CN108988410A - 用于电池组的均衡系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于电池组的均衡系统，属于电池领域。所述均衡系统包括：电压传感器；开关电源；控制器，用于：第一次充电；检测第一电压；第二次充电；检测第二电压；计算真实电压并将真实电压进行比对，确定真实电压的最大值和最小值之间的差值；判断差值是否大于启动电压阈值；在判断差值大于启动电压阈值的情况下，判断是否为首次均衡；在判断为首次均衡的情况下，计算平均值；计算真实电压小于平均值的第一数量和大于平均值的第二数量；判断第一数量是否小于第二数量；在判断第一数量小于第二数量的情况下，启动主动均衡模式；在判断第一数量不小于第二数量的情况下，启动被动均衡模式；在判断非首次均衡的情况下，开启上一次均衡模式。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，具体地涉及一种用于电池组的均衡系统。
背景技术
由于锂电池组在生产、分容时的参数差异，锂电池组的一致性存在差异，并且因为后续电池组实际使用环境的不同，随着电池组循环次数的增加，导致电池的一致性差异逐渐增加，影响电池寿命。通过均衡可以改善电池组的一致性。
当前均衡技术可分为被动均衡与主动均衡。针对被动均衡，当判断某几节电池的单体电压明显高于其他电池时，则对其开启均衡电路，对其进行放电，改善其一致性；针对均衡，当判断出某几节电池的单体电压明显低于其他电池时，则对其开启均衡电路，对其进行充电，改善其一致性。从上面可以看出，无论哪种均衡方式，大多通过电池的单体电压，来判断该节电池是否需要开启均衡，因此单体电压检测的准确性直接影响着均衡开启的准确性，然而由于单体电压检测线往往较长，线阻的存在导致电压检测的误差较大，尤其是当均衡开启时，均衡电流的存在导致电池单体电压的测量值与真实值之间存在差异，影响电池均衡的准确性。当前往往通过均衡开启前的单体电压值作为均衡开启的条件，影响均衡开启的有效性与准确性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于电池组的均衡系统，该均衡方法可以使得被均衡后的单体电池的电压的一致性更高。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于电池组的均衡系统，该均衡系统可以包括：
电压传感器，用于检测所述电池组的每一节单体电池的电压；
开关电源；
处理器，用于：
控制所述开关电源以第一电流值分别对所述电池组中的每一节单体电池进行第一次充电；
通过所述电压传感器分别检测所述每一节单体电池的第一电压；
控制所述开关电源以第二电流值分别对所述每一节单体电池进行第二次充电；
通过所述电压传感器分别检测所述每一节单体电池的第二电压；
根据方程(1)计算所述每一节单体电池的真实电压VT，
其中，VC1为所述第一电压，VC2为所述第二电压，I1为所述第一电流值，I2为所述第二电流值，R1为用于执行所述均衡方法的电路中连接在所述单体电池的一端的线路的阻值，R2为所述电路中连接在所述单体电池的另一端的线路的阻值，VT为所述单体电池的真实电压；
将每一节所述单体电池的真实电压进行比对，确定所述单体电池的真实电压的最大值和最小值之间的差值；
判断所述差值是否大于需要开启均衡机制的启动电压阈值；
在判断所述差值大于所述启动电压阈值的情况下，判断所述均衡机制是否为首次均衡；
在判断所述均衡机制为首次均衡的情况下，计算所述真实电压的平均值；
计算所述电池组中单体电池的真实电压小于所述平均值的单体电池的第一数量和大于所述平均值的单体电池的第二数量；
判断所述第一数量是否小于第二数量；
在判断所述第一数量小于第二数量的情况下，启动所述均衡机制的主动均衡模式；
在判断所述第一数量不小于第二数量的情况下，启动所述均衡机制的被动均衡模式；
在判断所述均衡机制非首次均衡的情况下，读取上一次所述均衡机制的均衡模式并开启所述均衡模式。
可选地，所述启动电压阈值为20至60毫伏。
可选地，所述主动均衡模式包括：
从所述电池组中筛选出真实电压最低的至少一节单体电池进行主动均衡；
实时检测所述被主动均衡的单体电池的电压；
判断所述被主动均衡的单体电池的电压是否小于剩余的所述单体电池的真实电压；
在判断所述被主动均衡的单体电池的电压不小于剩余的所述单体电池的真实电压中至少一者的情况下，重新开始所述均衡方法。
可选地，所述被动均衡模式包括：
从所述电池组中筛选出真实电压最高的至少一节单体电池进行被动均衡；
实时检测所述被被动均衡的单体电池的电压；
判断所述被被动均衡的单体电池的电压是否小于剩余的所述单体电池的真实电压；
在判断所述被被动均衡的单体电池的电压不小于剩余的所述单体电池的真实电压中至少一者的情况下，重新开始所述均衡方法。
可选地，所述第一次充电的充电时间为0.1秒至1秒。
可选地，所述第二次充电的充电时间为0.1秒至1秒。
可选地，所述电压传感器包括BMS。
通过上述技术方案，本发明提供的用于电池组的均衡系统通过改变单体电池的充电电流的大小来计算均衡电路的线阻，从而使得对单体电池的真实电压的检测更加精确，从而提高经过均衡后的单体电池的电压的一致性。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一个实施方式的用于电池组的均衡方法的流程图；
图2是根据本发明的一个实施方式的用于电池组的均衡系统的结构框图；以及
图3是根据本发明的一个实施方式的电路的线阻的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示是根据本发明的一个实施方式的用于电池组的均衡方法的流程图。在图1中，该均衡方法可以包括：
在步骤S100中，以第一电流值分别对电池组中的每一节单体电池进行第一次充电。在本发明的该实施方式中，该第一电流值的取值范围可以是例如1毫安(mA)至100mA。该步骤100可以是例如通过控制器控制开关电源以第一电流值对电池组的每一节单体电池进行充电来执行，考虑到实际的检测需要，该开关电源也可以是例如通过用于执行该均衡方法(如图3所示出的端点A和端点B)的线路接入该单体电池的正极和负极两端。在本发明的一个示例中，为了避免由于充电时间过长而对该单体电池的电压造成影响，同时考虑到电压检测设备的反应时间，该第一次充电的充电时间可以例如为0.1秒(s)至1s。
在步骤S101中，分别检测每一节单体电池的第一电压。在本发明的该实施方式中，该步骤S101可以是例如将电压表通过用于执行该均衡方法的电路(例如图3中示出的端点A和端点B)的线路接入每一节单体电池的正负极以检测该单体电池的第一电压。此外，考虑到实际电路设计的成本，也可以直接通过电池管理系统(Battery Management System，BMS)来检测该第一电压。
在步骤S102中，以第二电流值分别对每一节单体电池进行第二次充电。在本发明的该实施方式中，该第二电流值的取值范围可以是例如1毫安(mA)至100mA。该步骤102可以是例如通过控制器控制开关电源以第二电流值对电池组的每一节单体电池进行充电来执行，该开关电源接入该单体电池两端的方式与步骤S100类似，此处不再赘述。在本发明的一个示例中，为了避免由于充电时间过长而对该单体电池的电压造成影响，同时考虑到电压检测设备的反应时间，该第二次充电的充电时间可以例如为0.1秒(s)至1s。
在步骤S103中，分别检测每一节单体电池的第二电压。在本发明的该实施方式中，该步骤S103可以是例如将电压传感器通过电路的线路接入每一节单体电池的正负极以检测该单体电池的第二电压。此外，考虑到实际电路设计的成本，也可以直接通过电池管理系统BMS来检测该第二电压。
在步骤S104中，根据方程(1)计算每一节单体电池的真实电压VT，
其中，VC1为第一电压，VC2为第二电压，I1为第一电流值，I2为第二电流值，R1为用于执行该均衡方法的电路中连接在单体电池(例如图3中示出的单体电池B1)的一端的线路的阻值(如图3所示)，R2为该电路中连接在单体电池的另一端的线路的阻值(如图3所示)，VT为单体电池的真实电压。在本发明的该实施方式中，该方程(1)可以是例如通过基尔霍夫定律获得的。通过对方程(1)求解可以得出公式(1)，
通过将上述第一电压、第二电压、第一电流值和第二电流值带入公式(1)中来获取该单体电池的真实电压。
在步骤S105中，将每一节单体电池的真实电压进行比对，确定该单体电池的真实电压的最大值和最小值之间的差值。在本发明的一个实施方式中，可以是例如控制器将每一节单体电池的真实电压进行比对，从而确定该单体电池的真实电压的最大值和最小值之间的差值。
在步骤S106中，判断差值是否大于需要开启均衡机制的启动电压阈值。在本发明的该实施方式中，由于开启均衡机制需要一定的启动条件，例如电池组中的各个单体电池的电压差大于需要开启均衡机制的启动电压阈值。此时，电池组中的各个单体电池的不一致性会严重影响电池组整体的输出效率，因此需要开启均衡机制。所以在步骤S105中计算出差值后，在该步骤S106中将该差值与启动电压阈值进行比对，判断该差值是否大于该启动电压阈值，从而判断该电池组是否需要开启均衡机制。对于该启动电压阈值的取值，可以是根据实际电池组中的单节电池的数量以及输出电压来确定，在本发明的该实施方式中，在该电池组为锂电池组的情况下，可以将该启动电压阈值设定为20毫伏(mV)至60mV。在其他材料的电池组的情况下，该启动电压阈值也可以设定为其他数值。此外，在判断该差值不大于启动电压阈值的情况下，此时说明该电池组不满足该均衡机制的启动条件，因此可以直接结束本次均衡。考虑到在该电路工作的过程中需要触发检测单体电池的真实电压的条件，所以可以是例如在人为启动该电路后，该电路通过检测真实电压来判断该电池组是否满足启动条件，在满足启动条件的情况下再进一步判断是否需要开启均衡机制的选择均衡模式的操作。在本发明的另一个示例中，也可以是例如预先设定一个时间周期，每隔一个该时间周期启动检测该单体电池的真实电压的机制，并进一步判断该电池组是否满足均衡机制的条件，该时间周期可以是例如1小时、2小时或24小时。上述列举的数值例如“1小时”等仅限于解释本发明，并不对本发明的保护范围造成限制。在本发明的同一技术构思下，根据不同的使用条件(例如电池的数量、设备的使用频率等)，上述各个数值均可以相应改变。
在步骤S107中，在判断差值大于启动电压阈值的情况下，判断该均衡机制是否为首次均衡。在本发明的该实施方式中，从开始检测到电池组需要均衡的启动条件至对电池组均衡完成包括开启至少一次均衡机制(当只有一节单体电池的电压差值过大的情况下，可以理解为该均衡机制只发生了一次)。在本发明的一个示例中，可以添加初始值为0的参数来记录均衡次数。在每次开启均衡机制后该均衡次数均增加1，这样来实现对该均衡次数的计数。所以，判断该均衡机制是否为首次均衡也可以是通过判断该均衡次数是否为0来实现。
在步骤S108中，在判断该均衡机制为首次均衡的情况下，计算电池组中各个真实电压的平均值，并计算电池组中单体电池的真实电压大于该平均值的单体电池的第一数量和小于该平均值的单体电池的第二数量。在本发明的该实施方式中，该步骤S108可以采用控制器将各个单体电池的真实电压求和后平均，从而计算出该电池组的单体电池的真实电压的平均值。控制器进一步统计真实电压大于该平均值的单体电池的第一数量和真实电压小于该平均值的单体电池的第二数量。
在步骤S109中，判断第一数量是否小于第二数量。在本发明的该实施方式中，可以是例如控制器通过将第一数量和第二数量通过减法运算来判断该第一数量是否小于第二数量。
在判断该第一数量小于第二数量的情况下，此时说明电池组中的单体电池的真实电压小于平均值的数量少，因此，对真实电压较低的单体电池进行均衡会使得整体开启均衡机制的次数减少，从而使得该均衡方法的均衡效率提高。所以，可以选择开启均衡机制的主动均衡模式，即：对真实电压较低的至少一节单体电池(也可能会出现两个单体电池的真实电压相等且均为最低)进行主动均衡。优选地，在本发明的一个实施方式中，该主动均衡模式可以包括如图1中所示出的步骤S110、步骤S111和步骤S112。
在步骤S110中，从电池组中筛选出真实电压最低的至少一节单体电池进行主动均衡。在本发明的该实施方式中，该步骤S110可以是例如将该电池组中的至少一节真实电压最低的单体电池进行主动均衡(例如向该单体电池充电以使得该单体电池的电压升高)。
在步骤S111中，实时检测被主动均衡的单体电池的电压。在本发明的该实施方式中，该步骤S111可以是例如通过BMS实时检测该被主动均衡的单体电池的电压。
在步骤S112中，判断该被均衡的单体电池的电压是否小于电池组中所有单体电池的真实电压。在该实施方式中，BMS实时检测该被主动均衡的单体电池的电压，该单体电池的电压由于被主动均衡(充电)后会随着充电时间的增加而增加，当该被均衡的单体电池的电压不小于电池组中所有单体电池的真实电压中至少一者时，说明该单体电池并非该电池组中的电压最低的单体电池，因此不需要再对该单体电池进行均衡。但是，此时已然无法判断该电池组是否已经不满足开启均衡机制的条件，所以需要重新检测该电池组中每一节单体电池的真实电压，故在判断该被均衡的单体电池不小于所有单体电池的真实电压中至少一者的情况下，重新开启该均衡方法(即返回步骤S100)。此外，在判断该被均衡的单体电池小于所有单体电池的真实电压的情况下，此时说明该单体电池依然需要主动均衡，所以继续对该单体电池进行主动均衡(充电)直到该被均衡的单体电池不小于所有单体电池的真实电压。
在判断该第一数量不小于第二数量的情况下，此时说明电池组中的单体电池的真实电压不小于平均值的数量少，因此，对真实电压较高的单体电池进行均衡会使得整体开启均衡机制的次数减少，从而使得该均衡方法的均衡效率提高。所以，可以选择开启均衡机制的被动均衡模式，即：对真实电压较低的至少一节单体电池(也可能会出现两个单体电池的真实电压相等且均为最低)进行被动均衡。优选地，在本发明的一个实施方式中，该被动均衡模式可以包括如图1中所示出的步骤S113、步骤S114和步骤S115。
在步骤S113中，从电池组中筛选出真实电压最高的至少一节单体电池进行被动均衡。在本发明的该实施方式中，该步骤S113可以是例如将该电池组中的至少一节真实电压最高的单体电池进行被动均衡(例如将该单体电池放电以使得该单体电池的电压降低)。
在步骤S114中，实时检测被被动均衡的单体电池的电压。在本发明的该实施方式中，该步骤S114可以是例如通过BMS实时检测该被被动均衡的单体电池的电压。
在步骤S115中，判断该被均衡的单体电池的电压是否大于电池组中所有单体电池的真实电压。在该实施方式中，BMS实时检测该被被动均衡的单体电池的电压，该单体电池的电压由于被被动均衡(放电)后会随着放电时间的增加而减少，当该被均衡的单体电池的电压不大于电池组中所有单体电池的真实电压时，说明该单体电池并非该电池组中的电压最高的单体电池，因此不需要再对该单体电池进行均衡。但是，此时已然无法判断该电池组是否已经不满足被动均衡的条件，所以需要重新检测该电池组中每一节单体电池的真实电压，故在判断该被均衡的单体电池不大于所有单体电池的真实电压的情况下，重新开启该均衡方法(即返回步骤S100)。此外，在判断该被均衡的单体电池大于所有单体电池的真实电压的情况下，此时说明该单体电池依然需要被动均衡，所以继续对该单体电池进行被动均衡(放电)直到该被均衡的单体电池不大于所有单体电池的真实电压中的至少一者。在本发明的一个示例中，对单体电池进行放电可以是例如通过将单体电池的两端分别通过可控开关与放电电阻连接。进一步地，可以采用控制器分别与该可控开关的控制端连接。在需要对该单体电池进行放电时，控制器可以控制该可控开关闭合以使得该放电电阻消耗单体电池的电量，从而使得该单体电池放电以降低该单体电池的电压。
在步骤S116中，在判断该均衡机制并非首次均衡的情况下，读取并执行上一次的均衡模式。在本发明的该实施方式中，由于上一次开启均衡机制已经选择了均衡模式(主动均衡模式或被动均衡模式)，所以，在后面开启均衡机制时，不需要再次执行选择均衡模式这一操作。故在判断该均衡机制并非首次开启的情况下，可以读取并继续执行上一次的均衡模式，同时，返回步骤S100。
本发明的另一方面还提供一种用于电池组的均衡系统。如图2所示，该均衡系统包括：电压传感器1、处理器2和开关电源3。
该电压传感器01可以用于检测电池组的每一节单体电池的电压。由于需要考虑均衡系统的线阻，因此，该电压传感器1可以是例如通过该均衡系统连接在单体电池两端的线路接入该单体电池的正极和负极。
控制器2可以分别与电压传感器1、开关电源3连接，可以用于执行如图1所示的均衡方法：
在步骤S100中，控制开关电源3以第一电流值分别对电池组中的每一节单体电池进行第一次充电。在本发明的该实施方式中，该第一电流值的取值范围可以是例如1毫安(mA)至100mA。该步骤100可以是例如通过控制器控制开关电源3的输出电路(例如DC-DC转换电路)来调节输出电流，从而以第一电流值对电池组的每一节单体电池进行充电来执行，该开关电源3可以是例如通过如图3示出的端点A和端点B接入单体电池B1的两端。在本发明的一个示例中，为了避免由于充电时间过长而对该单体电池的电压造成影响，同时考虑到电压检测设备的反应时间，该第一次充电的充电时间可以例如为0.1秒至1s。
在步骤S101中，通过电压传感器1分别获取每一节单体电池的第一电压。在本发明的该实施方式中，该电压传感器1接入线路的方式上述已经详细描述，此处不再赘述。此外，考虑到实际电路设计的成本，也可以直接通过BMS来检测该第一电压。
在步骤S102中，控制开关电源3以第二电流值分别对每一节单体电池进行第二次充电。在本发明的该实施方式中，该第二电流值的取值范围可以是例如1毫安(mA)至100mA。在本发明的一个示例中，为了避免由于充电时间过长而对该单体电池的电压造成影响，同时考虑到电压检测设备的反应时间，该第二次充电的充电时间可以例如为0.1秒至1s。
在步骤S103中，通过电压传感器1分别获取每一节单体电池的第二电压。在本发明的该实施方式中，该电压传感器1接入线路的方式上述已经详细描述，此处不再赘述。此外，考虑到实际电路设计的成本，也可以直接通过BMS来检测该第二电压。
在步骤S104中，根据方程(1)计算每一节单体电池的真实电压VT，
其中，VC1为第一电压，VC2为第二电压，I1为第一电流值，I2为第二电流值，R1为均衡系统中连接在单体电池(例如图3中示出的单体电池B1)的一端的线路的阻值(如图3所示)，R2为均衡系统中连接在单体电池的另一端的线路的阻值(如图3所示)，VT为单体电池的真实电压。在本发明的该实施方式中，该方程(1)可以是例如通过基尔霍夫定律获得的。通过对方程(1)求解可以得出公式(1)，
通过将上述第一电压、第二电压、第一电流值和第二电流值带入公式(1)中来获取该单体电池的真实电压。
在步骤S105中，将每一节单体电池的真实电压进行比对，确定该单体电池的真实电压的最大值和最小值之间的差值。在本发明的一个实施方式中，可以是例如控制器将每一节单体电池的真实电压进行比对，从而确定该单体电池的真实电压的最大值和最小值之间的差值。
在步骤S106中，判断差值是否大于需要开启均衡机制的启动电压阈值。在本发明的该实施方式中，由于开启均衡机制需要一定的启动条件，例如电池组中的各个单体电池的电压差大于需要开启均衡机制的启动电压阈值。此时，电池组中的各个单体电池的不一致性会严重影响电池组整体的输出效率，因此需要开启均衡机制。所以在步骤S105中计算出差值后，在该步骤S106中将该差值与启动电压阈值进行比对，判断该差值是否大于该启动电压阈值，从而判断该电池组是否需要开启均衡机制。对于该启动电压阈值的取值，可以是根据实际电池组中的单节电池的数量以及输出电压来确定，在本发明的该实施方式中，在该电池组为锂电池组的情况下，可以将该启动电压阈值设定为20毫伏(mV)至60mV。在其他材料的电池组的情况下，该启动电压阈值也可以设定为其他数值。此外，在判断该差值不大于启动电压阈值的情况下，此时说明该电池组不满足该均衡机制的启动条件，因此可以直接结束本次均衡。考虑到在该均衡系统工作的过程中需要触发检测单体电池的真实电压的条件，所以可以是例如在人为启动该均衡系统后，该均衡系统通过检测真实电压来判断该电池组是否满足启动条件，在满足启动条件的情况下再进一步判断是否需要开启均衡机制的选择均衡模式的操作。在本发明的另一个示例中，也可以是例如预先设定一个时间周期，每隔一个该时间周期启动检测该单体电池的真实电压的机制，并进一步判断该电池组是否满足均衡机制的条件，该时间周期可以是例如1小时、2小时或24小时。上述列举的数值例如“1小时”等仅限于解释本发明，并不对本发明的保护范围造成限制。在本发明的同一技术构思下，根据不同的使用条件(例如电池的数量、设备的使用频率等)，上述各个数值均可以相应改变。
在步骤S107中，在判断差值大于启动电压阈值的情况下，判断该均衡机制是否为首次均衡。在本发明的该实施方式中，从开始检测到电池组需要均衡的启动条件至对电池组均衡完成包括开启至少一次均衡机制(当只有一节单体电池的电压差值过大的情况下，可以理解为该均衡机制只发生了一次)。在本发明的一个示例中，可以添加初始值为0的参数来记录均衡次数。在每次开启均衡机制后该均衡次数均增加1，这样来实现对该均衡次数的计数。所以，判断该均衡机制是否为首次均衡也可以是通过判断该均衡次数是否为0来实现。
在步骤S108中，在判断该均衡机制为首次均衡的情况下，计算电池组中各个真实电压的平均值，并计算电池组中单体电池的真实电压大于该平均值的单体电池的第一数量和小于该平均值的单体电池的第二数量。在本发明的该实施方式中，该步骤S108可以采用控制器2将各个单体电池的真实电压求和后平均，从而计算出该电池组的单体电池的真实电压的平均值。控制器进一步统计真实电压大于该平均值的单体电池的第一数量和真实电压小于该平均值的单体电池的第二数量。
在步骤S109中，判断第一数量是否小于第二数量。在本发明的该实施方式中，可以是例如控制器2通过将第一数量和第二数量通过减法运算来判断该第一数量是否小于第二数量。
在判断该第一数量小于第二数量的情况下，此时说明电池组中的单体电池的真实电压小于平均值的数量少，因此，对真实电压较低的单体电池进行均衡会使得整体开启均衡机制的次数减少，从而使得该均衡系统的均衡效率提高。所以，可以选择开启均衡机制的主动均衡模式，即：对真实电压较低的至少一节单体电池(也可能会出现两个单体电池的真实电压相等且均为最低)进行主动均衡。优选地，在本发明的一个实施方式中，该主动均衡模式可以包括如图1中所示出的步骤S110、步骤S111和步骤S112。
在步骤S110中，控制器2从电池组中筛选出真实电压最低的至少一节单体电池进行主动均衡。在本发明的该实施方式中，该步骤S110可以是例如控制器2对该电池组中的至少一节真实电压最低的单体电池进行主动均衡(例如控制器2控制开关电源3向该单体电池充电以使得该单体电池的电压升高)。
在步骤S111中，控制器2通过电压传感器1实时检测被主动均衡的单体电池的电压。在本发明的该实施方式中，该步骤S111也可以是控制器2例如通过BMS实时检测该被主动均衡的单体电池的电压。
在步骤S112中，控制器2判断该被均衡的单体电池的电压是否小于电池组中所有单体电池的真实电压。在该实施方式中，BMS实时检测该被主动均衡的单体电池的电压，该单体电池的电压由于被主动均衡(充电)后会随着充电时间的增加而增加，当该被均衡的单体电池的电压不小于电池组中所有单体电池的真实电压中的至少一者时，说明该单体电池并非该电池组中的电压最低的单体电池，因此不需要再对该单体电池进行均衡。但是，此时已然无法判断该电池组是否已经不满足开启均衡机制的条件，所以需要重新检测该电池组中每一节单体电池的真实电压，故在判断该被均衡的单体电池不小于所有单体电池的真实电压的情况下，重新开启该均衡方法(即控制器2返回执行步骤S100)。此外，在判断该被均衡的单体电池小于所有单体电池的真实电压中的至少一者的情况下，此时说明该单体电池依然需要主动均衡，所以继续对该单体电池进行主动均衡(充电)直到该被均衡的单体电池不小于所有单体电池的真实电压中的至少一者。
在判断该第一数量不小于第二数量的情况下，此时说明电池组中的单体电池的真实电压不小于平均值的数量少，因此，对真实电压较高的单体电池进行均衡会使得整体开启均衡机制的次数减少，从而使得该均衡系统的均衡效率提高。所以，可以选择开启均衡机制的被动均衡模式，即：对真实电压较低的至少一节单体电池(也可能会出现两个单体电池的真实电压相等且均为最低)进行被动均衡。优选地，在本发明的一个实施方式中，该被动均衡模式可以包括如图1中所示出的步骤S113、步骤S114和步骤S115。
在步骤S113中，从电池组中筛选出真实电压最高的至少一节单体电池进行被动均衡。在本发明的该实施方式中，该步骤S113可以是例如将该电池组中的至少一节真实电压最高的单体电池进行被动均衡(例如将该单体电池放电以使得该单体电池的电压降低)。
在步骤S114中，通过电压传感器1实时检测被被动均衡的单体电池的电压。在本发明的该实施方式中，该步骤S114也可以是例如通过BMS(即用BMS取代电压传感器1)实时检测该被被动均衡的单体电池的电压。
在步骤S115中，判断该被均衡的单体电池的电压是否大于电池组中所有单体电池的真实电压。在该实施方式中，可以是例如BMS(或控制器2控制电压传感器1)实时检测该被被动均衡的单体电池的电压，该单体电池的电压由于被被动均衡(放电)后会随着放电时间的增加而减少，当该被均衡的单体电池的电压不大于电池组中所有单体电池的真实电压中的至少一者时，说明该单体电池并非该电池组中的电压最高的单体电池，因此不需要再对该单体电池进行均衡。但是，此时已然无法判断该电池组是否已经不满足被动均衡的条件，所以需要重新检测该电池组中每一节单体电池的真实电压，故在判断该被均衡的单体电池不大于所有单体电池的真实电压中的至少一者的情况下，重新开启该控制器2的均衡操作(即返回步骤S100)。此外，在判断该被均衡的单体电池大于所有单体电池的真实电压的情况下，此时说明该单体电池依然需要被动均衡，所以继续对该单体电池进行被动均衡(放电)直到该被均衡的单体电池不大于所有单体电池的真实电压中的至少一者。
在步骤S116中，在判断该均衡机制并非首次均衡的情况下，读取并执行上一次的均衡模式。在本发明的该实施方式中，由于上一次开启均衡机制已经选择了均衡模式(主动均衡模式或被动均衡模式)，所以，在后面开启均衡机制时，不需要再次执行选择均衡模式这一操作。故在判断该均衡机制并非首次开启的情况下，可以读取并继续执行上一次的均衡模式，同时，返回步骤S100。
通过上述技术方案，本发明提供的用于电池组的均衡方法和系统通过检测电池组中的各个单体电池的真实电压，并根据该真实电压对电池组中的各个单体电池进行主动均衡或被动均衡，从而相对于现有技术的均衡电路进一步提高了电池组中的各个单体电池的电压的一致性。
以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于上述可选实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。
Claims (7)
1.一种用于电池组的均衡系统，其特征在于，所述均衡系统包括：
电压传感器，用于检测所述电池组的每一节单体电池的电压；
开关电源；
处理器，用于：
控制所述开关电源以第一电流值分别对所述电池组中的每一节单体电池进行第一次充电；
通过所述电压传感器分别检测所述每一节单体电池的第一电压；
控制所述开关电源以第二电流值分别对所述每一节单体电池进行第二次充电；
通过所述电压传感器分别检测所述每一节单体电池的第二电压；
根据方程(1)计算所述每一节单体电池的真实电压VT，
其中，VC1为所述第一电压，VC2为所述第二电压，I1为所述第一电流值，I2为所述第二电流值，R1为用于执行所述均衡方法的电路中连接在所述单体电池的一端的线路的阻值，R2为所述电路中连接在所述单体电池的另一端的线路的阻值，VT为所述单体电池的真实电压；
将每一节所述单体电池的真实电压进行比对，确定所述单体电池的真实电压的最大值和最小值之间的差值；
判断所述差值是否大于需要开启均衡机制的启动电压阈值；
在判断所述差值大于所述启动电压阈值的情况下，判断所述均衡机制是否为首次均衡；
在判断所述均衡机制为首次均衡的情况下，计算所述真实电压的平均值；
计算所述电池组中单体电池的真实电压小于所述平均值的单体电池的第一数量和大于所述平均值的单体电池的第二数量；
判断所述第一数量是否小于第二数量；
在判断所述第一数量小于第二数量的情况下，启动所述均衡机制的主动均衡模式；
在判断所述第一数量不小于第二数量的情况下，启动所述均衡机制的被动均衡模式；
在判断所述均衡机制非首次均衡的情况下，读取上一次所述均衡机制的均衡模式并开启所述均衡模式。
2.根据权利要求1所述的均衡系统，其特征在于，所述启动电压阈值为20至60毫伏。
3.根据权利要求1所述的均衡系统，其特征在于，所述主动均衡模式包括：
从所述电池组中筛选出真实电压最低的至少一节单体电池进行主动均衡；
实时检测所述被主动均衡的单体电池的电压；
判断所述被主动均衡的单体电池的电压是否小于剩余的所述单体电池的真实电压；
在判断所述被主动均衡的单体电池的电压不小于剩余的所述单体电池的真实电压中至少一者的情况下，重新开始所述均衡方法。
4.根据权利要求1所述的均衡系统，其特征在于，所述被动均衡模式包括：
从所述电池组中筛选出真实电压最高的至少一节单体电池进行被动均衡；
实时检测所述被被动均衡的单体电池的电压；
判断所述被被动均衡的单体电池的电压是否小于剩余的所述单体电池的真实电压；
在判断所述被被动均衡的单体电池的电压不小于剩余的所述单体电池的真实电压中至少一者的情况下，重新开始所述均衡方法。
5.根据权利要求1所述的均衡系统，其特征在于，所述第一次充电的充电时间为0.1秒至1秒。
6.根据权利要求1所述的均衡系统，其特征在于，所述第二次充电的充电时间为0.1秒至1秒。
7.根据权利要求1至6任一所述的均衡系统，其特征在于，所述电压传感器包括电池管理系统BMS。
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