一種電池均衡系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種電池均衡系統(tǒng)，所述電池均衡系統(tǒng)包括一個(gè)由n節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組、n個(gè)雙通道繼電器、n個(gè)單通道繼電器、一個(gè)控制器、一個(gè)輔助電池以及一個(gè)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，其中n為大于等于2的正整數(shù)；相臨兩節(jié)單體電池之間與一個(gè)單通道繼電器電連接，所述電池組的其中一端與一個(gè)單通道繼電器電連接；所述電池狀態(tài)檢測(cè)單元分別與每一節(jié)單體電池電連接，每一節(jié)電池連接一個(gè)雙通道繼電器；所述控制器分別與每一個(gè)雙通道繼電器、每一個(gè)單通道繼電器、電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元以及輔助電池電連接。本發(fā)明專利技術(shù)的電池均衡系統(tǒng)除了導(dǎo)線和繼電器接觸電阻的損耗之外無其他損耗。本發(fā)明專利技術(shù)還提出了一種電池均衡系統(tǒng)的均衡方法，安全可靠，低損耗。

Battery equalization system

The present invention provides a battery equalization system, the battery equalization system comprises a n battery in series battery pack, n dual channel relay, n single channel relay, a controller, an auxiliary battery and a battery state monitoring unit, which is greater than n is equal to the integer 2; two adjacent single cell with a single channel relay is electrically connected at one end and a single channel relay is electrically connected with the battery; the battery state detection unit are respectively connected with each monomer battery, each battery is connected with a dual channel relay; the controller is respectively connected with each two channel relay, every single channel relay, battery state monitoring unit and auxiliary battery electric connection. The battery equalization system of the invention has no loss except for the loss of the contact resistance of the wire and the relay. The invention also provides a equalization method for the battery equalization system, which is safe and reliable and low in loss.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種電池均衡系統(tǒng)
本專利技術(shù)涉及一種電池均衡系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有技術(shù)隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電池使用數(shù)量越來越多，電池組內(nèi)各電池的電壓不平衡會(huì)導(dǎo)致串聯(lián)充放電時(shí)出現(xiàn)過放或者過充，出現(xiàn)電池?fù)p壞或者著火。單體電池的電壓通常很低，要達(dá)到大型項(xiàng)目是的使用需求，必須使用串聯(lián)的方式，但是由于電池的化學(xué)特征，每節(jié)電池生產(chǎn)的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不同的內(nèi)阻，在串聯(lián)充放電過程中，內(nèi)阻不一致會(huì)導(dǎo)致每個(gè)電池的電流消耗略有差別，本來生產(chǎn)的時(shí)候電壓平衡一致，充放電多次后出現(xiàn)串聯(lián)電池組的各個(gè)電池電壓出現(xiàn)不一樣。因此電池均衡系統(tǒng)需要對(duì)各電壓電壓差控制在一定范圍內(nèi)，增加可使用容量以及延長電池壽命。目前大部分的均衡系統(tǒng)分為消耗方式均衡和非消耗方式均衡。消耗方式均衡是通過把需要均衡的電池并聯(lián)一個(gè)電阻，消耗其能力，使其電壓下降。但這個(gè)方式的均衡效率低，且會(huì)降低原有電池組的使用容量。非消耗方式均衡，一般需要一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，在控制器檢測(cè)到某單體電壓偏高時(shí)，將電壓偏高單體的能量通過變換器反饋到電壓偏的單體，均衡過程中能量被重新利用，從而達(dá)到電壓和能量的均衡。另外傳統(tǒng)的非消耗方式均衡，通過電池電壓的轉(zhuǎn)移，使用電壓轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換過程中也造成損耗，時(shí)間長之后會(huì)降低使用容量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出一種電池均衡系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有電池組均衡技術(shù)中存在的問題，提出一種非能耗低損耗型電池均衡系統(tǒng)。本專利技術(shù)的電池均衡系統(tǒng)有效的解決消耗方式均衡的均衡過程中對(duì)能量損耗的問題。有效解決非損耗方式均衡的均衡過程中由于能量轉(zhuǎn)換器效率問題導(dǎo)致的損耗。本專利技術(shù)還提出一種電池均衡系統(tǒng)的均衡方法，安全可靠，低損耗。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種電池均衡系統(tǒng)，所述電池均衡系統(tǒng)包括一個(gè)由n節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組、n個(gè)雙通道繼電器、n個(gè)單通道繼電器、一個(gè)控制器、一個(gè)輔助電池以及一個(gè)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，其中n為大于等于2的正整數(shù)；相臨兩節(jié)單體電池之間與一個(gè)單通道繼電器電連接，所述電池組的其中一端與一個(gè)單通道繼電器電連接；所述電池狀態(tài)檢測(cè)單元分別與每一節(jié)單體電池電連接，用于實(shí)時(shí)測(cè)量單體電池的電壓并將電壓數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制器；每一節(jié)電池的正負(fù)端分別對(duì)應(yīng)與一個(gè)雙通道繼電器的兩個(gè)通道的一端連接，連接電池的正極的通道為第一通道，連接電池負(fù)極的為第二通道，每一個(gè)雙通道繼電器的第一通道的另一個(gè)引腳相互連接，每一個(gè)雙通道繼電器的第二通道的另一個(gè)引腳相互連接；所述控制器分別與每一個(gè)雙通道繼電器、每一個(gè)單通道繼電器、電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元以及輔助電池電連接，所述控制器用于接收所述電池狀態(tài)檢測(cè)單元發(fā)送的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并控制單通道繼電器以及雙通道繼電器的關(guān)斷或開通，所述輔助電池還與所述電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元電連接。進(jìn)一步，一個(gè)單通道繼電器與電池組的近正極一端電連接。進(jìn)一步，一個(gè)單通道繼電器與電池組的近負(fù)極一端電連接。進(jìn)一步，連接在相鄰兩個(gè)單體電池之間的單通道繼電器位于連接在相鄰兩個(gè)單體電池之間的的雙通道繼電器的兩個(gè)引腳之間。進(jìn)一步，所述控制器與用戶用電系統(tǒng)電連接。進(jìn)一步，所述電池組的兩端用于連接用戶用電系統(tǒng)或電池充電系統(tǒng)。一種電池均衡系統(tǒng)的均衡方法包括以下步驟：控制器接收到電池狀態(tài)檢測(cè)單元發(fā)來的電池電壓數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，計(jì)算出最高電壓和最低電壓的差值是否符合均衡條件，若符合均衡條件，控制器通過信號(hào)關(guān)斷所有單通道繼電器，記錄最高電壓和最低電壓電池的序號(hào)，通過控制信號(hào)開通最高電壓和最低電壓的單體電池連接的雙通道繼電器，均衡過程中控制器通過讀取電池狀態(tài)檢測(cè)單元發(fā)來的各電池電壓數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，判斷是否均衡結(jié)束，若計(jì)算出最高電壓和最低電壓的差值不符合均衡條件，控制器控制雙通道繼電器關(guān)斷，單通道繼電器接通。優(yōu)選的，控制器通過讀取電池狀態(tài)檢測(cè)單元發(fā)送過來的每節(jié)電池的電壓數(shù)據(jù)，對(duì)每節(jié)電池進(jìn)行編號(hào)，通過快速排序法，對(duì)所有單體電池的電壓進(jìn)行排序，獲取排序的最高電壓值和排序最低的電壓值，計(jì)算最高電壓和最低電壓的電壓差，當(dāng)電壓差達(dá)到設(shè)定的閥值，控制器獲取最高電壓對(duì)應(yīng)電池的編號(hào)和最低電壓對(duì)應(yīng)電池的編號(hào)，通過選通，最高電壓對(duì)應(yīng)電池的繼電器和最低電壓對(duì)應(yīng)電池的繼電器，使最高電壓的電池的正極和最低電壓的電池的正極連接在一起，使最高電壓的電池的負(fù)極和最低電壓的負(fù)極連接在一起，實(shí)現(xiàn)最高電壓的電池對(duì)最低電壓電池充電。一種電池均衡系統(tǒng)的均衡方法包括以下步驟：控制器通過獲取用戶用電系統(tǒng)是否關(guān)機(jī)信號(hào)，確定用戶用電系統(tǒng)已經(jīng)關(guān)機(jī)，暫時(shí)不需要使用電池能量時(shí)，控制器通過IO信號(hào)關(guān)斷所有單通道繼電器；控制器通過電池狀態(tài)檢測(cè)單元獲取電池電壓數(shù)據(jù)，開通電池組內(nèi)電壓最高的單體電池正負(fù)端連接的雙通道繼電器，控制器通過IO信號(hào)開通電池組內(nèi)電壓最低的單體電池正負(fù)端連接的雙通道繼電器，實(shí)現(xiàn)最高電壓的單體電池往最低電壓的單體電池的能量轉(zhuǎn)移。本專利技術(shù)的有益效果為：本專利技術(shù)的電池均衡系統(tǒng)的控制器通過讀取用戶系統(tǒng)關(guān)機(jī)信號(hào)，當(dāng)控制器讀取到用戶系統(tǒng)已關(guān)機(jī)，控制器會(huì)讀取電池狀態(tài)檢測(cè)單元發(fā)送過來的電壓數(shù)據(jù)，對(duì)電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，當(dāng)電池最高電壓和最低電壓的差值達(dá)到均衡要求，控制器控制所有單通道繼電器處于斷開狀態(tài)，防止電池在均衡測(cè)試的時(shí)候短路，之后控制器控制連接最高電壓和最低電壓的電池的雙通道繼電器，讓最高電壓和最低電壓的電池的正極和正極連接在一起，負(fù)極和負(fù)極也連接在一起，形成回路，電壓高的電池將能量傳遞給電壓低的電池。能量轉(zhuǎn)移過程中，控制器通過實(shí)時(shí)讀取電池狀態(tài)檢測(cè)單元發(fā)送過來的電壓數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算處于均衡中的電池電壓是否完成均衡，若完成均衡，開通單通道繼電器。用戶用電系統(tǒng)關(guān)閉后，輔助電池啟動(dòng)給控制器和電池狀態(tài)檢測(cè)單元供電，使控制器和電池狀態(tài)檢測(cè)單元在單通道繼電器斷開期間仍能正常工作。本專利技術(shù)的電池均衡系統(tǒng)在均衡過程中除了繼電器接觸電阻和導(dǎo)線電阻外，無其他損耗。進(jìn)一步提高能量轉(zhuǎn)換效率，以適用于高能量串聯(lián)電池組均衡的應(yīng)用場(chǎng)合。本專利技術(shù)的電池均衡系統(tǒng)在均衡過程中相當(dāng)于兩節(jié)電池直接并聯(lián)。除了導(dǎo)線和繼電器接觸電阻的損耗之外無其他損耗。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)一種電池均衡系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2為圖1所示的電池均衡系統(tǒng)的均衡方法的工作流程圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。如圖1所示，一種電池均衡系統(tǒng)，所述電池均衡系統(tǒng)包括一個(gè)由n節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組、n個(gè)雙通道繼電器、n個(gè)單通道繼電器、一個(gè)控制器、一個(gè)輔助電池以及一個(gè)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，其中n為大于等于2的正整數(shù)；相臨兩節(jié)單體電池之間與一個(gè)單通道繼電器電連接，所述電池組的其中一端與一個(gè)單通道繼電器電連接；所述電池狀態(tài)檢測(cè)單元分別與每一節(jié)單體電池電連接，用于實(shí)時(shí)測(cè)量單體電池的電壓并將電壓數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制器；每一節(jié)電池的正負(fù)端分別對(duì)應(yīng)與一個(gè)雙通道繼電器的兩個(gè)通道的一端連接，連接電池的正極的通道本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電池均衡系統(tǒng)，其特征在于：所述電池均衡系統(tǒng)包括一個(gè)由n節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組、n個(gè)雙通道繼電器、n個(gè)單通道繼電器、一個(gè)控制器、一個(gè)輔助電池以及一個(gè)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，其中n為大于等于2的正整數(shù)；相臨兩節(jié)單體電池之間與一個(gè)單通道繼電器電連接，所述電池組的其中一端與一個(gè)單通道繼電器電連接；所述電池狀態(tài)檢測(cè)單元分別與每一節(jié)單體電池電連接，用于實(shí)時(shí)測(cè)量單體電池的電壓并將電壓數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制器；每一節(jié)電池的正負(fù)端分別對(duì)應(yīng)與一個(gè)雙通道繼電器的兩個(gè)通道的一端連接，連接電池的正極的通道為第一通道，連接電池負(fù)極的為第二通道，每一個(gè)雙通道繼電器的第一通道的另一個(gè)引腳相互連接，每一個(gè)雙通道繼電器的第二通道的另一個(gè)引腳相互連接；所述控制器分別與每一個(gè)雙通道繼電器、每一個(gè)單通道繼電器、電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元以及輔助電池電連接，所述控制器用于接收所述電池狀態(tài)檢測(cè)單元發(fā)送的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并控制單通道繼電器以及雙通道繼電器的關(guān)斷或開通，所述輔助電池還與所述電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元電連接。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電池均衡系統(tǒng)，其特征在于：所述電池均衡系統(tǒng)包括一個(gè)由n節(jié)單體電池串聯(lián)而成的電池組、n個(gè)雙通道繼電器、n個(gè)單通道繼電器、一個(gè)控制器、一個(gè)輔助電池以及一個(gè)電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，其中n為大于等于2的正整數(shù)；相臨兩節(jié)單體電池之間與一個(gè)單通道繼電器電連接，所述電池組的其中一端與一個(gè)單通道繼電器電連接；所述電池狀態(tài)檢測(cè)單元分別與每一節(jié)單體電池電連接，用于實(shí)時(shí)測(cè)量單體電池的電壓并將電壓數(shù)據(jù)發(fā)送至所述控制器；每一節(jié)電池的正負(fù)端分別對(duì)應(yīng)與一個(gè)雙通道繼電器的兩個(gè)通道的一端連接，連接電池的正極的通道為第一通道，連接電池負(fù)極的為第二通道，每一個(gè)雙通道繼電器的第一通道的另一個(gè)引腳相互連接，每一個(gè)雙通道繼電器的第二通道的另一個(gè)引腳相互連接；所述控制器分別與每一個(gè)雙通道繼電器、每一個(gè)單通道繼電器、電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元以及輔助電池電連接，所述控制器用于接收所述電池狀態(tài)檢測(cè)單元發(fā)送的電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并控制單通道繼電器以及雙通道繼電器的關(guān)斷或開通，所述輔助電池還與所述電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元電連接。2.如權(quán)利要求1所述的電池均衡系統(tǒng)，其特征在于：一個(gè)單通道繼電器與電池組的近正極一端電連接。3.如權(quán)利要求1所述的電池均衡系統(tǒng)，其特征在于：一個(gè)單通道繼電器與電池組的近負(fù)極一端電連接。4.如權(quán)利要求1所述的電池均衡系統(tǒng)，其特征在于：連接在相鄰兩個(gè)單體電池之間的單通道繼電器位于連接在相鄰兩個(gè)單體電池之間的的雙通道繼電器的兩個(gè)引腳之間。5.如權(quán)利要求1所述的電池均衡系統(tǒng)，其特征在于：所述電池組的兩端用于連接用戶用電系統(tǒng)或電池充電系統(tǒng)。6.如權(quán)利要求5所述的電池均衡系統(tǒng)，其特征在于：所述控制器與用戶用...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：汪琪，廖淵，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣州漢廣環(huán)保科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44