專利名稱：二次電池組電池容量均衡方法
技術領域：
本發(fā)明屬于二次電池組技術，具體一種由于單體電池存在的差異而導致容量不均
衡的二次電池組電池容量均衡方法。
背景技術：
基于目前的動力電池技術與制造工藝水平，電池單體之間的性能差異在其整個壽 命周期里客觀存在，這就導致了二次電池組中由于某一節(jié)或幾節(jié)電池容量的不均衡而影響 整個電池組的性能，嚴重情況下可能導致整個電池組崩潰，為此我們迫切需要對電池組中 各個電池單體進行均衡處理。目前已經存在的均衡措施有兩種，一種是先將單個電池直接 串聯(lián)然后將其并聯(lián)；另一種是先將單個電池并聯(lián)然后再串聯(lián)。這兩種方案都存在一定的不 妥之處，對于前一種電池組均衡方案，如果某個單個電池(i， j)(注(i， j)表示第i行，第 j列的電池)容量下降，會導致除第j列的所有列電池均向第j列無限流的充電，這種無限 流的充電嚴重情況下會導致這一路電池全部損壞；后一種電池組均衡方案，也同樣存在與 前一種方案相同的問題，如果電池(i，j)容量下降，則會導致第i行所有電池均向該電池無 限流的充電，嚴重情況下會損壞改電池，同時電池((i + l， j)也會有類似情況發(fā)生，導致產 生連鎖式反映，使得第i行以后(包括第i行)的第j列所有電池均會損壞。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對上述技術的不足，提供一種能有效均衡二次電池組的容量、 提高電池組的使用壽命、降低蓄電池的更換成本的二次電池組電池容量均衡方法。
本發(fā)明的技術方案如下 —種二次電池組電池容量均衡方法，其特征在于 在二次電池組中每節(jié)蓄電池的節(jié)點間都用一個相同電阻R相連，形成平衡電阻網(wǎng) 絡，該均衡電阻網(wǎng)絡起到雙重作用均衡和限流。
本發(fā)明均衡電阻網(wǎng)絡連接方式可以是 每一行的首末兩個電池節(jié)點分別只與一個電阻相連，中間的電池節(jié)點均與兩個電 阻相連；電阻的個數(shù)(r)與每行節(jié)點個數(shù)(n)的關系為r = n_l ; 每一行電池的每個節(jié)點分別只與一個電阻相連，所有電阻的另一端接在一個公共 節(jié)點上，形成星形連接方式，電阻的個數(shù)(r)與每行節(jié)點個數(shù)(n)的關系為r = n ;
每一行的任意兩個電池節(jié)點都有一個電阻與其相連，形成三角形連接方式，電阻 的個數(shù)(r)與每行節(jié)點個數(shù)(n)的關系為
<formula>formula see original document page 3</formula> 本發(fā)明采用均衡電阻網(wǎng)絡，在二次電池組中每節(jié)電池的節(jié)點間都用一個相同電阻 相連，形成平衡電阻網(wǎng)絡；提高了電池組的使用壽命，降低蓄電池的更換成本。
本發(fā)明與傳統(tǒng)二次電池均衡措施相比，此電阻網(wǎng)絡有以下優(yōu)點 1)、當電池(i， j)容量下降時，則第i行其他電池都向電池(i， j)充電，一方面起 到均衡同一行各個電池的容量，同時電阻也起到一定的限流作用，不至于充電電流太大而 損壞電池。 2)、如果均衡電阻網(wǎng)絡中的電阻選用PTC電阻，當其中一節(jié)或多節(jié)電池容量出現(xiàn) 嚴重衰退時，還可以起到保護保護其他正常電池的作用。 3)、采樣電阻網(wǎng)絡，尤其星型和三角形兩種電阻網(wǎng)絡，還起到便于采樣檢測的作用。
圖1為現(xiàn)有技術的先串后并二次電池連接方式。
圖2為現(xiàn)有技術的先并后串二次電池連接方式。
圖3為加入均衡電阻網(wǎng)絡連接圖。
圖4為本發(fā)明均衡電阻網(wǎng)絡普通連接方式示意圖。
圖5為本發(fā)明均衡電阻網(wǎng)絡星型連接方式示意圖。
圖6為本發(fā)明均衡電阻網(wǎng)絡三角形連接方式示意圖。
圖中il、i2、i3、i4、i5……，為均衡電阻網(wǎng)絡各個節(jié)點。
具體實施例方式
如圖1所示，傳統(tǒng)先串后并二次電池連接方式，二次電池總的容量為C總二 min(Cll， C21，......， Cml)+min(C12， C22，......， Cm2)+......+min(Cln，
C2n，......， CmrO 上式中Cij(i = 1，2， ， m;j = 1，2， ， n)為電池(i， j)的視容量(即
電池實際容量)。 如果某個單個電池(i， j)(注(i， j)表示第i行，第j列的電池)容量下降，會導 致除第j列的所有列電池均向第j列無限流的充電，這種無限流的充電嚴重情況下會導致 這一路電池全部損壞。 如圖2所示，傳統(tǒng)先并后串二次電池連接方式，二次電池組總的容量為C總 =min{(Cll+C12+，......， +Cln) ， (C21+C22+，......， +C2n)，......，
min(Cml， Cm2，......， Cmn)} 由于此種情況下，如果有一節(jié)電池出現(xiàn)容量衰退，則會不斷地惡化，使得該行電池 容量不斷下降，最終會使得總容量減到零。 如圖3所示，對于接入均衡網(wǎng)絡方式的二次電池組，二次電池總的容量與先并后 串的基本類似，總容量為 C總 =min{n*average(Cll， C12，......， Cln) ， n*average (C21， C22，......，
C2n) ，......， n氺average (Cml， Cm2，......， Cmn)} 式中average(Cll， C12，......， Cln)是指括號內n個電量求平均值。由于接入
了均衡網(wǎng)絡，最后各行電池容量達到均衡，這樣求出的總電量顯然要比傳統(tǒng)方式要大。
如圖4為均衡電阻網(wǎng)絡普通連接方式，每一行的首末兩個電池節(jié)點分別只與一個
4電阻相連，中間的電池節(jié)點均與兩個電阻相連；電阻的個數(shù)(r)與每行節(jié)點個數(shù)(n)的關系 為r = n_l ; 如圖5為均衡電阻網(wǎng)絡星型連接方式，每一行電池的每個節(jié)點分別只與一個電阻 相連，所有電阻的另一端接在一個公共節(jié)點上，形成星形連接方式，電阻的個數(shù)(r)與每行 節(jié)點個數(shù)(n)的關系為r = n ; 如圖6為均衡電阻網(wǎng)絡三角形連接方式，每一行的任意兩個電池節(jié)點都有一個電 阻與其相連，即多邊形的每條邊和內角線均接入一個電阻(R)，形成三角形連接方式，電阻 的個數(shù)(r)與每行節(jié)點個數(shù)(n)的關系為
<formula>formula see original document page 5</formula> 上面三種電阻網(wǎng)絡各自之間也有優(yōu)缺點，對于普通連接方式，只能起到均衡作用， 由于任意兩個節(jié)點之間的電阻值不相同，不利于以后進行數(shù)據(jù)采集。而星型連接和三角形 連接基本類似，任意兩個節(jié)點之間的電阻值均相同，適合于數(shù)據(jù)采集。只不過，星型連接的 任意兩個節(jié)點之間的電阻值為2R(R為均衡電阻網(wǎng)絡中每個電阻值)，而三角形連接的任意 兩個節(jié)點之間的電阻值小于單個電阻值R。當其中一節(jié)電池(i， j)出現(xiàn)容量衰退時，其他 各路電池要向電池(i， j)充電，對于三角形連接方式，電流分路流入電池(i， j)，而對于星 型連接方式，連接到電池(i， j)上的電阻要承受來自所有其他電池電流總和，所以該方案 電阻功率的選擇要比三角形方式的電阻功率要大。
本發(fā)明均衡電阻網(wǎng)絡中電阻選取依據(jù) 1)、電阻種類如果只起到均衡作用，則電阻可以選擇普通電阻，只要功率選取適 當即可；如果想要起到保護作用，可以選擇PTC電阻。 2)、電阻參數(shù)對于三角形連接的電阻網(wǎng)絡，電阻功率的選擇取決于同一行兩個電 池之間的容量允許的最大差值，阻值的選擇取決于要求容量均衡的速度，容量差大，則電阻 選擇的功率也越大，要求均衡的速度越快，電阻阻值也要越小。對于普通連接和星型連接， 在均衡時，多路電流會流入同一個電阻，這是該電阻的所承受的電流能力要加大，所以其功 率的選擇要比三角形連接的要大。
權利要求
一種二次電池組電池容量均衡方法，其特征是在二次電池組中每節(jié)蓄電池的節(jié)點間都用一個相同電阻R相連，形成平衡電阻網(wǎng)絡。
2. 根據(jù)權利要求1所述的二次電池組電池容量均衡方法，其特征是平衡電阻網(wǎng)絡連 接方式采用每一行的首末兩個電池節(jié)點分別只與一個電阻相連，中間的電池節(jié)點均與兩個電阻相連，電阻的個數(shù)r與每行節(jié)點個數(shù)n的關系為r = n_l。
3. 根據(jù)權利要求1所述的二次電池組電池容量均衡方法，其特征是平衡電阻網(wǎng)絡連接方式采用星形連接方式，即每一行電池的每個節(jié)點分別只與一個電阻相連，所有電阻的另一端接在一個公共節(jié)點上，電阻的個數(shù)r與每行節(jié)點個數(shù)n的關系為r = n。
4. 根據(jù)權利要求1所述的二次電池組電池容量均衡方法，其特征是平衡電阻網(wǎng)絡 連接方式采用三角形連接方式，平衡電阻網(wǎng)絡連接方式采用星形連接方式，即每一行的 任意兩個電池節(jié)點都有一個電阻與其相連；電阻的個數(shù)r與每行節(jié)點個數(shù)n的關系為
全文摘要
本發(fā)明涉及二次電池技術領域，具體是一種二次電池組電池容量均衡方法，其特征是采用均衡電阻網(wǎng)絡，在二次電池組中每節(jié)電池的節(jié)點間都用一個相同電阻相連，形成平衡電阻網(wǎng)絡；平衡電阻網(wǎng)絡可以采用普通連接方式，也可采用星形連接方式和三角形連接方式。本發(fā)明有效均衡二次電池組電池容量，提高了電池組的使用壽命，降低蓄電池的更換成本。
文檔編號H01M2/20GK101719569SQ20091015476
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月4日 優(yōu)先權日2009年12月4日
發(fā)明者倪捷, 張芳勇, 胡繼紅, 陳文勝 申請人:浙江綠源電動車有限公司