本發(fā)明涉及新能源汽車動(dòng)力儲(chǔ)能電源領(lǐng)域，特別是涉及一種動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

蓄電池一般成組使用，由于制造和使用因素，蓄電池組中各個(gè)單體電池性能存在不一致性，而現(xiàn)有電池使用和維護(hù)是對(duì)整組蓄電池進(jìn)行的，由于不一致性的存在，導(dǎo)致蓄電池組中單體蓄電池在充電過程中存在個(gè)別電池充電不足的現(xiàn)象，從而影響蓄電池組的使用壽命。

動(dòng)力電池組在新能源汽車領(lǐng)域中，由于動(dòng)力電池組特有的電化學(xué)特性，即使出廠前廠家已經(jīng)通過生產(chǎn)工藝保證了電池的成組一致性，在傳統(tǒng)的串聯(lián)充電方式下充電仍會(huì)普遍存在效率低、壽命短的現(xiàn)象。因此，需要對(duì)充電后的動(dòng)力電池組進(jìn)行均衡維護(hù)，對(duì)電量不足的電池補(bǔ)充充電，使各個(gè)動(dòng)力電池的電壓達(dá)到同一水平，保證各個(gè)單體電池性能的一致性。

電池在快速充電的過程中多采用串聯(lián)充電，然而因?yàn)榇?lián)充電容易導(dǎo)致電池組的電壓不均衡，所以在均衡維護(hù)的過程中一般不再采用串聯(lián)充電的方式，而是采用并聯(lián)充電。然而采用并聯(lián)的手段進(jìn)行均衡維護(hù)，需要將N個(gè)動(dòng)力電池按序號(hào)分成奇數(shù)組和偶數(shù)組，采用奇數(shù)組和偶數(shù)組分別充電的方法，即奇數(shù)組充電時(shí)，偶數(shù)組停止充電，相反偶數(shù)組充電時(shí)，奇數(shù)組停止充電。然而該均衡充電方式在某一個(gè)時(shí)刻只能選擇對(duì)奇數(shù)組充電或?qū)ε紨?shù)組充電，充電效率過低，充電時(shí)間過長(zhǎng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)及方法，可以同時(shí)對(duì)每個(gè)電池進(jìn)行充電，提高了充電效率，減少了充電時(shí)間。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)處理裝置、電池信息采集裝置、充電器、充電控制裝置；各個(gè)動(dòng)力電池串聯(lián)連接在一起；各個(gè)所述充電器分別與各個(gè)所述動(dòng)力電池并聯(lián)連接，所述充電控制裝置與各個(gè)所述充電器的輸入端連接，并與供電電源的輸出端連接，用于在所述數(shù)據(jù)處理裝置的控制下，通斷各個(gè)所述充電器與所述供電電源的連接；所述電池信息采集裝置與每個(gè)動(dòng)力電池相連，用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理裝置控制所述充電控制裝置斷開所有所述充電器與所述供電電源的連接時(shí)，采集每個(gè)所述動(dòng)力電池的電壓信息，并將所述電壓信息輸出到所述數(shù)據(jù)處理裝置；所述數(shù)據(jù)處理裝置將每個(gè)所述動(dòng)力電池的電壓信息分別與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)所述電壓信息小于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制所述充電控制裝置導(dǎo)通對(duì)應(yīng)充電器與所述供電電源的連接。

可選的，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓。

可選的，所述系統(tǒng)還包括光電隔離裝置，所述光電隔離裝置的輸入端與所述數(shù)據(jù)處理裝置相連，輸出端與所述充電控制裝置相連，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理裝置輸出到所述充電控制裝置中的控制信號(hào)進(jìn)行電氣隔離。

可選的，所述系統(tǒng)還包括顯示裝置，所述顯示裝置采用觸摸屏，用于將所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓錄入所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中；還用于顯示所述電池信息采集裝置采集的所述動(dòng)力電池的電壓信息。

本發(fā)明還公開了一種動(dòng)力電池組均衡充電方法，應(yīng)用于動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)；所述方法包括：

在充電過程中，按照預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔定期控制所述充電控制裝置斷開所有所述充電器與所述供電電源的連接，使所述系統(tǒng)進(jìn)入停止充電時(shí)間；

在所述停止充電時(shí)間內(nèi)，控制所述電池信息采集裝置采集每個(gè)所述動(dòng)力電池的電壓信息；

在所述停止充電時(shí)間內(nèi)，將所述電壓信息與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對(duì)比，得到對(duì)比結(jié)果；

當(dāng)所述對(duì)比結(jié)果表示所述電壓信息小于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制所述充電控制裝置導(dǎo)通對(duì)應(yīng)的所述充電器與所述供電電源的連接，繼續(xù)充電；當(dāng)所述對(duì)比結(jié)果表示所述電壓信息大于或等于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制所述充電控制裝置持續(xù)斷開對(duì)應(yīng)的所述充電器與所述供電電源的連接，停止充電。

可選的，所述停止充電時(shí)間為0.1秒。

可選的，在所述按照預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔定期控制所述充電控制裝置斷開所有所述充電器與所述供電電源的連接，使所述系統(tǒng)進(jìn)入停止充電時(shí)間之前，還包括：

獲取所述預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔、所述停止充電時(shí)間和所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓；

將所述預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔、所述停止充電時(shí)間和所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中。

可選的，在所述當(dāng)所述對(duì)比結(jié)果表示所述電壓信息小于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制所述充電控制裝置導(dǎo)通對(duì)應(yīng)的所述充電器與所述供電電源的連接，繼續(xù)充電之后，還包括：

當(dāng)所述對(duì)比結(jié)果表示所述電壓信息大于或等于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電池的編號(hào)，標(biāo)記為滿電量電池；

當(dāng)所述系統(tǒng)再次進(jìn)入所述停止充電時(shí)間時(shí)，停止所述電池信息采集裝置采集所述滿電量電池的電壓信息。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：本發(fā)明公開的系統(tǒng)及方法，同時(shí)對(duì)所有電池充電，在停止充電的瞬間采集各個(gè)動(dòng)力電池的電壓信息，根據(jù)電壓信息判斷是否需要再進(jìn)行充電，提高了充電效率，同時(shí)避免了對(duì)儲(chǔ)能狀態(tài)為電量充滿狀態(tài)的電池持續(xù)充電所造成的電池?fù)p傷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明動(dòng)力電池組均衡充電方法實(shí)施例的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)及方法。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本發(fā)明動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

參見圖1，該動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)處理裝置1、電池信息采集裝置2、充電器3、充電控制裝置4；各個(gè)動(dòng)力電池5串聯(lián)連接在一起；各個(gè)所述充電器3分別與各個(gè)所述動(dòng)力電池5并聯(lián)連接，所述充電控制裝置4與各個(gè)所述充電器3的輸入端連接，并與供電電源6的輸出端連接，用于在所述數(shù)據(jù)處理裝置1的控制下，通斷各個(gè)所述充電器3與所述供電電源6的連接；所述電池信息采集裝置2與每個(gè)動(dòng)力電池5相連，用于當(dāng)所述數(shù)據(jù)處理裝置1控制所述充電控制裝置4斷開所有所述充電器3與所述供電電源6的連接時(shí)，采集每個(gè)所述動(dòng)力電池5的電壓信息，并將所述電壓信息輸出到所述數(shù)據(jù)處理裝置1；所述數(shù)據(jù)處理裝置1將每個(gè)所述動(dòng)力電池5的電壓信息分別與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)所述電壓信息小于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制所述充電控制裝置4導(dǎo)通對(duì)應(yīng)充電器3與所述供電電源6的連接。

可選的，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置7，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置7用于存儲(chǔ)所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓。各個(gè)型號(hào)的動(dòng)力電池的電壓上限是不同的，因此，預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓的設(shè)置與電池類型直接相關(guān)。例如，當(dāng)所述動(dòng)力電池為鐵鋰電池時(shí)，預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓在3.40V和3.65V之間；當(dāng)所述動(dòng)力電池為鋰離子電池時(shí)，預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓設(shè)置為2.80V和4.20V之間。

可選的，所述系統(tǒng)還包括光電隔離裝置8，所述光電隔離裝置8的輸入端與所述數(shù)據(jù)處理裝置1相連，輸出端與所述充電控制裝置4相連，用于對(duì)所述數(shù)據(jù)處理裝置1輸出到所述充電控制裝置4中的控制信號(hào)進(jìn)行電氣隔離。

可選的，所述系統(tǒng)還包括顯示裝置9，所述顯示裝置9采用觸摸屏，用于將所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓錄入所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置7中；還用于顯示所述電池信息采集裝置2采集的所述動(dòng)力電池5的電壓信息。

可選的，所述數(shù)據(jù)處理裝置1對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電的充電周期為5～30秒。

下面舉例說明動(dòng)力電池組均衡充電系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力電池組進(jìn)行充電的過程：

在該過程中，動(dòng)力電池組由串聯(lián)的24個(gè)動(dòng)力電池組成，與24個(gè)動(dòng)力電池對(duì)應(yīng)并聯(lián)連接有24個(gè)充電器。所述動(dòng)力電池的型號(hào)均為鋰離子電池，通過所述顯示裝置9的彩色觸摸屏將預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓設(shè)置為4.20V，并存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)處理裝置7中。將充電周期設(shè)置為10秒。

在充電過程中，數(shù)據(jù)處理裝置1每隔10秒就控制所述系統(tǒng)進(jìn)入停止充電時(shí)間，即控制所述充電控制裝置4斷開所有充電器3與供電電源6的連接，使所有充電器3處于停止充電狀態(tài)。在該實(shí)施例中，所述停止充電時(shí)間持續(xù)時(shí)長(zhǎng)為0.1s。在所述停止充電時(shí)間內(nèi)，當(dāng)所有充電器進(jìn)入停止充電狀態(tài)后，所述電池信息采集裝置2采集所有動(dòng)力電池的電壓信息，并將每個(gè)動(dòng)力電池的電壓信息分別與所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓(4.20V)做對(duì)比，記錄電壓信息大于或等于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓的電池序號(hào)，標(biāo)記為滿電量電池；記錄電壓信息小于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓的電池序號(hào)，標(biāo)記為虧電量電池；當(dāng)所述停止充電時(shí)間結(jié)束后，數(shù)據(jù)處理裝置1繼續(xù)進(jìn)入充電時(shí)間，即控制所述充電控制裝置4導(dǎo)通所述虧電量電池所對(duì)應(yīng)的充電器與供電電源6的連接，并且在后續(xù)的充電過程中，不再導(dǎo)通所述滿電量電池所對(duì)應(yīng)的充電器與供電電源6的連接。當(dāng)進(jìn)入下一個(gè)停止充電時(shí)間時(shí)，也不再對(duì)滿電量電池的電壓信息進(jìn)行采集。按照上述規(guī)律充電，直到所有電池的電量都充滿為止，即直到所有的電池都被標(biāo)記為滿電量電池后，發(fā)出提示信息，告知相關(guān)人員電量已充滿，并在顯示裝置上顯示電量充滿的提示。

本發(fā)明的停止充電時(shí)間和充電周期都可以通過所述顯示裝置9的彩色觸摸屏進(jìn)行設(shè)置，并存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置7中。

本發(fā)明的上述裝置，采用對(duì)每個(gè)電池分別進(jìn)行電壓信息采集的方式，并且在停止充電狀態(tài)下完成電壓信息的采集，使得獲取的電池電壓信息的精度高，準(zhǔn)確度高，保證了每個(gè)單體電池充電后的上限電壓的一致性與精確度。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了所有電池同時(shí)充電，電池采用串聯(lián)的連接方式，充電采用并聯(lián)的連接方式，實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)連接下的并聯(lián)充電，保證其中任意一個(gè)電池的電量充滿后，可以停止充電而不影響其他電池的正常充電，提高了充電效率。并且，本發(fā)明每個(gè)周期內(nèi)只有短暫的停止充電時(shí)間內(nèi)是不進(jìn)行充電的，比如只有0.1s，即不充電時(shí)間僅占用總充電時(shí)間的2％以內(nèi)，可見本發(fā)明的技術(shù)方案只有在極為短暫的時(shí)間內(nèi)是不進(jìn)行充電的，大大提高了充電效率。本發(fā)明進(jìn)入充電時(shí)間和進(jìn)入停止充電時(shí)間都是采用的同步控制，提高了系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的工作效率。

圖2為本發(fā)明動(dòng)力電池組均衡充電方法實(shí)施例的方法流程圖。

參見圖2，該動(dòng)力電池組均衡充電方法，所述方法包括：

步驟101：進(jìn)入停止充電時(shí)間：在充電過程中，按照預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔定期控制所述充電控制裝置斷開所有所述充電器與所述供電電源的連接，使所述系統(tǒng)進(jìn)入停止充電時(shí)間；

步驟102：采集電壓信息：在所述停止充電時(shí)間內(nèi)，控制所述電池信息采集裝置采集每個(gè)所述動(dòng)力電池的電壓信息；

步驟103：與預(yù)設(shè)值對(duì)比：在所述停止充電時(shí)間內(nèi)，將所述電壓信息與預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行對(duì)比，得到對(duì)比結(jié)果；

步驟104：控制繼續(xù)充電或停止充電：當(dāng)所述對(duì)比結(jié)果表示所述電壓信息小于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制所述充電控制裝置導(dǎo)通對(duì)應(yīng)的所述充電器與所述供電電源的連接，繼續(xù)充電；當(dāng)所述對(duì)比結(jié)果表示所述電壓信息大于或等于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制所述充電控制裝置持續(xù)斷開對(duì)應(yīng)的所述充電器與所述供電電源的連接，停止充電。

可選的，所述停止充電時(shí)間為0.1秒。

可選的，在所述按照預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔定期控制所述充電控制裝置斷開所有所述充電器與所述供電電源的連接，使所述系統(tǒng)進(jìn)入停止充電時(shí)間之前，還包括：

獲取所述預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔、所述停止充電時(shí)間和所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓；

將所述預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔、所述停止充電時(shí)間和所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓存儲(chǔ)到所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置中。

可選的，在所述當(dāng)所述對(duì)比結(jié)果表示所述電壓信息小于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，控制所述充電控制裝置導(dǎo)通對(duì)應(yīng)的所述充電器與所述供電電源的連接，繼續(xù)充電之后，還包括：

當(dāng)所述對(duì)比結(jié)果表示所述電壓信息大于或等于所述預(yù)設(shè)基準(zhǔn)電壓時(shí)，記錄對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電池的編號(hào)，標(biāo)記為滿電量電池；

當(dāng)所述系統(tǒng)再次進(jìn)入所述停止充電時(shí)間時(shí)，停止所述電池信息采集裝置采集所述滿電量電池的電壓信息。

本發(fā)明公開的系統(tǒng)及方法，同時(shí)對(duì)所有電池充電，在停止充電的瞬間采集各個(gè)動(dòng)力電池的電壓信息，根據(jù)電壓信息判斷是否需要再進(jìn)行充電，提高了充電效率，同時(shí)避免了對(duì)儲(chǔ)能狀態(tài)為電量充滿狀態(tài)的電池持續(xù)充電所造成的電池?fù)p傷。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。