CN112436565A - 一种锂电池系统主动均衡控制系统 - Google Patents

一种锂电池系统主动均衡控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112436565A
CN112436565A CN202011128372.4A CN202011128372A CN112436565A CN 112436565 A CN112436565 A CN 112436565A CN 202011128372 A CN202011128372 A CN 202011128372A CN 112436565 A CN112436565 A CN 112436565A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
battery
module
equalization
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202011128372.4A
Other languages
English (en)
Inventor
陈海明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiasen Electronic Technology Jiangsu Yancheng Co ltd
Original Assignee
Jiasen Electronic Technology Jiangsu Yancheng Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiasen Electronic Technology Jiangsu Yancheng Co ltd filed Critical Jiasen Electronic Technology Jiangsu Yancheng Co ltd
Priority to CN202011128372.4A priority Critical patent/CN112436565A/zh
Publication of CN112436565A publication Critical patent/CN112436565A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H01M10/441—Methods for charging or discharging for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0018—Circuits for equalisation of charge between batteries using separate charge circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锂电池系统主动均衡控制系统，均衡控制系统包括电池系统、采样模块、控制模块和均衡模块，所述采样模块、均衡模块分别与电池系统中的每个单体电池连接，所述的采样模块、均衡模块之间通过控制模块连接，对单体电池进行电压‑容量测试，当系统处于充电情况下选取容量为60%‑70%时的任一电压值A，作为单体最高电压预设值，当系统处于放电情况下选取容量为5%‑15%时的任一电压值B。本发明通过提前均衡中，利用电池电压平台效应，在平台区间内，单体电池电压变化慢，因此仅仅当电池组的最高单体电池电压达到预设电压时才判断单体电池是否需要均衡以及合理选择均衡压差值，从而在对电池组进行均衡，提高锂电池工作的稳定性。

Description

一种锂电池系统主动均衡控制系统
技术领域
本发明涉及一种锂电池系统主动均衡控制系统。
背景技术
随着能源危机和环境污染问题的日趋严重,新能源技术正处在高速发展阶段,全世界对新能源技术的需求也更加迫切。锂电池由于具有电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电少等性能优点，在航天、军工、可再生能源系统储能等大型应用环境中得到了广泛的应用。通常储能用电池电压高，需要将大量的单体电池串联起来，由于电池在出厂前制造和化工筛选工艺原因，不能保证单体电池出厂时各项参数一致；另外电池单体在使用中位置不同，工作温度存在一定的差异，导致电池自放电率不一致；同时，串联电池组在充放电过程中，由于每个单体所处环境的不一致导致其库伦效率不一致，则电池不同单体实际充电容量和放电容量会存在差异。
目前，常见的电池组均衡包括能耗型和非能耗型，其中能耗型可通过消耗电量高的电池单体的能量以达到整体均衡的目的，虽然有效的实现了锂电池组的均衡，但浪费了能量，同时增加了热管理负担，不符合节能环保的要求。非能耗型均衡电路结构及控制方法相对复杂，导致电池组的均衡难以兼顾快速性、稳定性及高效性，于是需要一套实用有效的控制系统来改善其性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂电池系统主动均衡控制系统，解决了现有技术中锂电池组工作稳定性差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种锂电池系统主动均衡控制系统，均衡控制系统包括电池系统、采样模块、控制模块和均衡模块，所述采样模块、均衡模块分别与电池系统中的每个单体电池连接，所述的采样模块、均衡模块之间通过控制模块连接，对单体电池进行电压-容量测试，当系统处于充电情况下选取容量为60%-70%时的任一电压值A，作为单体最高电压预设值，当系统处于放电情况下选取容量为5%-15%时的任一电压值B，作为单体最低电压预设值，采集模块获得每个单体电池电压，利用控制模块得出最大单体电压与最小单体电压之间的差值，同时得出电池组最大平均电压与最小平均电压之间的差值；当系统处于充电情况下且单体最高电池电压达到A点电压时，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电；当系统处于放电情况下且单体最低电池电压达到B点电压时，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电。
优选的，所述电池系统由若干个电池组组成，每个所述的电池组由若干个单体电池组成，均衡模块通过均衡电路对每个单体电池进行独立的充放电。
优选的，所述单体电池进行电压-容量测试，选取容量为65%时的电压值A，作为充电时单体最高电压预设值，选取容量为10%时的电压值B，作为放电时单体最低电压预设值。
优选的，所述能量的双向级联传递，最终使系统单体电池最高与最低电压的差值小于，从而实现所有的电池达到均衡。
优选的，所述均衡电路对单体最高电池电压进行放电，最高电池单体能量转移到该单体电池组中；对单体最低电池电压进行充电，是通过将该单体电池所处电池组中的组能量转移到该最低单体电池中，最终达到均衡状态。
优选的，所述发出指令到均衡模块，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电。
本发明至少具备以下有益效果：
1.通过提前均衡中，利用电池电压平台效应，在平台区间内，单体电池电压变化慢，因此仅仅当电池组的最高单体电池电压达到预设电压时才判断单体电池是否需要均衡以及合理选择均衡压差值，从而在对电池组进行均衡，提高锂电池工作的稳定性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
一种锂电池系统主动均衡控制系统，均衡控制系统包括电池系统、采样模块、控制模块和均衡模块，采样模块、均衡模块分别与电池系统中的每个单体电池连接，的采样模块、均衡模块之间通过控制模块连接，对单体电池进行电压-容量测试，当系统处于充电情况下选取容量为60%-70%时的任一电压值A，作为单体最高电压预设值，当系统处于放电情况下选取容量为5%-15%时的任一电压值B，作为单体最低电压预设值，采集模块获得每个单体电池电压，利用控制模块得出最大单体电压与最小单体电压之间的差值，同时得出电池组最大平均电压与最小平均电压之间的差值；当系统处于充电情况下且单体最高电池电压达到A点电压时，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电；当系统处于放电情况下且单体最低电池电压达到B点电压时，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电；
电池系统由若干个电池组组成，每个的电池组由若干个单体电池组成，均衡模块通过均衡电路对每个单体电池进行独立的充放电，单体电池进行电压-容量测试，选取容量为65%时的电压值A，作为充电时单体最高电压预设值，选取容量为10%时的电压值B，作为放电时单体最低电压预设值，能量的双向级联传递，最终使系统单体电池最高与最低电压的差值小于，从而实现所有的电池达到均衡，均衡电路对单体最高电池电压进行放电，最高电池单体能量转移到该单体电池组中；对单体最低电池电压进行充电，是通过将该单体电池所处电池组中的组能量转移到该最低单体电池中，最终达到均衡状态，发出指令到均衡模块，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电。
以上显示和描述了本发明的基本原理、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的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.一种锂电池系统主动均衡控制系统，其特征在于，均衡控制系统包括电池系统、采样模块、控制模块和均衡模块，所述采样模块、均衡模块分别与电池系统中的每个单体电池连接，所述的采样模块、均衡模块之间通过控制模块连接，对单体电池进行电压-容量测试，当系统处于充电情况下选取容量为60%-70%时的任一电压值A，作为单体最高电压预设值，当系统处于放电情况下选取容量为5%-15%时的任一电压值B，作为单体最低电压预设值，采集模块获得每个单体电池电压，利用控制模块得出最大单体电压与最小单体电压之间的差值，同时得出电池组最大平均电压与最小平均电压之间的差值；当系统处于充电情况下且单体最高电池电压达到A点电压时，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电；当系统处于放电情况下且单体最低电池电压达到B点电压时，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池系统主动均衡控制系统，其特征在于，所述电池系统由若干个电池组组成，每个所述的电池组由若干个单体电池组成，均衡模块通过均衡电路对每个单体电池进行独立的充放电。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池系统主动均衡控制系统，其特征在于，所述单体电池进行电压-容量测试，选取容量为65%时的电压值A，作为充电时单体最高电压预设值，选取容量为10%时的电压值B，作为放电时单体最低电压预设值。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池系统主动均衡控制系统，其特征在于，所述能量的双向级联传递，最终使系统单体电池最高与最低电压的差值小于，从而实现所有的电池达到均衡。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池系统主动均衡控制系统，其特征在于，所述均衡电路对单体最高电池电压进行放电，最高电池单体能量转移到该单体电池组中；对单体最低电池电压进行充电，是通过将该单体电池所处电池组中的组能量转移到该最低单体电池中，最终达到均衡状态。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池系统主动均衡控制系统，其特征在于，所述发出指令到均衡模块，通过均衡电路对单体最高电池电压进行放电，对单体最低电池电压进行充电。
CN202011128372.4A 2020-10-21 2020-10-21 一种锂电池系统主动均衡控制系统 Withdrawn CN112436565A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011128372.4A CN112436565A (zh) 2020-10-21 2020-10-21 一种锂电池系统主动均衡控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011128372.4A CN112436565A (zh) 2020-10-21 2020-10-21 一种锂电池系统主动均衡控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112436565A true CN112436565A (zh) 2021-03-02

Family

ID=74695763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011128372.4A Withdrawn CN112436565A (zh) 2020-10-21 2020-10-21 一种锂电池系统主动均衡控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112436565A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114122538A (zh) * 2021-11-09 2022-03-01 浙江浙能技术研究院有限公司 一种锂电池管理系统均衡启动与均衡结束方法
CN115296357A (zh) * 2022-07-05 2022-11-04 合肥哈工焕一新能源技术有限公司 一种锂电池主动均衡系统及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114122538A (zh) * 2021-11-09 2022-03-01 浙江浙能技术研究院有限公司 一种锂电池管理系统均衡启动与均衡结束方法
CN114122538B (zh) * 2021-11-09 2023-10-03 浙江浙能技术研究院有限公司 一种锂电池管理系统均衡启动与均衡结束方法
CN115296357A (zh) * 2022-07-05 2022-11-04 合肥哈工焕一新能源技术有限公司 一种锂电池主动均衡系统及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105449740B (zh) 一种储能锂电池主动均衡控制系统及控制方法
WO2023184700A1 (zh) 基于动态可重构电池网络的电池系统充放电控制方法
CN112436565A (zh) 一种锂电池系统主动均衡控制系统
CN102891519A (zh) 一种电池组均衡电路
CN211296261U (zh) 用于锂电池串联电芯的主动式电压均衡电路
CN116338477A (zh) 一种电池膨胀力影响因素测试及分析方法
CN113125973A (zh) 快速判断水系钠离子电池组内电池性能一致性的检测方法
CN105932346A (zh) 一种模块化梯次利用储能电池控制方法
CN110729781B (zh) 以电荷量差值为均衡判据的锂电池组均衡控制方法
CN202888901U (zh) 一种电池组均衡电路
CN202309119U (zh) 单电感式蓄电池组均衡电路
CN108767940B (zh) 一种串联充电电池并联充电主动均衡装置及主动均衡方法
CN107590617B (zh) 一种基于可信度推理模型的电池组均衡方法
CN111327088A (zh) 一种电池系统、均衡方法及装置
CN102332619B (zh) 可控电池模块
CN111463504A (zh) 一种用于电池模块维护的均衡算法
CN110739747B (zh) 一种电池组的均衡控制方法
CN114726076A (zh) 一种高效能、低成本微纳卫星能源模块
CN102088200A (zh) 一种电动车的太阳能主动均衡蓄电池装置
Yu et al. Research on energy storage technology of lead-acid battery based on “reduction and resource utilization”
CN112271784A (zh) 一种防爆锂电池电源装置多箱并联soc均衡控制系统
CN112350413A (zh) 一种针对退役电池的多端口大电流均衡装置及其控制方法
CN112165130A (zh) 一种充放自主可控的伺服动力电源及其实现方法
Miao et al. Research on Bidirectional Active Equalization Control Strategy of Lithium Battery Pack for Energy Storage
CN201985564U (zh) 一种电动车的太阳能主动均衡蓄电池装置及电动车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20210302