CN111293746A - 高效的电池能量整体平衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了高效的电池能量整体平衡方法，高效的电池能量整体平衡方法，电池能量整体平衡包括电池组和平衡系统，电池组由若干单体电池通过电路串联连接，平衡系统由若干平衡单元组成，每个平衡单元与每个单体电池一一对应，平衡单元用于单体电池与电池串联整体电压的平衡；平衡单元包括电压检出模块、智能控制模块和升压模块；电压检出模块用于检出串联电池上单体电池的电压，电压检出模块的输出端与智能控制模块的输入端电性连接，智能控制模块的输出端与升压模块电性连接，升压模块用于将电压检出模块检测到单体电池过充状态下进行升压，使其升压到电池串联整体电压，有益效果：本发明无电阻损耗，不会造成电池过热，节能且充电保护。

Description

高效的电池能量整体平衡方法
技术领域：
本发明属于电池能力平衡技术领域，特别涉及高效的电池能量整体平衡方法。
背景技术：
电池组分串联和并联，并联的电池组要求每个电池电压相同，输出的电压等于一个电池的电压，并联电池组能提供更强的电流.串联电池组没有过多的要求，只要保证电池的容量差不多即可。串联电池组可以提供较高的电压。电池组在我们的生活中用的十分广泛，电视遥控器，电子玩具，手电筒中都有串联电池组，在电池组中，单体之间的差异总是存在的，以容量为例，其差异性永不会趋于消失，而是逐步恶化的，组中流过同样电流，相对而言，容量大者总是处于小电流浅充浅放、趋于容量衰减缓慢、寿命延长，而容量小者总是处于大电流过充过放、趋于容量衰减加快、寿命缩短，两者之间性能参数差异越来越大，形成正反馈特性，小容量提前失效，组寿命缩短。
目前串联电池在充电时，因为电池性能不同而导致充电效率不同，一些电池达到满充状态，一些电池而未达到，导致电池组上的单体电池过充、电阻损耗，及造成电池过热，不利于节能和对电池的充电保护，实用性较差，所以本发明提供高效的电池能量整体平衡方法来解决上述问题。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供高效的电池能量整体平衡方法，解决了目前串联电池在充电时，因为电池性能不同而导致充电效率不同，一些电池达到满充状态，一些电池而未达到，导致电池组上的单体电池过充、电阻损耗，及造成电池过热，不利于节能和对电池的充电保护的缺点。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
高效的电池能量整体平衡方法，所述电池能量整体平衡包括电池组和平衡系统，电池组由若干单体电池通过电路串联连接，所述平衡系统由若干平衡单元组成，每个所述平衡单元与每个所述单体电池一一对应，所述平衡单元用于单体电池与电池串联整体电压的平衡；
所述平衡单元包括电压检出模块、智能控制模块和升压模块；
所述电压检出模块用于检出串联电池上单体电池的电压，所述电压检出模块的输出端与智能控制模块的输入端电性连接，所述智能控制模块的输出端与升压模块电性连接，所述升压模块用于将电压检出模块检测到单体电池过充状态下进行升压，使其升压到电池串联整体电压。
作为发明的一种优选技术方案，该方法包括以下步骤：
步骤1、电压检出模块对串联电池组中的每个单体电池的电压进行采集检出，并将采集检出的电压传输给智能控制模块；
步骤2、智能控制模块根据接收的电压检出模块传输的数据判断是否对单体电池升压平衡；
步骤3、当电压模块检测到电池过充时，将该信号传递给智能控制模块，由智能控制模块对需要均衡的单体电池与升压模块进行连接；
步骤4、智能控制模块控制升压模块，由智能控制模块通知升压模块进行升压，升压到电池串联整体电压，使得单体电池对整体串联电池整体进行平衡充电。
作为发明的一种优选技术方案，所述该方法用于电池充电过程中电池能量整体平衡。
作为发明的一种优选技术方案，所述智能控制模块根据采集到的各个单体电池的电压，对各个单体电池的电压进行比较，当单体电池未达到过充时，则判断单体电池无需进行平衡，并关闭电池组的平衡功能，反之，当单体电池的电压达到过充时，则判断单体电池需要进行平衡，并开启电池组的平衡功能。
作为发明的一种优选技术方案，所述智能控制模块判断单体电池的电压是否大于电池组的电池串联整体电压，若是，则升压模块进行控制，使得能量从所需平衡的该单体电池通过升压模块流入电池组。
作为发明的一种优选技术方案，每个所述平衡单元的电压检出模块、智能控制模块和升压模块之间通过平衡电路电性连接，且每个所述平衡单元的平衡电路分别与所述电池组中的每个单体电池的两个端子之间对应连接。
作为发明的一种优选技术方案，所述电池组包括由多个以串联方式连接的单体电芯。
作为发明的一种优选技术方案，所述智能控制模块采用MPC-FPGA控制器。
本发明的有益效果：
本发明所述的高效的电池能量整体平衡方法，由若干单体电池通过电路串联连接的电池组，在电池组上增加平衡系统，平衡系统上平衡单元的平衡电路分别与电池组中的每个单体电池的两个端子之间对应连接，即在每个单体电池上添加了平衡单元，平衡单元用于单体电池与电池串联整体电压的平衡，平衡单元包括电压检出模块、智能控制模块和升压模块，电压检出模块用于检出串联电池上单体电池的电压，升压模块用于将电压检出模块检测到单体电池过充状态下进行升压，使其升压到电池串联整体电压，从而解决现有串联电池在充电时，因为电池性能不同而导致充电效率不同，一些电池达到满充状态，一些电池而未达到的问题，该方法相对于在单体电池上并联电容模块防止单体电池过充，本发明无电阻损耗，不会造成电池过热，节能且提高对电池的充电保护，有效的延长了电池的使用寿命，实用性更强。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的示意图；
图2为本发明的平衡单元的示意图；
图3为本发明的流程示意图。
具体实施方式：
如图1-3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：高效的电池能量整体平衡方法，所述电池能量整体平衡包括电池组和平衡系统，电池组由若干单体电池通过电路串联连接，所述平衡系统由若干平衡单元组成，每个所述平衡单元与每个所述单体电池一一对应，所述平衡单元用于单体电池与电池串联整体电压的平衡；
所述平衡单元包括电压检出模块、智能控制模块和升压模块；
所述电压检出模块用于检出串联电池上单体电池的电压，所述电压检出模块的输出端与智能控制模块的输入端电性连接，所述智能控制模块的输出端与升压模块电性连接，所述升压模块用于将电压检出模块检测到单体电池过充状态下进行升压，使其升压到电池串联整体电压。
进一步的，该方法包括以下步骤：
步骤1、电压检出模块对串联电池组中的每个单体电池的电压进行采集检出，并将采集检出的电压传输给智能控制模块；
步骤2、智能控制模块根据接收的电压检出模块传输的数据判断是否对单体电池升压平衡；
步骤3、当电压模块检测到电池过充时，将该信号传递给智能控制模块，由智能控制模块对需要均衡的单体电池与升压模块进行连接；
步骤4、智能控制模块控制升压模块，由智能控制模块通知升压模块进行升压，升压到电池串联整体电压，使得单体电池对整体串联电池整体进行平衡充电。
进一步的，所述该方法用于电池充电过程中电池能量整体平衡。
进一步的，所述智能控制模块根据采集到的各个单体电池的电压，对各个单体电池的电压进行比较，当单体电池未达到过充时，则判断单体电池无需进行平衡，并关闭电池组的平衡功能，反之，当单体电池的电压达到过充时，则判断单体电池需要进行平衡，并开启电池组的平衡功能。
进一步的，所述智能控制模块判断单体电池的电压是否大于电池组的电池串联整体电压，若是，则升压模块进行控制，使得能量从所需平衡的该单体电池通过升压模块流入电池组。
进一步的，每个所述平衡单元的电压检出模块、智能控制模块和升压模块之间通过平衡电路电性连接，且每个所述平衡单元的平衡电路分别与所述电池组中的每个单体电池的两个端子之间对应连接。
进一步的，所述电池组包括由多个以串联方式连接的单体电芯。
进一步的，所述智能控制模块采用MPC-FPGA控制器，控制精度高。
具体的：高效的电池能量整体平衡方法，使用时，由若干单体电池通过电路串联连接的电池组，在电池组上增加平衡系统，平衡系统上平衡单元的平衡电路分别与电池组中的每个单体电池的两个端子之间对应连接，即在每个单体电池上添加了平衡单元，平衡单元用于单体电池与电池串联整体电压的平衡，平衡单元包括电压检出模块、智能控制模块和升压模块，电压检出模块用于检出串联电池上单体电池的电压，升压模块用于将电压检出模块检测到单体电池过充状态下进行升压，使其升压到电池串联整体电压，电池组充电过程中，电压检出模块对串联电池组中的每个单体电池的电压进行采集检出，并将采集检出的电压传输给智能控制模块，智能控制模块根据接收的电压检出模块传输的数据判断是否对单体电池升压平衡，当电压模块检测到电池过充时，将该信号传递给智能控制模块，由智能控制模块对需要均衡的单体电池与升压模块进行连接，智能控制模块控制升压模块，由智能控制模块通知升压模块进行升压，升压到电池串联整体电压，使得单体电池对整体串联电池整体进行平衡充电，从而解决现有串联电池在充电时，因为电池性能不同而导致充电效率不同，一些电池达到满充状态，一些电池而未达到的问题，该方法相对于在单体电池上并联电容模块防止单体电池过充，本发明无电阻损耗，不会造成电池过热，节能且提高对电池的充电保护，从而延长电池的使用寿命，实用性更强。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.高效的电池能量整体平衡方法，其特征在于：所述电池能量整体平衡包括电池组和平衡系统，电池组由若干单体电池通过电路串联连接，所述平衡系统由若干平衡单元组成，每个所述平衡单元与每个所述单体电池一一对应，所述平衡单元用于单体电池与电池串联整体电压的平衡；
所述平衡单元包括电压检出模块、智能控制模块和升压模块；
所述电压检出模块用于检出串联电池上单体电池的电压，所述电压检出模块的输出端与智能控制模块的输入端电性连接，所述智能控制模块的输出端与升压模块电性连接，所述升压模块用于将电压检出模块检测到单体电池过充状态下进行升压，使其升压到电池串联整体电压。
2.根据权利要求1所述的高效的电池能量整体平衡方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤1、电压检出模块对串联电池组中的每个单体电池的电压进行采集检出，并将采集检出的电压传输给智能控制模块；
步骤2、智能控制模块根据接收的电压检出模块传输的数据判断是否对单体电池升压平衡；
步骤3、当电压模块检测到电池过充时，将该信号传递给智能控制模块，由智能控制模块对需要均衡的单体电池与升压模块进行连接；
步骤4、智能控制模块控制升压模块，由智能控制模块通知升压模块进行升压，升压到电池串联整体电压，使得单体电池对整体串联电池整体进行平衡充电。
3.根据权利要求2所述的高效的电池能量整体平衡方法，其特征在于：所述该方法用于电池充电过程中电池能量整体平衡。
4.根据权利要求2所述的高效的电池能量整体平衡方法，其特征在于：所述智能控制模块根据采集到的各个单体电池的电压，对各个单体电池的电压进行比较，当单体电池未达到过充时，则判断单体电池无需进行平衡，并关闭电池组的平衡功能，反之，当单体电池的电压达到过充时，则判断单体电池需要进行平衡，并开启电池组的平衡功能。
5.根据权利要求2所述的高效的电池能量整体平衡方法，其特征在于：所述智能控制模块判断单体电池的电压是否大于电池组的电池串联整体电压，若是，则升压模块进行控制，使得能量从所需平衡的该单体电池通过升压模块流入电池组。
6.根据权利要求1所述的高效的电池能量整体平衡方法，其特征在于：每个所述平衡单元的电压检出模块、智能控制模块和升压模块之间通过平衡电路电性连接，且每个所述平衡单元的平衡电路分别与所述电池组中的每个单体电池的两个端子之间对应连接。
7.根据权利要求6所述的高效的电池能量整体平衡方法，其特征在于：所述电池组包括由多个以串联方式连接的单体电芯。
8.根据权利要求6所述的高效的电池能量整体平衡方法，其特征在于：所述智能控制模块采用MPC-FPGA控制器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111525637A (zh) * 2020-04-17 2020-08-11 北斗(天津)科学技术应用研究院(有限合伙) 高效的电池能量整体平衡方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104795857A (zh) * 2015-03-23 2015-07-22 上海交通大学 锂离子电池能量均衡系统及其实现方法
CN107294163A (zh) * 2017-07-06 2017-10-24 广东电网有限责任公司惠州供电局 具有蓄电池单体均衡功能的蓄电池状态巡检方法及装置
CN208046259U (zh) * 2018-02-05 2018-11-02 江门市敏华电器有限公司 一种串联蓄电池组的主动均衡电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104795857A (zh) * 2015-03-23 2015-07-22 上海交通大学 锂离子电池能量均衡系统及其实现方法
CN107294163A (zh) * 2017-07-06 2017-10-24 广东电网有限责任公司惠州供电局 具有蓄电池单体均衡功能的蓄电池状态巡检方法及装置
CN208046259U (zh) * 2018-02-05 2018-11-02 江门市敏华电器有限公司 一种串联蓄电池组的主动均衡电路

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111525637A (zh) * 2020-04-17 2020-08-11 北斗(天津)科学技术应用研究院(有限合伙) 高效的电池能量整体平衡方法

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