被动均衡失效的控制电路及其控制方法
【专利摘要】本发明公开被动均衡失效的控制电路及其控制方法，该被动均衡失效控制电路用于控制被动均衡电路，被动均衡电路包括：多个串联的单体电池以及在每节单体电池上都并联有一个功率电阻和一个均衡开关形成一个并联回路；该被动均衡失效控制电路包括：微控制器、保险丝和电流传感器，电流传感器和保险丝都设置于并联回路中，微控制器被配置成连接于保险丝和电流传感器，根据保险丝和电流传感器的信号发出检测信号和维修信号。该被动均衡失效的控制电路及其控制方法克服了现有技术中的被动均衡失效控制电路的均衡失效无法被检测和控制的问题，实现了被动均衡失效检测与控制。
【专利说明】
被动均衡失效的控制电路及其控制方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及电池被动均衡控制的领域，具体地，涉及被动均衡失效的控制电路及其控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来，大容量锂电池组在电动汽车、储能等方面的应用越来越广泛。大容量锂电池组在使用时，常常通过单节电池进行串并联，以增加电池电压与容量，达到实际使用需求。由于锂电池单体在生产制造时以及使用过程中环境温度等因素的细微差别，导致随着循环次数的增加，锂电池组的不一致性会逐渐增大，加速电池衰减，因此需要均衡电路对其进行均衡。
[0003]当前一般采用旁路电阻耗能加开关控制的被动均衡方式对电池组进行均衡，但是这种均衡方式存在潜在失效的风险，被动均衡电路失效后，一般存在二种方式:一是均衡电路本身断路，不起作用；一种是开关烧结或被击穿短路，此时电池存在短路风险;最后一种是开关烧结或被击穿短路，但是接触电阻增大，导致电池持续均衡放电而被放空。目前均衡失效一般通过均衡电路器件本身的可靠性来保证，这就使得均衡失效无法被检测和控制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种被动均衡失效控制电路和方法，该被动均衡失效的控制电路及其控制方法克服了现有技术中的被动均衡失效控制电路的均衡失效无法被检测和控制的问题，实现了被动均衡失效检测与控制。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了一种被动均衡失效控制电路，该被动均衡失效控制电路用于控制被动均衡电路，所述被动均衡电路包括:多个串联的单体电池以及在每节所述单体电池上都并联有一个功率电阻和一个均衡开关形成一个并联回路；
[0006]该被动均衡失效控制电路包括:微控制器、保险丝和电流传感器，所述电流传感器和保险丝都设置于所述并联回路中，所述微控制器被配置成连接于所述保险丝和电流传感器，根据所述保险丝和电流传感器的信号发出检测信号和维修信号。
[0007]本发明还提供一种被动均衡失效的控制电路及其控制方法，该被动均衡失效的控制电路及其控制方法包括:使用权利要求1所述的被动均衡失效控制电路，
[0008]步骤I，在任意一个单体电池的电池容量超过其余单体电池中最大电池容量第一预设范围的情况下，该单体电池所在并联回路中的均衡开关吸合，通过功率电阻进行小电流放电耗能；
[0009]步骤2，当所述均衡开关断路时，所述电流传感器检测不到均衡电流，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员；
[0010]当所述均衡开关短路时，所述保险丝熔断，所述微控制器通过电流传感器检测到的瞬间大电流以及该单体电池的瞬间大的压降，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员；[0011 ]当所述均衡开关短路且所述保险丝不熔断时，所述微控制器通过电流传感器检测到持续的均衡电流，且判定均衡电流值不等于预设均衡电流值，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员。
[0012]优选地，所述均衡开关采用PffM控制开关。
[0013]优选地，所述电流传感器设置于所述功率电阻和所述保险丝之间。
[0014]通过上述的实施方式，本发明的被动均衡失效的控制电路及其控制方法可实时检测被动均衡电路是否失效，并能分辨出各种均衡失效模式，且可针对各种被动均衡失效模式，提供不同的解决方案，防止电池短路或被放空。
[0015]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0016]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0017]图1是说明本发明的一种被动均衡失效的控制电路的电路图。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0019]如图1所示，本发明提供一种被动均衡失效控制电路，该被动均衡失效控制电路用于控制被动均衡电路，所述被动均衡电路包括:多个串联的单体电池以及在每节所述单体电池上都并联有一个功率电阻和一个均衡开关形成一个并联回路；
[0020]该被动均衡失效控制电路包括:微控制器、保险丝和电流传感器，所述电流传感器和保险丝都设置于所述并联回路中，所述微控制器被配置成连接于所述保险丝和电流传感器，根据所述保险丝和电流传感器的信号发出检测信号和维修信号。
[0021 ]电流传感器为霍尔传感器，可以对均衡电流进行实时检测，并将电流值传给MCU。保险丝在均衡开关烧结导致电池短路时可及时熔断，防止出现安全风险。MCU获取霍尔传感器的均衡电流值，对各种均衡失效模型进行分辨，并给出不同的解决方式。
[0022]以下结合附图1对本发明进行进一步的说明，在本发明中，为了提高本发明的适用范围，特别使用下述的【具体实施方式】来实现。
[0023]本发明还提供一种被动均衡失效的控制电路及其控制方法，其特征在于，该被动均衡失效的控制电路及其控制方法包括:使用权利要求1所述的被动均衡失效控制电路，
[0024]步骤I，在任意一个单体电池的电池容量超过其余单体电池中最大电池容量第一预设范围的情况下，该单体电池所在并联回路中的均衡开关吸合，通过功率电阻进行小电流放电耗能；
[0025]步骤2，当所述均衡开关断路时，所述电流传感器检测不到均衡电流，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员；
[0026]当所述均衡开关短路时，所述保险丝熔断，所述微控制器通过电流传感器检测到的瞬间大电流以及该单体电池的瞬间大的压降，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员；
[0027]当所述均衡开关短路且所述保险丝不熔断时，所述微控制器通过电流传感器检测到持续的均衡电流，且判定均衡电流值不等于预设均衡电流值，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员。
[0028]通过上述的方式，可以及时的通知维护人员及时进行检测和维修，通过功率电阻进行小电流放电耗能，最终达到电池组一致的目的，均衡开关一般采用PWM控制。
[0029]在该种实施方式中，所述均衡开关采用PffM控制开关。
[0030]在该种实施方式中，为了方便电流的检测信号的提取，所述电流传感器设置于所述功率电阻和所述保险丝之间。
[0031]如图1所示，电池有η个，电池组中每节单体电池BI?Bn分别并联功率电阻Rl?Rn以及均衡开关Kl?Κη，组成被动均衡电路。电路中Ul?Un为电流传感器，Fl?Fn为保险丝，UO为MCU。以电池组中BI节单体电池均衡失效为例解释本发明提出的均衡失效检测与控制方式。当BI节电池容量明显高于其他电池节电池时，均衡开关Kl吸合，通过功率电阻Rl进行小电流放电耗能，最终达到电池组一致的目的，均衡开关一般采用PWM控制。
[0032]1、若此时均衡开关Kl损坏导致断路，电流传感器Ul将检测不到均衡电流，MCU将通知驾乘或维护人员及时进行检测和维修。
[0033]2、若此时均衡开关Kl烧结导致短路，电路中的均衡电流迅速放大，熔断保险丝Fl，防止BI节电池短路，出现安全风险，同时MCU通过电流传感器Ul检测到的瞬间大电流以及BI节电池的瞬间大的压降，分辨出均衡开关烧结短路而熔断保险丝Kl，并通知驾乘或维护人员及时进行检测和维修。
[0034]3、若此时均衡开关KI烧结，并导致接触内阻增大，同时均衡电流并不足以熔断保险丝Fl;此时MCU通过电流传感器Ul可检测到持续的均衡电流，并且均衡电流值与设计的均衡电流值不符，则MCU可分辨出均衡开关Kl烧结变为一个电阻导致均衡电路持续导通，并通知驾乘或维护人员及时进行检测和维修。
[0035]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0036]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0037]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1.一种被动均衡失效的控制电路，其特征在于，该被动均衡失效控制电路用于控制被动均衡电路，所述被动均衡电路包括:多个串联的单体电池以及在每节所述单体电池上都并联有一个功率电阻和一个均衡开关形成一个并联回路； 该被动均衡失效控制电路包括:微控制器、保险丝和电流传感器，所述电流传感器和保险丝都设置于所述并联回路中，所述微控制器被配置成连接于所述保险丝和电流传感器，根据所述保险丝和电流传感器的信号发出检测信号和维修信号。2.一种被动均衡失效的控制方法，其特征在于，该被动均衡失效的控制方法包括:使用权利要求1所述的被动均衡失效控制电路， 步骤I，在任意一个单体电池的电池容量超过其余单体电池中最大电池容量第一预设范围的情况下，该单体电池所在并联回路中的均衡开关吸合，通过功率电阻进行小电流放电耗能； 步骤2，当所述均衡开关断路时，所述电流传感器检测不到均衡电流，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员； 当所述均衡开关短路时，所述保险丝熔断，所述微控制器通过电流传感器检测到的瞬间大电流以及该单体电池的瞬间大的压降，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员； 当所述均衡开关短路且所述保险丝不熔断时，所述微控制器通过电流传感器检测到持续的均衡电流，且判定均衡电流值不等于预设均衡电流值，微控制器发送检测信号和维修信号至维护人员。3.根据权利要求2所述的被动均衡失效的控制方法，其特征在于，所述均衡开关采用PffM控制开关。4.根据权利要求2所述的被动均衡失效的控制方法，其特征在于，所述电流传感器设置于所述功率电阻和所述保险丝之间。
【文档编号】H02J7/00GK105871020SQ201610312794
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】余铿, 颛孙明明, 曾国建, 许海丽, 范晓东
【申请人】安徽锐能科技有限公司
文档序号 :
【 10505314 】
技术研发人员：余铿,颛孙明明,曾国建,许海丽,范晓东
技术所有人：安徽锐能科技有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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