CN112217254A - 一种利用无线充电技术的电池均衡系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池技术领域，具体是一种利用无线充电技术的电池均衡系统，所述电池均衡系统用于均衡所述电池的电量，其包括：多个串联连接的电池，且每个电池上都设置有无线线圈；监测模块、无线充电模块、均衡器和控制模块。本发明的有益效果是，实现了对每一个电池单体是否需要进入电量均衡的判断，通过监测模块监测电池的荷电状态，然后利用无线充电技术就可以对电池进行充电均衡，无需外接充电线缆，提升了均衡效率，当电池的温度超出正常数值时，系统会自动停止均衡，避免了较多电池单体同时均衡时出现热失衡的问题，可显著提高电池的安全可靠性，提高了电池的能量使用效率，提升了电池的使用寿命。

Description

一种利用无线充电技术的电池均衡系统及方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是一种利用无线充电技术的电池均衡系统及方法。
背景技术
很多系统使用到电池组，所述电池组多采用多个电池块串联而成。由于各电池块在制造、初始容量、电压、内阻以及电池组中温度等方面均不完全相同，在使用过程中，会造成某电池块的过充电和过放电现象。放电过程中，个别电池块的容量比其它电池块都低，其电量首先放完，同时，由于该电池块的电压低，又丧失了放电的能力，这时它就成为了一个用电器，其余尚有容量的电池块就串联起来给它充电，出现电池块的反极现象，使得整个电池组不能够正常工作，同时对反极的电池块寿命造成极大的影响。另外，在充电过程中，首先放完电的电池块，又会首先被充满，这样就会出现过充电现象，使得整个电池组不能正常被充满电。实际上一组电池组中的实际放出的容量是由实际容量最小的那块电池块所决定的，即该电池块容量告罄时，其他电池块无法继续工作。充电过程中也是如此。因此，电池块间的不均衡性是影响电池组工作的一个非常有害的因素，对电池组进行均衡控制是十分有必要。
发明内容
本发明是基于上述问题提供了一种利用无线充电技术的电池均衡系统及方法，利用无线充电技术给待均衡电池进行充电均衡，提高均衡效率。
为了解决上述问题，本发明提供了一种利用无线充电技术的电池均衡系统，所述电池均衡系统用于均衡所述电池的电量，其包括：
多个串联连接的电池，且每个电池上都设置有无线线圈；
监测模块，用于分别获取所述多个电池的电量、电压及温度信息；
无线充电模块，设置于用于装载所述多个电池的电池箱外部，配合所述无线线圈用于给所述多个电池充电；
均衡器，根据所述监测模块监测到的电量信息，调整充放电电流的大小；
控制模块，根据所述检测模块获取的电池电量信息，与预设的电量信息进行比较，获取的所述电量信息小于所述预设的电量信息则判断该电池为待均衡电池，然后控制所述无线充电模块在电池箱的外部给待均衡电池进行无线充电以均衡。
作为本发明的进一步说明，所述监测模块设置于所述多个电池中的单体电池上，且其与所述控制模块通讯连接，所述无线充电模块和所述均衡器分别与所述控制模块通讯连接，所述均衡器与所述无线充电模块电性连接。
作为本发明的进一步说明，所述控制模块还可根据所述监测模块获取的各个电池的电压信息，如果电池的电压与其他电池的电压之间的电压差值大于预设的电压阔值，则判断所述电池不均衡。
作为本发明的进一步说明，所述控制模块根据所述监测模块的监测到的参数信息确定所述多个电池中有单体电池需要开启均衡时，控制所述均衡器和所述无线充电模块对单体电池进行均衡处理。
本发明还提供了一种利用无线充电技术的电池均衡方法，包括多个串联连接的电池、监测模块、无线充电模块、均衡器和控制模块，所述多个电池上都设置有无线线圈，该方法包括以下步骤：
S1：通过监测模块实时检测每个电池的电量、电压及温度信息，并及信息实时反馈给控制模块，如果电池的温度在预设的范围内，则转到步骤S2；
S2：控制模块根据监测模块反馈的信息，综合归纳处理，电量与预设的电量进行比较，若某块电池的电量小于预设的电量，或某块电池的电压与其他电池的电压之间的差值大于预设的电压差，则控制模块开始控制均衡器给无线充电模块供应充电电流；
S3：无线充电模块配合无线线圈给电池盒内的相应的电池进行无线充电以均衡，同时监测模块实时监测充电电流的大小；
S4：充电过程中根据监测模块反馈给控制模块的电池电量信息，若电量达到预设电量的90％，则控制模块控制均衡器调节供给无线充电模块的充电电流的大小，进入慢充模式，若小于10％，则进入快充模式；
S5：当电池的电量达到预设的电量时，控制模块控制均衡器停止给无线充电模块供电，停止对电池进行均衡。
作为本发明的进一步说明，所述监测模块监测所述电池的温度是否低于预设的温度值，如果否，则停止对电池进行均衡。
作为本发明的进一步说明，所述监测模块监测所述电池的温度是否低于预设的温度值，如果否，则停止对电池进行均衡的步骤之后，所述方法还包括：当所述电池的电压达到预设的校正电压或者各个电池之间的电压差值在预设的电压差值以内时，则停止对电池进行均衡。
作为本发明的进一步说明，根据监测模块监测到的电池的电量、电压及温度状态信息，所述控制模块还可控制均衡器及无线充电模块的开启时长。
其有益效果在于，本发明提供的电池均衡系统及方法，实现了对每一个电池单体是否需要进入电量均衡的判断，通过监测模块监测电池的荷电状态，然后利用无线充电技术就可以对电池进行充电均衡，无需外接充电线缆，提升了均衡效率，当电池的温度超出正常数值时，系统会自动停止均衡，避免了较多电池单体同时均衡时出现热失衡的问题，可显著提高电池的安全可靠性，提高了电池的能量使用效率，提升了电池的使用寿命。
附图说明
图1是本发明所述电池均衡系统的结构示意图；
图2是本发明的工作流程图；
具体实施方式
首先说明一下本发明的设计初衷，电池组在使用过程中会出现过度充放电的情况，各个电池之间能量的利用不均衡，这对电池组来说有害的，影响电池的使用寿命，因此对电池组进行均衡控制是十分有必要，本发明就是为了解决这些问题而设计。
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-2所示，本发明提供了一种利用无线充电技术的电池均衡系统及方法：
首先说明一下电池均衡系统，该电池均衡系统用于均衡电池的电量，其包括：多个串联连接的电池组成电池组，且每个电池上都设置有无线线圈；监测模块，用于分别获取多个电池的电量、电压及温度信息；无线充电模块，设置于用于装载多个电池的电池箱外部，配合无线线圈用于给多个电池充电；均衡器，根据监测模块监测到的电量信息，调整充放电电流的大小；控制模块，根据检测模块获取的电池电量信息，与预设的电量信息进行比较，获取的电量信息小于预设的电量信息则判断该电池为待均衡电池，然后控制无线充电模块在电池箱的外部给待均衡电池进行无线充电以均衡。
其中，上述组件中，监测模块设置于多个电池中的单体电池上，且其与控制模块通讯连接，无线充电模块和均衡器分别与控制模块通讯连接，均衡器与无线充电模块电性连接；控制模块根据监测模块的监测到的参数信息确定多个电池中有单体电池需要开启均衡时，控制均衡器和无线充电模块对单体电池进行均衡处理，控制模块还可根据监测模块获取的各个电池的电压信息，如果电池的电压与其他电池的电压之间的电压差值大于预设的电压阔值，则判断电池不均衡，后面会控制均衡器和无线充电模块对电池进行均衡处理。
基于本发明提供的电池均衡系统，接下来对该系统的实际工作方法进行说明，该方法包括以下步骤：
步骤S1：通过监测模块实时检测每个电池的电量、电压及温度信息，并及信息实时反馈给控制模块，如果电池的温度在预设的范围内，则转到步骤S2，若监测到电池的温度高于低于预设的温度值，则停止对电池进行均衡，其中在这步骤之后，当监测到电池的电压达到预设的校正电压或者各个电池之间的电压差值在预设的电压差值以内时，也会停止对电池进行均衡；
步骤S2：控制模块根据监测模块反馈的信息，综合归纳处理，电量与预设的电量进行比较，若某块电池的电量小于预设的电量，或某块电池的电压与其他电池的电压之间的差值大于预设的电压差，则控制模块开始控制均衡器给无线充电模块供应充电电流；
步骤S3：无线充电模块配合无线线圈给电池盒内的相应的电池进行无线充电以均衡，同时监测模块实时监测充电电流的大小；
步骤S4：充电过程中根据监测模块反馈给控制模块的电池电量信息，若小于10％，则进入快充模式，若电量达到预设电量的90％，则控制模块控制均衡器调节供给无线充电模块的充电电流的大小，进入慢充模式，防止电池过充，在充电均衡的过程中，根据监测模块监测到的电池的电量、电压及温度状态信息，控制模块还可控制均衡器及无线充电模块的开启时长；
步骤S5：当电池的电量达到预设的电量时，控制模块控制均衡器停止给无线充电模块供电，停止对电池进行均衡。
在步骤S4中，根据监测模块监测到的电池的电量、电压及温度状态信息，控制模块还可控制均衡器及无线充电模块的开启时长，以达到控制慢充和快充时间的目的，温度越低，充电的速度越快，以保护电池，防止其过度充电，提升电池的使用寿命。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用无线充电技术的电池均衡系统，其特征在于，所述电池均衡系统用于均衡所述电池的电量，其包括：
多个串联连接的电池，且每个电池上都设置有无线线圈；
监测模块，用于分别获取所述多个电池的电量、电压及温度信息；
无线充电模块，设置于用于装载所述多个电池的电池箱外部，配合所述无线线圈用于给所述多个电池充电；
均衡器，根据所述监测模块监测到的电量信息，调整充放电电流的大小；
控制模块，根据所述检测模块获取的电池电量信息，与预设的电量信息进行比较，获取的所述电量信息小于所述预设的电量信息则判断该电池为待均衡电池，然后控制所述无线充电模块在电池箱的外部给待均衡电池进行无线充电以均衡。
2.根据权利要求1所述的一种利用无线充电技术的电池均衡系统，其特征在于，所述监测模块设置于所述多个电池中的单体电池上，且其与所述控制模块通讯连接，所述无线充电模块和所述均衡器分别与所述控制模块通讯连接，所述均衡器与所述无线充电模块电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种利用无线充电技术的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块还可根据所述监测模块获取的各个电池的电压信息，如果电池的电压与其他电池的电压之间的电压差值大于预设的电压阔值，则判断所述电池不均衡。
4.根据权利要求1所述的一种利用无线充电技术的电池均衡系统，其特征在于，所述控制模块根据所述监测模块的监测到的参数信息确定所述多个电池中有单体电池需要开启均衡时，控制所述均衡器和所述无线充电模块对单体电池进行均衡处理。
5.一种利用无线充电技术的电池均衡方法，应用于电池均衡系统，其特征在于，包括多个串联连接的电池、监测模块、无线充电模块、均衡器和控制模块，所述多个电池上都设置有无线线圈，该方法包括以下步骤：
S1：通过监测模块实时检测每个电池的电量、电压及温度信息，并及信息实时反馈给控制模块，如果电池的温度在预设的范围内，则转到步骤S2；
S2：控制模块根据监测模块反馈的信息，综合归纳处理，电量与预设的电量进行比较，若某块电池的电量小于预设的电量，或某块电池的电压与其他电池的电压之间的差值大于预设的电压差，则控制模块开始控制均衡器给无线充电模块供应充电电流；
S3：无线充电模块配合无线线圈给电池盒内的相应的电池进行无线充电以均衡，同时监测模块实时监测充电电流的大小；
S4：充电过程中根据监测模块反馈给控制模块的电池电量信息，若电量达到预设电量的90％，则控制模块控制均衡器调节供给无线充电模块的充电电流的大小，进入慢充模式，若小于10％，则进入快充模式；
S5：当电池的电量达到预设的电量时，控制模块控制均衡器停止给无线充电模块供电，停止对电池进行均衡。
6.根据权利要求5所述的一种利用无线充电技术的电池均衡方法，其特征在于，所述监测模块监测所述电池的温度是否低于预设的温度值，如果否，则停止对电池进行均衡。
7.根据权利要求5所述的一种利用无线充电技术的电池均衡方法，其特征在于，所述监测模块监测所述电池的温度是否低于预设的温度值，如果否，则停止对电池进行均衡的步骤之后，所述方法还包括：当所述电池的电压达到预设的校正电压或者各个电池之间的电压差值在预设的电压差值以内时，则停止对电池进行均衡。
8.根据权利要求5所述的一种利用无线充电技术的电池均衡方法，其特征在于，根据监测模块监测到的电池的电量、电压及温度状态信息，所述控制模块还可控制均衡器及无线充电模块的开启时长。
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