CN106080252B - 一种电动汽车电池组均衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车电池组均衡方法，在电池组的每节单体电池并联一个电阻和一个稳压二极管D1，两节或者数节单体电池再并联一个稳压二极管D2，用并联的电阻来均衡掉自放电率的差异，再用稳压二极管D1、D2来进行充放电均衡，均衡掉电阻均衡的误差。本发明所提供的电动汽车电池组均衡方法，采用的电路简单、可靠、成本低，不需要任何控制电路，不需要依赖测量和估算结果，均衡效果好，均衡终点固定重复，不存在误差，可以发挥出电池组最大可能的容量，且发热可以忽略。

Description

一种电动汽车电池组均衡方法
技术领域
本发明涉及电池组均衡技术领域，特别涉及一种电动汽车电池组均衡方法。
背景技术
锂电池由于材料、制造工艺、使用环境等方面的原因，电池组内的单体各种参数存在一定的分散。即使配组后容量差异非常小，小到千分之一，但是由于使用过程的环境差异，自放电率差异，容量衰减差异等原因，电池组各节之间会失去均衡，表现为电池各节间不能同时充满电，也不能同时放完电。如果不加以均衡，电池组可发挥容量会越来越小，而且会降低电池组的使用寿命，加速单体的老化。不均衡的电池组，某个单节电池先充足，再进行充电会发生过充电，某个电池单体先放完电，再进行放电会过放电，过充过放的电池内部发生电解液分解，温度升高，内压上升，不仅加速寿命衰减，还有可能导致安全问题。
现有技术对于这个问题的处理可以分为三类：一类是能量消耗型均衡，一类是能量转移型均衡，一类是充电均衡型。能量消耗型技术是通过在每节电池上并联一个电阻或者稳压器等能耗元件将电量较多的电池以发热的形式消耗一部分。能量转移型均衡技术的思路是由电量较多的电池转移一部分电量到电量较少的电池。这两类方法需要复杂的测量估算电路和算法，在现有的技术条件下，测量误差一般大于百分之五，远远超过电池配组的容量差异，难于实现。第三类充电均衡型又有两类，一类的控制电流旁通型，即充满电的电池不再流过电流，电流从旁路中流过，因为只能旁路电流而不能短路电压，旁路流过的电流只能以发热的形式消耗，另一类是每节单充型，整组电池达到满电停止条件后，满电的单体停止充电，不满电的单体由单独的充电回路继续充电。第一类充电均衡发热会带来BMS 老化等问题，且电路相对复杂，第二类需要人工对每个BMS从控对应的电池进行操作，还需要专用的设备。
发明内容
本发明目的是：提供一种在现有技术条件下能够精确均衡、电路简单、可靠性高、发热影响可以忽略的电动汽车电池组均衡方法。
本发明的技术方案是：
一种电动汽车电池组均衡方法，在电池组的每节单体电池并联一个电阻和一个稳压二极管D1，数节单体电池再并联一个稳压二极管D2，用并联的电阻来均衡掉自放电率的差异，再用稳压二极管D1、D2来进行充放电均衡，均衡掉电阻均衡的误差。
优选的，所述电阻的大小由以下方法确定：
1）测量电池组内每节单体电池的自放电率Dsn；
2）由单体电池的自放电率与电池容量计算该单体电池自放电电流Isn；
3）以自放电电流最大的一节单体电池为基准Is0，计算出每节单体电池自放电电流Isn跟基准自放电电流的差异Isn- Is0；
4）由单体标称电压V计算每节并联电阻的阻值为R=V/( Isn- Is0)。
优选的，所述稳压二极管D1的稳定电压等于其所并联的单体电池满电电压，稳压二极管D1的过流能力等于最大可能失衡电流；
所述失衡电流为一个充放电周期时间内，（单体电池自放电累计的电量+循环寿命衰减的容量）/平均每次充电均衡时间；
所述单体电池自放电累计的电量等于自放电率最大的自放电电流乘以平均充放电时间周期；
所述循环寿命衰减的容量，等于电池组初始容量的20%除以电池组的循环寿命；
所述平均每次充电均衡时间，由BMS充电策略制定。
优选的，所述稳压二极管D2的稳定电压由并联在两端的单体电池串数乘以每节满电电压，稳压二极管D2的过流能力等于其内的稳压二极管D1的过流电流最大值除以并联在其两端的单体电池串数乘以每节单体电池满电电压。
本发明的优点是：
本发明所提供的电动汽车电池组均衡方法，采用的电路简单、可靠、成本低，不需要任何控制电路，不需要依赖测量和估算结果，均衡效果好，均衡终点固定重复，不存在误差，可以发挥出电池组最大可能的容量，且发热可以忽略。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述的电动汽车电池组均衡方法的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所揭示的电动汽车电池组均衡方法，在电池组的每节单体电池并联一个电阻和一个稳压二极管D1，数节单体电池再并联一个稳压二极管D2，用并联的电阻来均衡掉自放电率的差异，再用稳压二极管D1、D2来进行充放电均衡，均衡掉电阻均衡的误差。
所述电阻的大小由以下方法确定：
1）测量电池组内每节单体电池的自放电率Dsn；
2）由单体电池的自放电率与电池容量计算该单体电池自放电电流Isn；
3）以自放电电流最大的一节单体电池为基准Is0，计算出每节单体电池自放电电流Isn跟基准自放电电流的差异Isn- Is0；
4）由单体标称电压V计算每节并联电阻的阻值为R=V/( Isn- Is0)。
所述稳压二极管D1的稳定电压等于其所并联的单体电池满电电压，稳压二极管D1的过流能力等于最大可能失衡电流；所述失衡电流为一个充放电周期时间内，（单体电池自放电累计的电量+循环寿命衰减的容量）/平均每次充电均衡时间；
所述单体电池自放电累计的电量等于自放电率最大的自放电电流乘以平均充放电时间周期；
所述循环寿命衰减的容量，等于电池组初始容量的20%除以电池组的循环寿命；
所述平均每次充电均衡时间，由BMS充电策略制定。
所述稳压二极管D2的稳定电压由并联在两端的单体电池串数乘以每节满电电压，稳压二极管D2的过流能力等于其内的稳压二极管D1的过流电流最大值除以并联在其两端的单体电池串数乘以每节单体电池满电电压。
本发明所提供的电动汽车电池组均衡方法，采用的电路简单、可靠、成本低，不需要任何控制电路，不需要依赖测量和估算结果，均衡效果好，均衡终点固定重复，不存在误差，可以发挥出电池组最大可能的容量，且发热可以忽略。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电动汽车电池组均衡方法，其特征在于：在电池组的每节单体电池并联一个电阻和一个稳压二极管D1，数节单体电池再并联一个稳压二极管D2，用并联的电阻来均衡掉自放电率的差异，再用稳压二极管D1、D2来进行充放电均衡，均衡掉电阻均衡的误差；
所述电阻的大小由以下方法确定：
1）测量电池组内每节单体电池的自放电率Dsn；
2）由单体电池的自放电率与电池容量计算该单体电池自放电电流Isn；
3）以自放电电流最大的一节单体电池为基准Is0，计算出每节单体电池自放电电流Isn跟基准自放电电流的差异Isn- Is0；
4）由单体标称电压V计算每节并联电阻的阻值为R=V/( Isn- Is0)。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池组均衡方法，其特征在于：所述稳压二极管D1的稳定电压等于其所并联的单体电池满电电压，稳压二极管D1的过流能力等于最大可能失衡电流；
所述失衡电流为一个充放电周期时间内，（单体电池自放电累计的电量+循环寿命衰减的容量）/平均每次充电均衡时间；
所述单体电池自放电累计的电量等于自放电率最大的自放电电流乘以平均充放电时间周期；
所述循环寿命衰减的容量，等于电池组初始容量的20%除以电池组的循环寿命；
所述平均每次充电均衡时间，由BMS充电策略制定。
3.根据权利要求2所述的电动汽车电池组均衡方法，其特征在于：所述稳压二极管D2的稳定电压由并联在两端的单体电池串数乘以每节满电电压，稳压二极管D2的过流能力等于其内的稳压二极管D1的过流电流最大值除以并联在其两端的单体电池串数乘以每节单体电池满电电压。
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