[发明专利]主动均衡控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，具体而言，涉及一种主动均衡控制装置及方法。

背景技术

目前锂电池管理系统，除了带有电池电压监控和充放电管理功能外，部分还带有均衡功能。因为单节锂电池的电压是很低的，只有3V左右。而电动汽车要求的动力电压则达到了几百伏。为了满足要求，几乎所有电动汽车的电池包都是由各个单体锂电池串联起来提供能量的。电池的原理表明，只有各单体电池充放电完全一致时，才能使整串电池的性能最优。因为目前的电池生产技术很难使批量生产的单体电池在性能参数做到毫无差别，所以，随着使用过程中充放电的次数的增多，各单体电池之间的性能差异也越来越大。由于“木桶原理”，整串电池包的性能将会被性能最差的那节锂电池所限制。

目前的均衡系统主要分为被动均衡和主动均衡两类。被动均衡是通过消耗高电量单体电池的电量，使各节电池充放电趋势一致。而主动均衡则是通过将高电量单体电池的电量转移到低电量电池中，或者转移到整个电池包中，从而达到各单体电池能量均衡。由此可见，被动均衡是一种消极的均衡策略，会部分地消耗一部分电池能量。而主动均衡则是一种积极的均衡策略，在均衡过程中，能量只是发生了转移，并没有被消耗。虽然相对于被动均衡来说，主动均衡有显著的优点，但其设计却太过复杂，导致实际应用并不广泛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种主动均衡控制装置及方法，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采取的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种主动均衡控制装置，所述装置包括总控制模块、采样模块、电磁波发送模块、电磁波接收模块以及均衡控制模块。所述总控制模块分别与所述采样模块、电磁波发送模块以及均衡控制模块电连接。所述均衡控制模块与所述电磁波接收模块电连接。所述采样模块包括第一输入端，所述第一输入端用于与电池组电连接。所述均衡控制模块包括第二输入端，所述第二输入端用于与所述电池组电连接。所述总控制模块用于控制所述电磁波发送模块发送电磁波。所述电磁波接收模块用于接收所述电磁波发送模块发送的电磁波，以及将所述接收到的电磁波转换为电流并传递给所述电池组。所述采样模块用于采集所述电池组的电流和电芯电压；所述电池组包括M节电池。所述均衡控制模块包括N个均衡控制电路，所述N个均衡控制电路均与所述总控制模块电连接。所述N个均衡控制电路用于控制所述M节电池的均衡。所述总控制模块还用于根据所述采样模块采集的各电池的电流和电芯电压，判断所述电池是否满足预设的电池均衡条件，若满足，则控制该电池的均衡控制电路打开均衡开关，以便使该电池组保持最佳工作状态。

在本发明较佳的实施例中，上述M等于所述N，所述N个均衡控制电路用于与所述M节电池一一电连接。

在本发明较佳的实施例中，上述电磁波发送模块包括振荡电路以及辐射天线。所述振荡电路与所述辐射天线电连接，所述振荡电路与所述总控制模块电连接。所述振荡电路用于产生振荡电流。所述辐射天线用于发射电磁波。

在本发明较佳的实施例中，上述振荡电路为正弦波振荡电路。

在本发明较佳的实施例中，上述电磁波发送模块还包括电磁波强度传感电路。所述电磁波强度传感电路与所述总控制模块电连接。所述电磁波强度传感电路用于采集所述辐射天线发送的电磁波的强度并反馈给所述总控制模块。

在本发明较佳的实施例中，上述辐射天线包括PCB铜线或导线线圈。

在本发明较佳的实施例中，上述电磁波接收模块包括N个电磁波接收电路。所述N个电磁波接收电路与所述N个均衡控制电路一一电连接。每个所述电磁波接收电路用于将所吸收所述电磁发送模块发送的电磁波转换为电流后，传递给与该电磁波接收电路电连接的电池。

在本发明较佳的实施例中，上述采样模块包括总电压采样电路、总电流采样电路以及N个电池电压采样电路。所述总电压采样电路的一端与所述总控制模块电连接，所述总电压采样电路的另一端用于与所述电池组电连接。所述总电流采样电路的一端与所述总控制模块电连接，所述总电流采样电路的另一端用于与所述电池组电连接。所述N个电池电压采样电路用于采集所述M节电池的电压。所述总电压采样电路用于采集所述电池组的总电压。所述总电流采样电路用于采集所述电池组的总电流。每个所述电池电压采样电路用于采集与该电池电压采样电路电连接的该电池的电压。