模块，用于检测所述多个单体电池的电压值；

多个均衡模块，其分别与所述多个单体电池以并联的方式连接，用于在相邻两个所述单体电池的电压值不一致时，将所述电压值较高的单体电池主动向所述电压值较低的单体电池转移电量，以使得相邻两个所述单体电池的电压值基本上保持一致；和

与所述单体电池串联连接的电路保护模块，用于在任一单体电池发生短路或过电流的情况下，切断所述多个单体电池之间的电路连接。

进一步地，所述均衡模块包括：

开关；

二极管；和

储能元件，其一端与所述电池的正极或负极相连，另一端与所述开关和所述二极管相连；

其中，在所述开关处于闭合状态时，所述单体电池、开关和储能元件构成第一回路，所述单体电池通过所述第一回路对所述储能元件进行充电，以在所述储能元件中存储能量；在所述开关处于打开状态时，所述储能元件的能量通过所述二极管流向其他单体电池中。

进一步地，所述均衡模块包括：

开关；

三极管；和

储能元件，其一端与所述电池的正极或负极相连，另一端与所述开关和所述二极管相连；

其中，在所述开关处于闭合状态时，所述单体电池、开关和储能元件构成第一回路，所述单体电池通过所述第一回路对所述储能元件进行充电，以在所述储能元件中存储能量；在所述开关处于打开状态时，所述储能元件的能量通过所述三极管流向其他单体电池中。

进一步地，所述储能元件为电容或电感。

进一步地，所述电路保护模块与任一所述单体电池串联，所述电路保护模块由保护芯片和与所述保护芯片连接的开关管组成，通过所述保护芯片和所述开关管对由所述多个单体电池串联而成的充放电电路出现的短路或过电流进行保护；

其中，所述开关管为MOS管、三极管、光电耦合器、继电器或二极管。

进一步地，所述电路保护模块设置在相邻两个所述单体电池之间，以对任一与其相邻的所述单体电池的过电流或短路进行保护。

进一步地，所述电路保护模块由开关管构成，与任一所述单体电池串联或设置在相邻两个所述单体电池之间，以在任一单体电池发生短路或过电流的情况下，切断所述多个单体电池之间的电路连接；

其中，所述开关管为MOS管。