[发明专利]并联电池组电压均衡管理系统、并联电池组及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电子电源领域，涉及一种电池管理技术，具体涉及一种并联电池组电压均衡管理系统、并联电池组及其控制方法。

背景技术

随着电池的小型化和能量比不断提高，出现了各种依靠电池供电的电动设备，例如无人机、电动汽车、电瓶车等，以电动汽车为例，电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。电动汽车的续行里程之长短取决于车载动力电池容量之大小，车载动力电池之重量取决于选用何种动力电池如铅酸、锌碳、锂电池等，以及电池的比重、比功率、比能量等指标。

但在电池使用过程中，由于工业化生产过程造成的电池输出电压的差异，导致电池输出功率不均，并且在使用过程中，这种差异由于电池的放电原理会被持续放大，例如对于输出电压的电池，输出电流较大，输出电流大导致电池发热增加，电池发热后导致内阻降低，进一步导致电流增大，形成正反馈使得电池持续发热并超负荷供电，电池寿命大幅缩小。

发明内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明公开了一种并联电池组电压均衡管理系统、并联电池组及其控制方法。

本发明所述并联电池组电压均衡管理系统，应用于并联的多个单一电池，包括电池电压检测装置及多个供电开关，每一单一电池与一个供电开关串联，所述供电开关不与单一电池连接的一端与供电端连接，每一所述单一电池连接有一个电池电压检测装置，所述检测装置输出信号为数字信号，检测装置信号输出端与一个数字信号处理装置连接；

还包括一个充电开关网络，所述充电开关网络能够连接任意两个单一电池的正极，同时与其他单一电池正极隔离；

所述数字信号处理装置能够完成以下功能：根据输入的数字信号，判断出各个单一电池电压的最高值和最低值，并控制各个供电开关和充电开关网络。

优选的，所述电池电压检测装置与电池正极连接。

优选的，所述电池电压检测装置为模数转换器。

优选的，所述充电开关网络包括多个一端与各个单一电池正极分别连接的均衡开关，均衡开关另一端均与电压均衡端连接。

优选的，所述数字信号处理装置内置有时钟发生器。

优选的，各个单一电池与电池电压检测装置的位置相同。

本发明还公开了一种并联电池组，采用了如上任意一项所述的电压均衡管理系统

本发明还公开了一种并联电池组控制方法，基于如上任意一项所述的电压均衡管理系统，数字信号处理装置随时根据输入的数字信号，判断出各个单一电池电压的最高值和最低值，断开电压最高和最低的两个单一电池的供电开关，同时控制充电开关网络使仅这两个单一电池的正极连接。

优选的，基于如前所述数字信号处理装置内置有时钟发生器的电压均衡管理系统，所述数字信号处理装置对于数字信号的识别判断及各个开关的切换，在时钟发生器产生的时钟信号的每一周期边沿开始同步进行。

采用本发明所述的并联电池组电压均衡管理系统、并联电池组及其控制方法，具有如下优越性：

一.采用开关网络设计，实现了对供电电池的选择性处理，能够对供电电池的工作状态和充放电状态进行控制，实现电压均衡。

二.采用数字信号排序处理方式，能够有效实现各个单一电池之间的电压均衡，缩小电压差异，降低高压电池的电压，延长了电池组的寿命。

三.采用多路复用，时分复用的即时控制方式，电压均衡随时动态进行，电压均衡反应快，时间短，电池工作状态稳定，输出效率提高。

四.即时控制、随时切换的控制方式，对器件要求大幅降低，无需采用昂贵的精确采样ADC对电池电压进行采样，即使出现误差，在后续周期内即可迅速纠正，降低了硬件要求和系统成本。

五.系统结构简单，器件数量少，与现有并联供电电池结构完全兼容，适合于不同种类单一电池的电压均衡控制。

附图说明

图1为本发明所述并联电池组的一种具体实施方式结构正视示意图，图中附图标记名称为ADC-模数转换器，DSP-数字信号处理装置，VO-供电端，VEX-电压均衡端，K1A-均衡开关，K1B-供电开关，图中C1、C2、C3、C4表示不同的单一电池，K2、K3、K4表示分别与C2、C3、C4连接的开关组。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。