[发明专利]一种车用动力电池均衡系统及其均衡方法

说明书

本发明公开了一种车用动力电池均衡系统及其均衡方法，该均衡系统包括N个串联的单体电池，还包括整体均衡电路和均衡数据库模块，所述整体均衡电路包括多个单体均衡电路；相邻的两个单体电池之间均设有一个单体均衡电路，所述单体均衡电路包括斩波电路、电压采集模块、主控模块、模糊控制器和驱动模块；本发明的均衡方法，简单高效、逻辑紧密、精确度和控制度高，解决了现有技术中电动汽车动力电池包长期使用过程中出现的单体电池能量不一致问题，使能量在相邻电池之间由高能的单体电池向欠能的单体电池转移，最终使整体电池能量保持均衡。

技术领域

本发明属于电动汽车领域，涉及电动汽车动力电池均衡技术，更具体地说，涉及一种车用动力电池均衡系统及其均衡方法。

背景技术

目前，在电动汽车中，为了达到一定的电压、功率和能量等级，通常需要大量动力电池串并联组成电池包进行使用。各单体动力电池由于在制造工艺上不能达到完全一致，其电池性能在电池容量、端电压、内阻、自放电率等方面均会有不同程度的差异，这些差异随着电动汽车的长时间使用不断增大，导致同一时刻各单体电池之间的电量不一致，过大的单体电池差异会降低整个电池包的使用效率，最终导致整车的电量估算误差增大、续航里程下降。

另外，由于受电池管理系统的成本、电池包布局空间等限制，目前，常用的均衡电路为能量耗散型的被动均衡电路，会造成能量的损失并产生多余热量，从而导致对电池的损害。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种车用动力电池均衡系统及其均衡方法，解决现有技术中电动汽车动力电池包长期使用中出现的单体电池能量不一致问题，使用均衡系统搭配相应的均衡方法，简单高效、逻辑紧密、精确度和控制度高，使能量在相邻电池之间由高能的单体电池向欠能的单体电池转移，最终使整体电池能量保持均衡。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种车用动力电池均衡系统，包括N个串联的单体电池，还包括整体均衡电路和均衡数据库模块，所述整体均衡电路包括多个单体均衡电路；

相邻的两个单体电池之间均设有一个单体均衡电路，所述单体均衡电路包括斩波电路、电压采集模块、主控模块、模糊控制器和驱动模块，所述斩波电路由2个电感L、1个电容C、2个二极管D、2个MOSFET管组成，2个二极管D之间通过电容C并联，单个所述的二极管D与单个MOSFET管并联，所述MOSFET管与单体电池之间分别通过电感L并联，所述单体电池的正负极分别与单体均衡电路的两端连接，所述单体电池的正负极分别与电压采集模块连接，所述电压采集模块、模糊控制器分别与所述主控模块连接，所述模糊控制器连接有驱动模块，所述驱动模块的两端与2个MOSFET管连接。

进一步的，所述N为自然数，且N≥2。

进一步的，所述单体均衡电路、斩波电路的个数均为（N-1）个，N个串联的单体电池对应（N-1）对相邻单体电池、2（N-1）个电感L、（N-1）个电容C、2（N-1）个二极管D、2（N-1）个MOSFET管。

进一步的，所述均衡数据库模块与主控模块连接，所述均衡数据库模块包括整体均衡策略单元、均衡开通关闭判据单元和均衡电流大小判据单元；所述均衡数据库模块用于存储参数，辅助主控模块自上而下的检测相邻的两个单体电池；所述电压采集模块用于实时采集单体电池的端电压，并将相邻两个单体电池端电压、压差发送至主控模块；

所述主控模块用于判断相邻两个单体电池是否需要进行均衡，以及控制模糊控制器和驱动模块；

所述模糊控制器用于在单体均衡电路的基础上，对控制MOSFET管的PWM波进行占空比调节，实现对均衡阶段的变电流控制；

所述驱动模块用于输出PWM波来控制MOSFET管的开关，驱动单体均衡电路工作，并对欠能的单体电池进行充电。

进一步的，所述MOSFET管为N沟道MOSFET管。