一種電動汽車自調控動態均衡動力電池的製作方法

2023-12-03 20:21:41 1

本實用新型涉及電動汽車動力電池技術領域，尤其涉及一種電動汽車自調控動態均衡動力電池。

背景技術：

目前電動汽車動力電池採用串並聯多個電池單體的連接方式，使動力電池存在木桶效應，而易於產生均衡故障，從而使電池容量降低，使用壽命縮短。現有電動汽車動力電池採用的均衡調控技術，將電池內過電電池單體與電阻等耗電元件相連通以消耗多餘電量，以與其他電池單體均衡匹配。由於放電過程較長，影響均衡調控效率，從而導致電池單體間不均衡程度惡化，進一步加大了均衡調控難度。

技術實現要素：

本實用新型提供一種電動汽車自調控動態均衡動力電池，以解決上述現有技術不足。通過動態巡檢不斷篩選出同一電池組中最大電壓和最小電壓的電池單體進行並聯，以實現組內自均衡調控，從而避免外接電阻進行放電產生的能量損耗。且由於過電電池單體的放電和缺電電池單體的充電同時進行，有利於縮短均衡調控時間，提高均衡調控效率，更精確的維持電池組內各電池單體的電壓均衡，以便延長電動汽車動力電池的使用壽命。

為了實現本實用新型的目的，擬採用以下技術：

一種電動汽車自調控動態均衡動力電池，其特徵在於，由若干電池組並聯構成，所述電池組由若干電池單體串聯構成，所述電池單體通過串聯主路與相鄰的第一個所述電池單體相連，通過串聯支路與相鄰的第二個所述電池單體相連，通過檢測電路與電池管理系統相連，通過保護電路與自均衡電路相連，所述串聯主路設有與主路開關陣列控制器相連的主路開關，所述串聯支路設有與支路開關陣列控制器相連的支路開關，所述保護電路輸入端設有與調控開關陣列控制器相連的均衡開關，所述電池管理系統、所述主路開關陣列控制器、所述支路開關陣列控制器和所述調控開關陣列控制器分別與微控制器相連。

進一步，所述電池單體採用鋰電池。

進一步，所述保護電路採用鋰電池充電保護集成電路。

進一步，所述自均衡電路採用並聯穩壓電路。

進一步，所述電池組至少為4個。

進一步，所述電池單體至少為40個。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過動態巡檢不斷篩選出同一電池組中最大電壓和最小電壓的電池單體進行並聯，以實現組內自均衡調控，從而避免外接電阻進行放電產生的能量損耗。且由於過電電池單體的放電和缺電電池單體的充電同時進行，有利於縮短均衡調控時間，提高均衡調控效率，更精確的維持電池組內各電池單體的電壓均衡，以便延長電動汽車動力電池的使用壽命。

附圖說明

圖1示出了本實用新型電池單體的結構框架圖。

圖2示出了實施例中本實用新型電池組的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種電動汽車自調控動態均衡動力電池，由若干電池組1並聯構成。所述電池組1由若干電池單體2串聯構成。串聯一定數量的所述電池單體2用以提供充足的動力電壓。並聯一定數量的所述電池組1用以提供充足電量，且有利於所述電池組1間進行自發均衡調控。

所述電池單體2通過串聯主路3與相鄰的第一個所述電池單體2相連。所述串聯主路3用於正常供電。

所述電池單體2通過串聯支路4與相鄰的第二個所述電池單體2相連。所述串聯支路4用於在所述電池單體2需要進行組內自均衡時，將該所述電池單體2自所述串聯主路3內剔除，同時保證剩餘的所述串聯主路3的連通。

所述串聯主路3設有與主路開關陣列控制器91相連的主路開關101。所述串聯支路4設有與支路開關陣列控制器92相連的支路開關102。所述主路開關101和所述支路開關102分別在所述主路開關陣列控制器91和所述支路開關陣列控制器92的控制下，協同工作，實現與其相連的所述電池單體2在所述串聯主路3內的連通或剔除。

所述電池單體2通過檢測電路5與電池管理系統8相連。所述檢測電路5用於定時檢測其對應的所述電池單體2的電壓情況，並將結果向所述電池管理系統8上報。所述電池管理系統8對結果進行篩選，確定出所述電池組1內電壓最大和最小的兩個所述電池單體2進行自均衡。

所述電池單體2通過保護電路6與自均衡電路7相連。所述保護電路6在所述電池單體2進行自均衡充放電時提供過壓、過流保護，以避免所述電池單體2受損。通過所述自均衡電路7，使過電電池單體的放電和缺電電池單體的充電同時進行，有利於縮短均衡調控時間，提高均衡調控效率。

所述保護電路6輸入端設有與調控開關陣列控制器93相連的均衡開關103。所述均衡開關103在所述調控開關陣列控制器93的控制下調控所述保護電路6與所述自均衡電路7的連通情況。

所述電池管理系統8、所述主路開關陣列控制器91、所述支路開關陣列控制器92和所述調控開關陣列控制器93分別與微控制器11相連。所述微控制器11接收所述電池管理系統8的指令後，對所述主路開關陣列控制器91、所述支路開關陣列控制器92和所述調控開關陣列控制器93進行相應自動化調控。

所述電池單體2採用鋰電池。技術成熟、安全性高、成本低。

所述保護電路6採用鋰電池充電保護集成電路。技術成熟，安全性高。

所述自均衡電路7採用並聯穩壓電路。所述電池單體2在所述自均衡電路7中進行並聯以實現自均衡，避免採用外接電阻進行放電產生的能量損耗。

所述電池組1至少為4個。所述電池單體2至少為40個。以便使用現有技術成熟的電池滿足電動汽車動力要求。

結合實施例闡述本實用新型具體實施方式如下：

1)如圖2所示，某一所述電池組1內的所述檢測電路5每30min巡檢對應的所述電池單體2的電壓，並將數據傳輸至所述電池管理系統8。

2)所述電池管理系統8篩選出該次巡檢中最小電壓電池單體2b和最大電壓電池單體2m進入所述自均衡電路7中進行均衡。

3)所述電池管理系統8將指令發送至所述微控制器11。

4)所述微控制器11首先調控所述主路開關陣列控制器91關閉所述電池單體2b和所述電池單體2m處的所述主路開關101；同時，所述微控制器11調控所述支路開關陣列控制器92開啟所述電池單體2b和所述電池單體2m輸入端相鄰的所述電池單體2(即電池單體2a和電池單體2l)輸出端的所述支路開關102。使所述電池單體2a與電池單體2c相連通，所述電池單體2l與電池單體2n相連通，所述電池單體2b和所述電池單體2m自所述串聯主路3中脫離。

5)隨後，所述微控制器11調控所述調控開關陣列控制器93開啟所述電池單體2b和所述電池單體2m的所述均衡開關103，所述電池單體2b和所述電池單體2m通過對應的所述保護電路6連入所述自均衡電路7中進行並聯均衡。

6)第二輪巡檢重複上述步驟1)～5)。區別在於在步驟4)進行的同時，所述微控制器11調控所述調控開關陣列控制器93關閉所述電池單體2b和所述電池單體2m的所述均衡開關103，調控所述支路開關陣列控制器92關閉所述電池單體2a和所述電池單體2l輸出端的所述支路開關102，調控所述主路開關陣列控制器91開啟所述電池單體2b和所述電池單體2m處的所述主路開關101，使所述電池單體2b和所述電池單體2m重新回到所述串聯主路3中。