一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路和方法技術方案

本發(fā)明專利技術公開一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路和方法。所述被動均衡電路包括多個串聯(lián)的電池、與每個電池串聯(lián)的均衡回路和采集控制電路，其特征在于，還包括：匹配電阻；所述匹配電阻用于在所述采集控制電路進行電壓采集時，進行差分阻抗匹配；其中，所述采集控制電路的一端與各所述均衡回路的第一端連接，另一端通過所述匹配電阻與各所述均衡回路的第二端連接，用于控制各所述均衡回路的導通或斷開，并進行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識別所述均衡回路是否失效。本發(fā)明專利技術不但可以實現(xiàn)對電池的被動均衡，還能通過采集控制電路判斷均衡開關是否失效，在提高電池一致性的同時，及時發(fā)現(xiàn)均衡開關失效能避免電池過放造成損壞，保證電池組的安全性。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路和方法
本專利技術涉及電動汽車的電池管理系統(tǒng)
，尤其涉及一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路和方法。
技術介紹
近年來，越來越多的產(chǎn)品采用鋰離子電池做為主要電源，主要是由于鋰離子電池具有體積小，能量密度高，無記憶效應，循環(huán)壽命高，自放電率低等優(yōu)點；但同時鋰離子電池對充放電要求很高，當過充、過放、過電流及短路等情況發(fā)生時，鋰離子電池壓力與熱量大量增加，容易產(chǎn)生火花、燃燒甚至爆炸，因此，鋰離子電池無一例外地都加有過充放電保護電路。以目前電池的制造水平和工藝，無法保證電池的一致性。如果將這些電池組裝成一個模組，由于電池在使用過程中產(chǎn)生的容量個體差異及自放電率產(chǎn)生的電壓差異，會導致模組中各電池的參數(shù)大相徑庭。針對這一問題就必須要求電池管理系統(tǒng)(BMS)配備均衡功能來保證安全性和穩(wěn)定性。就現(xiàn)在電動汽車新能源行業(yè)發(fā)展來看，被動均衡功能被認為是一種有效提高電池一致性的可靠方法。當前行業(yè)內絕大部分BMS采用的傳統(tǒng)被動均衡電路如圖1所示，每個單體電池B1與一個均衡電阻R1和一個均衡開關K1串聯(lián)形成均衡回路，閉合均衡開關，可對單體電池進行放電。倘若均衡開關失效(比如均衡開關擊穿短路)，將會導致電池處于不可控的持續(xù)放電狀態(tài)。這不僅沒有起到保護電池，提高電池一致性的目的，反而會對電池造成更大的損壞，最終導致整個電池模組壽命，容量及安全性能降低。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提出一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路和方法，能夠對單體電池進行被動均衡，并且便于判斷單體電池的均衡開關是否失效。為達此目的，本專利技術采用以下技術方案：一方面，本專利技術提供一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路，包括多個串聯(lián)的電池、與每個電池串聯(lián)的均衡回路和采集控制電路，還包括：匹配電阻；所述匹配電阻用于在所述采集控制電路進行電壓采集時，進行差分阻抗匹配；其中，所述采集控制電路的一端與各所述均衡回路的第一端連接，另一端通過所述匹配電阻與各所述均衡回路的第二端連接，用于控制各所述均衡回路的導通或斷開，并進行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識別所述均衡回路是否失效。其中，所述均衡回路包括：均衡電阻和均衡開關，用于在閉合所述均衡開關后，與每個所述電池串聯(lián)形成回路，對所述電池進行放電；所述采集控制電路的兩端分別與所述均衡開關的兩端相連。其中，所述均衡電阻的阻值與所述匹配電阻的阻值相等。其中，所述采集控制電路具體用于：控制所有所述均衡開關斷開后，若檢測到任意一個所述均衡開關兩端的電壓為0V，則確定所述均衡開關失效。其中，所述采集控制電路具體用于：在初始正常工作狀態(tài)，控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第一電壓；在開關檢測狀態(tài)，控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第二電壓，若任意一個所述第二電壓，等于與所述均衡開關串聯(lián)的電池的第一電壓加上相鄰的電池的第一電壓，則所述相鄰的電池對應的均衡開關失效。另一方面，本專利技術提供一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡方法，采用上述的被動均衡電路執(zhí)行，包括：所述采集控制電路控制各所述均衡回路的導通或斷開，并進行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識別所述均衡回路是否失效。其中，所述采集控制電路控制各所述均衡回路的導通或斷開，并進行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識別所述均衡回路是否失效包括：所述采集控制電路控制所有所述均衡開關斷開；若所述采集控制電路檢測到任意一個所述均衡開關兩端的電壓為0V，則確定所述均衡開關失效。或者，所述采集控制電路控制各所述均衡回路的導通或斷開，并進行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識別所述均衡回路是否失效包括：在初始正常工作狀態(tài)，所述采集控制電路控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第一電壓；在開關檢測狀態(tài)，所述采集控制電路控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第二電壓；若所述采集控制電路檢測到任意一個所述第二電壓等于與所述均衡開關串聯(lián)的電池的第一電壓加上相鄰的電池的第一電壓，則確定所述相鄰的電池對應的均衡開關失效。本專利技術的有益效果為：本專利技術提供的被動均衡電路通過改變采集控制電路與均衡回路的連接方式，不但可以實現(xiàn)對電池的被動均衡，還能通過采集控制電路判斷均衡開關是否失效，在提高電池一致性的同時，保證電池組的安全性。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術的被動均衡電路。圖2是本專利技術實施例一提供的電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路。圖3是本專利技術實施例二提供的電池管理系統(tǒng)的被動均衡方法的流程圖。圖4是本專利技術實施例三提供的電池管理系統(tǒng)的被動均衡方法的流程圖。具體實施方式為使本專利技術解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。實施例一圖2是本專利技術提供的電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路。如圖2所示，本實施例提供一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路，不但可以實現(xiàn)對電池的被動均衡，還能通過采集控制電路判斷均衡開關是否失效，包括多個串聯(lián)的電池13、與每個電池串聯(lián)的均衡回路12和采集控制電路11，還包括：匹配電阻。所述匹配電阻用于所述采集控制電路進行電壓采集時，進行差分阻抗匹配。差分阻抗匹配能有效地消除各種反射噪聲。其中，所述采集控制電路11的一端與各所述均衡回路12的第一端連接，另一端通過所述匹配電阻與各所述均衡回路12的第二端連接，用于控制各所述均衡回路12的導通或斷開，并進行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識別所述均衡回路12是否失效。如圖2中所示，電池B1的匹配電阻為R0，均衡電阻為R1；電池B2的匹配電阻為R1，均衡電阻為R2；電池B3的匹配電阻為R2，均衡電阻為R3。其中，所述均衡回路12包括：均衡電阻和均衡開關，用于在閉合所述均衡開關后，與每個所述電池串聯(lián)形成回路，對所述電池進行放電。電池B1的均衡電阻為R1，均衡開關為S1；電池B2的均衡電阻為R2，均衡開關為S2；電池B3的均衡電阻為R3，均衡開關為S3。電壓采集時，匹配電阻與均衡電阻形成差分阻抗匹配，被動均衡時，均衡電阻與均衡開關實現(xiàn)對相應電池的放電。所述采集控制電路11的兩端分別與所述均衡開關的兩端相連。其中，所述均衡電阻的阻值與所述匹配電阻的阻值相等。其中，所述采集控制電路具體用于：控制所有所述均衡開關斷開后，若檢測到任意一個所述均衡開關兩端的電壓為0V，則確定所述均衡開關失效。例如，控制所有均衡開關斷開后，若檢測到均衡開關S1兩端的電壓為0V，則確定均衡開關S1失效。或者，所述采集控制電路具體用于：在初始正常工作狀態(tài)，控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第一電壓；在開關檢測狀態(tài)，控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第二電壓，若任意一個所述第二電壓，等于與所述均衡開關串聯(lián)的電池的第一電壓加上相鄰的電池的第一電壓，則所述相鄰的電池對應的均衡開關失效。例如，在初始正常工作狀態(tài)，控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，均衡開關S1兩端的電壓為U1，均衡開關S2兩端的電壓為U2，作為第一電壓；在開關檢測狀態(tài)，控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第二電壓；若均衡開關S2兩端采集到的第二電壓，等于與均衡開關S2串聯(lián)的電池B2的第本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路，包括多個串聯(lián)的電池、與每個電池串聯(lián)的均衡回路和采集控制電路，其特征在于，還包括：匹配電阻；所述匹配電阻用于在所述采集控制電路進行電壓采集時，進行差分阻抗匹配；其中，所述采集控制電路的一端與各所述均衡回路的第一端連接，另一端通過所述匹配電阻與各所述均衡回路的第二端連接，用于控制各所述均衡回路的導通或斷開，并進行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識別所述均衡回路是否失效。

【技術特征摘要】
1.一種電池管理系統(tǒng)的被動均衡電路，包括多個串聯(lián)的電池、與每個電池串聯(lián)的均衡回路和采集控制電路，其特征在于，還包括：匹配電阻；所述匹配電阻用于在所述采集控制電路進行電壓采集時，進行差分阻抗匹配；其中，所述采集控制電路的一端與各所述均衡回路的第一端連接，另一端通過所述匹配電阻與各所述均衡回路的第二端連接，用于控制各所述均衡回路的導通或斷開，并進行電壓采集，根據(jù)采集的電壓識別所述均衡回路是否失效。2.根據(jù)權利要求1所述的電路，其特征在于，所述均衡回路包括：均衡電阻和均衡開關，用于在閉合所述均衡開關后，與每個所述電池串聯(lián)形成回路，對所述電池進行放電；所述采集控制電路的兩端分別與所述均衡開關的兩端相連。3.根據(jù)權利要求2所述的電路，其特征在于：所述均衡電阻的阻值與所述匹配電阻的阻值相等。4.根據(jù)權利要求2所述的電路，其特征在于，所述采集控制電路具體用于：控制所有所述均衡開關斷開后，若檢測到任意一個所述均衡開關兩端的電壓為0V，則確定所述均衡開關失效。5.根據(jù)權利要求3所述的電路，其特征在于，所述采集控制電路具體用于：在初始正常工作狀態(tài)，控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第一電壓；在開關檢測狀態(tài)，控制所有所述均衡開關斷開，檢測各所述均衡開關兩端的電壓，作為第二電壓，若任...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：石大明，劉寒明，楊飛貴，
申請(專利權)人：東莞鉅威動力技術有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44