CN109995102A - 一种电动汽车用动力电池均衡系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车用动力电池均衡系统，包括被动均衡电路和均衡控制模块；所述被动均衡电路包括若干个串联的电芯；所述电芯两端并联有电阻、MOS开关和继电器；所述均衡控制模块包括输入单元、均衡控制单元和输出单元；所述输入单元用于信号传入均衡控制单元；所述均衡控制单元接收输入单元传入的信号；所述输出单元用于向被动均衡电路发送均衡控制指令。本发明选取电芯电压或者电芯荷电状态作为均衡控制的均衡变量，有效防止了均衡由于误判断造成的频繁开启关闭；解决了由于动力电池电芯在充放电过程中电芯荷电状态估算不精确导致均衡效果不理想的问题，同时以电量作为均衡目标有利于电池均衡的理想目标电池电量的最大利用率的实现。

Description

一种电动汽车用动力电池均衡系统及控制方法

技术领域

本发明涉及新能源汽车动力电池管理系统领域，尤其涉及一种电动汽车用动力电池均衡系统及控制方法。

背景技术

新能源汽车用动力电池大多由多个电芯以串并联方式组合而成，以满足整车能源要求。动力电池的各个电芯在出厂时虽已经过严格的筛选，但由于生产和工艺的不一致，很难保证电芯的一致性，而且随着动力电池的使用，电池老化的加剧，电池单体的不一致性会越来越严重。充电时，个别单体先到达充电截止电压，完成充电，放电时，个别单体先到达放电截止电压，停止放电，这大大降低了动力电池的可用的能量，影响新能源汽车的续驶里程。

目前的均衡方式主要为耗散型均衡电路和非耗散型均衡电路，即被动均衡和主动均衡方式。主动均衡多采用储能元件，开关元件以及二极管等组成，将电芯能量高的能量转移到能量低的电芯中，这种方式不会再造成电池的能量损失，但是主动均衡的电路复杂，集成度不高，稳定性低且成本高。被动均衡通过开关元件以及耗散电阻组成，将能量高的电芯的能量通过并联的电阻释放掉，这种方式消耗了电池的能量，造成电池的利用率降低，但是其实现方式简单可靠，集成度高。

均衡控制策略的基础是选取合适均衡变量。目前的均衡控制策略多以电压或者电池荷电状态作为均衡变量。电压作为均衡变量，电压可以直接测量得到，运算简单，响应速度快，电压在工作状态下波动较大，而且电压并不能全面的衡量电池一致性。电池荷电状态作为电池均衡变量能够更好的提高电池的能量利用率，但是电池荷电状态是通过电压电流间接计算得到的，其估算精度对均衡控制效果有很大的影响。

本发明采用在每个串联单体电池两端并联放电电路对电池单体进行被动均衡的技术方案，提出一种新型以动力电池实时测量电压和电池荷电状态以及电池容量混合作为均衡变量控制均衡的方法。

发明内容

本发明目的是提供了一种电动汽车用动力电池均衡系统，可以有效防止由于误判断造成的均衡频繁开启关闭，并解决了均衡效果不理想的问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种电动汽车用动力电池均衡系统包括被动均衡电路和均衡控制模块；

所述被动均衡电路包括若干个串联的电芯；所述电芯两端并联有电阻、MOS开关和继电器，且相邻两电芯并联一共用的继电器；

所述均衡控制模块包括输入单元、均衡控制单元和输出单元；

所述输入单元用于将动力电池荷电状态、电芯荷电状态、电芯电压、采集的动力电池电流、采集的电路板温度、采集的动力电池模组温度、以及故障检测信号、电池管理系统的工作模式、计时信号和唤醒方式信号传入均衡控制单元；

所述均衡控制单元接收输入单元传入的信号；

所述输出单元用于向被动均衡电路发送均衡控制指令。

进一步，所述故障检测信号包括子板故障检测信号、均衡诊断电路检测信号和L3、L4级BMS故障检测信号。

进一步，当存在下述任一条件时，不开启均衡：(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3L4级电池管理系统故障检测信号中存在故障；(2)电路板温度大于95℃或动力电池模组温度大于45℃；(3)电芯之间压差△Ui≥800mV；(4)电芯电压U≤2.7V。

进一步，当满足下述条件时，进入均衡开启判决条件的判断阶段；(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3L4级电池管理系统故障检测信号中不存在故障；(2)电路板温度小于等于95℃，且动力电池模组温度小于等于45℃；(3)电芯之间压差△Ui＜800mV；(4)电芯电压U＞2.7V。

进一步，在充放电时动力电池荷电状态小于20％时，选用电芯电压作为均衡变量；

在充放电时动力电池荷电状态为20％～100％时，当电池管理系统休眠10min后唤醒的情况下，选用电芯荷电状态作为均衡变量；其他情况，以电芯电压作为均衡变量。

进一步，当△U_i＝(U_i-U_min)＞△U_cal时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，控制继电器闭合；其中U_i为电芯电压，△U_cal为均衡启动电芯电压差值的阈值。

进一步，当△SOC_i＝(SOC_i-SOC_min)＞△SOC_cal时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，控制继电器闭合；其中△SOC_i为电芯之间荷电状态差值，SOC_i为电芯荷电状态，△SOC_cal为均衡启动电芯之间荷电状态差值的阈值。

进一步，将动力电池所有电芯的均衡控制命令(0/1)以矩阵形式排列，需要均衡的电芯置1，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S2，开启电芯级均衡。

进一步，当存在下述任一条件时，输出单元发送均衡控制指令S1，关闭均衡：(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3L4级BMS故障检测信号中存在故障；(2)电路板温度大于95℃或动力电池模组温度大于45℃；(3)电芯之间压差△Ui≥800mV。

进一步，均衡开启时，当电池管理系统休眠时间大于10min的判决条件满足时，计算满足均衡条件时电芯需要放出的电量

Q_{i_bal}＝(SOC_i-(△SOC_cal+SOC_min))*C，

其中C为标称容量；

通过采集的实时电芯电压U_i，实时计算当前通过均衡电路释放掉的电量

Q_i＝∑U_i/R_bal·Δt，

其中R_bal为均衡电阻，Δt电压为采集周期；

当Q_i≥Q_{i_bal}时，输出单元以矩阵形式定义以及发送电芯均衡控制指令S2，关闭电芯均衡；当所有的电芯均满足Q_i≥Q_{i_bal}时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，关闭均衡。

进一步，当以电芯电压作为开启均衡的判决条件时，当电芯电压差值满足电池一致性要求时，关闭均衡。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种电动汽车用动力电池均衡控制方法，包括以下步骤：

S10、动力电池开始充放电；

S20、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；若电路中不存在任意故障，电路板和动力电池模组温度在安全范围，电芯之间压差大于某一阈值且电芯电压在合理阈值之内，则执行步骤S30；否则，不开启均衡；

S30、检测动力电池荷电状态；若动力电池荷电状态小于20％，执行步骤S40；若动力电池荷电状态大于等于20％小于等于100％，执行步骤S50；

S40、检测动力电池的各电芯电压；若存在任意两电芯之间的电压差值大于均衡启动电芯电压差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S50、判断电池管理系统休眠时间；若电池管理系统休眠时间大于10min，则执行步骤S60；否则，执行步骤S70；

S60、检测动力电池的各电芯荷电状态；若存在任意两电芯之间的荷电状态差值大于均衡启动电芯荷电状态差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S70、检测动力电池的各电芯电压；若存在任意两电芯之间的电压差值大于均衡启动电芯电压差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S80、开启电芯均衡；

S90、判断均衡开启时，电池管理系统休眠时间是否大于10min；若是，则执行步骤S100；否则，执行步骤S110；

S100、计算满足均衡条件时电芯需要放出的电量，执行步骤S120；

S110、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；当电路中存在故障，电路板或动力电池模组温度不在安全范围，电芯之间压差是否大于某一阈值中任意条件满足时，执行步骤S140；否则，执行步骤S80；

S120、计算均衡电芯放出的电量，执行步骤S130；

S130、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；若电路中存在故障，电路板或动力电池模组温度不在安全范围，电芯之间压差是否大于某一阈值中任意条件满足时，或者均衡电芯放出的电量大于等于满足均衡条件时电芯需要放出的电量时，执行步骤S140；否则，执行步骤S120；

S140、关闭均衡。

本发明具有如下有益效果：本发明的电动汽车用动力电池均衡系统通过分析动力电池在不同充放电阶段的电压、荷电状态特性曲线，选取电芯电压或者电芯荷电状态作为均衡控制的均衡变量，有效防止了均衡由于误判断造成的频繁开启关闭；以实时估算均衡开启后释放的电量作为均衡目标，解决了由于动力电池电芯在充放电过程中电芯荷电状态估算不精确导致均衡效果不理想的问题，同时以电量作为均衡目标有利于电池均衡的理想目标电池电量的最大利用率的实现。

附图说明

图1为本发明的电动汽车用动力电池均衡系统示意图；

图2为本发明的电动汽车用动力电池均衡系统的控制电路图；

图3为本发明的电动汽车用动力电池均衡控制方法的流程图；

图4为电芯电压与对应的电芯荷电状态特性曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种电动汽车用动力电池均衡系统，可以有效防止由于误判造成的均衡频繁开启关闭，并解决了均衡效果不理想的问题。

如图1所示为本发明的电动汽车用动力电池均衡系统的示意图。具体地，一种电动汽车用动力电池均衡系统包括被动均衡电路和均衡控制模块；

所述被动均衡电路包括若干个串联的电芯；所述电芯两端并联有电阻、MOS开关和继电器，且相邻两电芯并联一共用的继电器。

在本发明的实施例中，所述若干串联的电芯组成动力电池包；所述电阻用于释放电芯的电量；所述继电器作为被动均衡电路的冗余设计，用于保证均衡控制的安全开启和关闭。

所述均衡控制模块包括输入单元、均衡控制单元和输出单元。

所述输入单元用于将动力电池荷电状态(PACK SOC)、电芯荷电状态(cell SOC)、电芯电压、采集的动力电池电流、采集的电路板温度、采集的动力电池模组温度、以及故障检测信号、电池管理系统的工作模式、计时信号和唤醒方式信号传入均衡控制单元。优选地，所述故障检测信号包括子板故障检测信号、均衡诊断电路检测信号和L3、L4级电池管理系统故障检测信号。

具体地，本发明中可以根据动力电池荷电状态判断动力电池处于充放电曲线的某一阶段；电芯荷电状态、电芯电压、动力电池电流、电池管理系统的工作模式、计时信号以及唤醒方式信号用于均衡开启关闭条件的判断；故障检测、电路板温度的检测和动力电池模组温度的检测用于保证均衡开启的安全控制。

所述均衡控制单元接收输入单元传入的信号，用于均衡开启和关闭的控制策略的实现。

在本发明的实施例中，所述均衡控制单元判断出存在任意故障或者电路板温度、动力电池模组温度不在安全范围或者电芯之间压差大于某一阈值或者电芯电压小于等于合理阈值，则不开启均衡；当没有故障，电路板温度和动力电池模组温度在安全范围内，电芯之间压差在某一范围内，且电芯电压在合理阈值之内时，进入均衡开启判决条件的判断阶段。

所述输出单元用于向被动均衡电路发送均衡控制指令，从而驱动MOS开关和继电器的闭合开启，实现各个电芯的均衡的开启和关闭。

具体地，当存在下述任一条件时，不开启均衡：(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3、L4级电池管理系统故障检测信号中存在故障；(2)电路板温度大于95℃或动力电池模组温度大于45℃；(3)电芯之间压差△Ui≥800mV；(4)电芯电压U≤2.7V。

另一方面，当满足下述条件时，进入均衡开启判决条件的判断阶段；(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3、L4级电池管理系统故障检测信号中不存在故障；(2)电路板温度小于等于95℃，且动力电池模组温度小于等于45℃；(3)电芯之间压差△Ui＜800mV；(4)电芯电压U＞2.7V。

在本发明的实施例中，均衡开启判决条件的判断阶段具体为：

如图4所示为电芯电压与对应的电芯荷电状态特性曲线图。在充放电过程中，动力电池荷电状态小于20％时，电芯电压变化大而对应的电芯荷电状态的变化很小，为了能够有效的控制均衡的开启和关闭，此阶段选用电芯电压作为均衡变量；在充放电时动力电池荷电状态为20％～100％时，电芯电压变化小而对应电芯荷电状态的变化大，为了避免误开启均衡，理论上主要选取电芯荷电状态作为均衡变量，但是电芯荷电状态计算是由OCV-SOC特性曲线得到的，鉴于OCV获取特性，当电池管理系统休眠10min后唤醒的情况下，选用电芯荷电状态作为均衡变量；为了避免由于电芯荷电状态估算误差的存在而导致均衡控制有误，其他情况，仍以电芯电压作为均衡变量。

具体地，在充放电过程中，当动力电池荷电状态小于20％时，选用电芯电压作为均衡变量，此时找出并记录动力电池中电芯的最小电压U_min；

当△Ui＝(U_i-U_min)＞△U_cal时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，控制继电器闭合，开启均衡；此时S1相当于串联的均衡总开关；其中U_i为电芯电压，△U_cal为均衡启动电芯电压差值的阈值。

将动力电池所有电芯的均衡控制命令(0/1)以矩阵形式排列，需要均衡的电芯置1，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S2，开启电芯级均衡。

当动力电池荷电状态为20％～100％时，当电池管理系统休眠10min后唤醒的情况下，选用电芯荷电状态作为均衡变量，此时找出并记录动力电池中电芯的最小荷电状态SOC_min；

当△SOC_i＝(SOC_i-SOC_min)＞△SOC_cal时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，控制继电器闭合，开启均衡；此时S1相当于串联的均衡总开关；其中△SOC_i为电芯之间荷电状态差值，SOC_i为电芯荷电状态，△SOC_cal为均衡启动电芯之间荷电状态差值的阈值。

将动力电池所有电芯的均衡控制命令(0/1)以矩阵形式排列，需要均衡的电芯置1，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S2，开启电芯级均衡。

在充放电时动力电池荷电状态为20％～100％时，当不属于动力电池管理系统休眠10min后唤醒的情况时，选用电芯电压作为均衡变量，此时找出并记录动力电池中电芯的最小电压U_min；

当△Ui＝(U_i-U_min)＞△U_cal时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，控制继电器闭合，开启均衡；此时S1相当于串联的均衡总开关；其中U_i为电芯电压，△U_cal为均衡启动电芯电压差值的阈值。

将动力电池所有电芯的均衡控制命令(0/1)以矩阵形式排列，需要均衡的电芯置1，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S2，开启电芯级均衡。

在本发明的实施例中，均衡关闭判决条件的判断阶段具体为：

在电芯均衡开启阶段，当存在下述任一条件时，输出单元发送均衡控制指令S1，关闭均衡：(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3、L4级BMS故障检测信号中存在故障；(2)电路板温度大于95℃或动力电池模组温度大于45℃；(3)电芯之间压差△Ui≥800mV。否则，按照均衡目标作为判断均衡关闭的判据。

当均衡开启时刻，电池管理系统休眠时间大于10min，计算满足均衡条件时电芯需要放出的电量

Q_{i_bal}＝(SOC_i-(△SOC_cal+SOC_min))*C，

其中C为标称容量；

通过采集的实时电芯电压U_i，实时计算当前通过均衡电路释放掉的电量

Q_i＝∑U_i/R_bal·Δt，

其中R_bal为均衡电阻，Δt电压为采集周期。

当Q_i≥Q_{i_bal}时，输出单元以矩阵形式定义以及发送电芯均衡控制指令S2，关闭电芯均衡；当所有的电芯均满足Q_i≥Q_{i_bal}时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，关闭均衡。

当以电芯电压作为开启均衡的判决条件时，当电芯电压差值满足电池一致性要求时，关闭均衡；具体地，当△Ui＝(U_i-U_min)≤△U_cal时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令，关闭均衡。

如图2所示为本发明的电动汽车用动力电池均衡系统的控制电路图。如图所示为8个电芯的均衡电路，包括4个继电器；其中，一个继电器控制两路电芯均衡的开启闭合，相当于均衡控制总开关；8个MOS开关，相当于电芯级控制开关；8个滤波电容；16个均衡电阻。

当均衡控制模块发出均衡控制指令S1为1时，驱动开启均衡控制总开关，4个继电器同时闭合；均衡控制模块发出的电芯均衡控制指令S2为1时，驱动相应均衡电路的MOS开关闭合，电芯级均衡开启，此时需要均衡的电芯均衡电路导通。

当均衡控制模块发出cell均衡控制指令S2为0时，相应均衡电路的MOS开关断开，电芯级均衡断开，对应的电芯均衡电路断开；均衡控制模块发出均衡控制指令S1为0时，断开均衡控制总开关，4个继电器同时打开，电池的均衡电路断开，停止均衡。

实施例2

本实施例提供了一种电动汽车用动力电池均衡控制方法，包括以下步骤：

S10、动力电池开始充放电；

S20、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；若电路中不存在任意故障，电路板和动力电池模组温度在安全范围，电芯之间压差大于某一阈值且电芯电压在合理阈值之内，则执行步骤S30；否则，不开启均衡；

S30、检测动力电池荷电状态；若动力电池荷电状态小于20％，执行步骤S40；若动力电池荷电状态大于等于20％小于等于100％，执行步骤S50；

S40、检测动力电池的各电芯电压；若存在任意两电芯之间的电压差值大于均衡启动电芯电压差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S50、判断电池管理系统休眠时间；若电池管理系统休眠时间大于10min，则执行步骤S60；否则，执行步骤S70；

S60、检测动力电池的各电芯荷电状态；若存在任意两电芯之间的荷电状态差值大于均衡启动电芯荷电状态差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S70、检测动力电池的各电芯电压；若存在任意两电芯之间的电压差值大于均衡启动电芯电压差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S80、开启电芯均衡；

S90、判断均衡开启时，电池管理系统休眠时间是否大于10min；若是，则执行步骤S100；否则，执行步骤S110；

S100、计算满足均衡条件时电芯需要放出的电量，执行步骤S120；

S110、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；当电路中存在故障，电路板或动力电池模组温度不在安全范围，电芯之间压差是否大于某一阈值中任意条件满足时，执行步骤S140；否则，执行步骤S80；

S120、计算均衡电芯放出的电量，执行步骤S130；

S130、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；若电路中存在故障，电路板或动力电池模组温度不在安全范围，电芯之间压差是否大于某一阈值中任意条件满足时，或者均衡电芯放出的电量大于等于满足均衡条件时电芯需要放出的电量时，执行步骤S140；否则，执行步骤S120；

S140、关闭均衡。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，包括被动均衡电路和均衡控制模块；

所述被动均衡电路包括若干个串联的电芯；所述电芯两端并联有电阻、MOS开关和继电器，且相邻两电芯并联一共用的继电器；

所述均衡控制模块包括输入单元、均衡控制单元和输出单元；

所述输入单元用于将动力电池荷电状态、电芯荷电状态、电芯电压、采集的动力电池电流、采集的电路板温度、采集的动力电池模组温度、以及故障检测信号、电池管理系统的工作模式、计时信号和唤醒方式信号传入均衡控制单元；

所述均衡控制单元接收输入单元传入的信号；

所述输出单元用于向被动均衡电路发送均衡控制指令。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，所述故障检测信号包括子板故障检测信号、均衡诊断电路检测信号和L3、L4级BMS故障检测信号。

3.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，当存在下述任一条件时，不开启均衡：(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3L4级电池管理系统故障检测信号中存在故障；(2)电路板温度大于95℃或动力电池模组温度大于45℃；(3)电芯之间压差△U_i≥800mV；(4)电芯电压U≤2.7V。

4.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，当满足下述条件时，进入均衡开启判决条件的判断阶段；(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3L4级电池管理系统故障检测信号中不存在故障；(2)电路板温度小于等于95℃，且动力电池模组温度小于等于45℃；(3)电芯之间压差△Ui＜800mV；(4)电芯电压U＞2.7V。

5.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，在充放电过程中，动力电池荷电状态小于20％时，选用电芯电压作为均衡变量；

在充放电过程中，动力电池荷电状态为20％～100％时，当电池管理系统休眠10min后唤醒的情况下，选用电芯荷电状态作为均衡变量；其他情况，以电芯电压作为均衡变量。

6.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，当△U_i＝(U_i-U_min)＞△U_cal时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，控制继电器闭合；其中U_i为电芯电压，△U_cal为均衡启动电芯电压差值的阈值。

7.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，当△SOC_i＝(SOC_i-SOC_min)＞△SOC_cal时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，控制继电器闭合；其中△SOC_i为电芯之间荷电状态差值，SOC_i为电芯荷电状态，△SOC_cal为均衡启动电芯之间荷电状态差值的阈值。

8.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，将动力电池所有电芯的均衡控制命令(0/1)以矩阵形式排列，需要均衡的电芯置1，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S2，开启电芯级均衡。

9.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，当存在下述任一条件时，输出单元发送均衡控制指令S1，关闭均衡：(1)子板故障检测信号，均衡诊断电路检测信号和L3L4级BMS故障检测信号中存在故障；(2)电路板温度大于95℃或动力电池模组温度大于45℃；(3)电芯之间压差△Ui≥800mV。

10.根据权利要求5所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，均衡开启时，当电池管理系统休眠时间大于10min的判决条件满足时，计算满足均衡条件时电芯需要放出的电量

Q_{i_bal}＝(SOC_i-(△SOC_cal+SOC_min))*C，

其中C为标称容量；

通过采集的实时电芯电压U_i，实时计算当前通过均衡电路释放掉的电量

Q_i＝∑U_i/R_bal·Δt,

其中R_bal为均衡电阻，Δt电压为采集周期；

当Q_i≥Q_{i_bal}时，输出单元以矩阵形式定义以及发送电芯均衡控制指令S2，关闭电芯均衡；当所有的电芯均满足Q_i≥Q_{i_bal}时，输出单元向被动均衡电路发送均衡控制指令S1，关闭均衡。

11.根据权利要求5所述的电动汽车用动力电池均衡系统，其特征在于，当以电芯电压作为开启均衡的判决条件时，当电芯电压差值满足电池一致性要求时，关闭均衡。

12.一种电动汽车用动力电池均衡控制方法，其特征在于，包括权利要求1-11之一所述的电动汽车用动力电池均衡系统，具有以下步骤：

S10、动力电池开始充放电；

S20、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；若电路中不存在任意故障，电路板和动力电池模组温度在安全范围，电芯之间压差大于某一阈值且电芯电压在合理阈值之内，则执行步骤S30；否则，不开启均衡；

S30、检测动力电池荷电状态；若动力电池荷电状态小于20％，执行步骤S40；若动力电池荷电状态大于等于20％小于等于100％，执行步骤S50；

S40、检测动力电池的各电芯电压；若存在任意两电芯之间的电压差值大于均衡启动电芯电压差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S50、判断电池管理系统休眠时间；若电池管理系统休眠时间大于10min，则执行步骤S60；否则，执行步骤S70；

S60、检测动力电池的各电芯荷电状态；若存在任意两电芯之间的荷电状态差值大于均衡启动电芯荷电状态差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S70、检测动力电池的各电芯电压；若存在任意两电芯之间的电压差值大于均衡启动电芯电压差值的阈值时，执行步骤S80；否则，执行步骤S20；

S80、开启电芯均衡；

S90、判断均衡开启时，电池管理系统休眠时间是否大于10min；若是，则执行步骤S100；否则，执行步骤S110；

S100、计算满足均衡条件时电芯需要放出的电量，执行步骤S120；

S110、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；当电路中存在故障，电路板或动力电池模组温度不在安全范围，电芯之间压差是否大于某一阈值中任意条件满足时，执行步骤S140；否则，执行步骤S80；

S120、计算均衡电芯放出的电量，执行步骤S130；

S130、均衡控制单元对输入单元输入的信号进行判断；若电路中存在故障，电路板或动力电池模组温度不在安全范围，电芯之间压差是否大于某一阈值中任意条件满足时，或者均衡电芯放出的电量大于等于满足均衡条件时电芯需要放出的电量时，执行步骤S140；否则，执行步骤S120；

S140、关闭均衡。