電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法、裝置以及純電動汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法，包括：1）對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓；2）選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池，依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡；3）再次對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓；4）根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件，如是，則判定均衡結(jié)束，如否，則返回步驟2）。相應(yīng)地，提供一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置及純電動汽車。本發(fā)明所述電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法及裝置能夠簡單、有效地對磷酸鐵鋰電池進行電池容量均衡。
【專利說明】電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法、裝置以及純電動汽車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及純電動汽車電池系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法、裝置以及純電動汽車。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的純電動汽車一般采用鋰離子電池作為驅(qū)動力，鋰離子電池的正極材料有很多種，主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元聚合物、磷酸鐵鋰等，其中磷酸鐵鋰電池因具有安全性能高、壽命長、高溫性能好、容量大、無記憶效應(yīng)、重量輕、環(huán)保等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于純電動汽車中。
[0003]由于鋰離子單體電池的額定電壓只有3.2V，而能滿足純電動汽車使用的動力電池的額定電壓一般在300V以上，所以動力電池通常采用由多個鋰離子單體電池通過串并連組裝而成的電池包(即電池系統(tǒng))，故電池包內(nèi)的各個鋰離子單體電池之間的一致性差異會嚴重影響電池包的壽命等性能。
[0004]針對鋰離子電池本身的特性而言，電池包內(nèi)各個鋰離子單體電池的性能無法達到完全一致。首先，鋰離子電池的生產(chǎn)工藝本身就會造成各個鋰離子電池的容量不一致、電阻不一致和電壓不一致；其次，雖然在組裝電池包前都會對其中各個鋰離子單體電池進行篩選，以篩除一致性差的單體電池，從而加強了匹配度，但是電池包運行環(huán)境的不一致也會導(dǎo)致其中各個鋰離子單體電池之間的一致性差異增大；再次，電池包在使用過程中，由于其中各個鋰離子單體電池容量的衰減速度不同，各個鋰離子單體電池的內(nèi)阻不一致造成其工作溫度不同，因此導(dǎo)致各個鋰離子單體電池的放電深度不同，如此循環(huán)惡化，使得各個鋰離子單體電池初始性能參數(shù)的差異不斷累積并放大，導(dǎo)致電池包的性能不斷下降。
[0005]為了解決上述問題，現(xiàn)有技術(shù)提出了采用車載均衡器實現(xiàn)電池容量均衡的方案，但是這種方案不太適用于磷酸鐵鋰電池。因為磷酸鐵鋰電池的放電特性為:放電曲線上具有良好的放電平臺，且平臺段的電池容量約占總電池容量的80%，故電池容量與電池電壓或者其他易獲取的電池參數(shù)并無良好的對應(yīng)關(guān)系。如果采用現(xiàn)有的車載均衡器對磷酸鐵鋰電池進行電池容量實時均衡，則在均衡策略及均衡算法方面都提出了嚴格的要求，并且實時均衡要求每次均衡的電池容量較小，這就要求均衡算法一定要非常精確，不利于推廣應(yīng)用，因此現(xiàn)有方案不太適用于磷酸鐵鋰電池。
[0006]綜上，目前亟需一種針對磷酸鐵鋰電池進行電池容量均衡且簡單、有效的方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種能夠?qū)α姿徼F鋰電池進行電池容量均衡且簡單、有效的均衡方法、均衡裝置以及純電動汽車。
[0008]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:
[0009]所述電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法包括如下步驟:
[0010]I)對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓；
[0011]2)選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池，依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡；
[0012]3)再次對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓；
[0013]4)根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件，如是，則判定均衡結(jié)束，如否，則返回步驟2)。
[0014]優(yōu)選地，在步驟I)和步驟3)中，采用恒流恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電；
[0015]在步驟4)中，根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:
[0016]根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足電流截止條件，或者根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。
[0017]優(yōu)選地，在步驟I)和步驟3)中，采用恒流充電法或者恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電；
[0018]在步驟4)中，根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:
[0019]根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)
設(shè)的第一壓差。
[0020]優(yōu)選地，所述方法還包括對均衡結(jié)果進行驗證步驟，具體為:
[0021]5)在判定均衡結(jié)束時，對所述電池系統(tǒng)進行放電直至放電截止，并記錄放電截止時所有單體電池的電壓；
[0022]6)根據(jù)放電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差，如是，則判定驗證結(jié)束，如否，則選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池并更換為新電池。
[0023]本發(fā)明還提供一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置，所述電池系統(tǒng)包括多個單體電池，所述裝置包括:充電單元、第一記錄單元、第一選出單元、均衡單元和第一判斷單元；
[0024]所述充電單元用于對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止；
[0025]所述第一記錄單元用于記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓，并輸出至第一選出單元；
[0026]所述第一選出單元用于根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池；
[0027]所述均衡單元用于依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡；
[0028]所述充電單元還用于在均衡單元完成放電均衡后，繼續(xù)對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止；
[0029]所述第一記錄單元還用于記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓，并分別輸出至第一選出單元和第一判斷單元；
[0030]所述第一判斷單元用于根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件，如是，則判定均衡結(jié)束，如否，則第一選出單元、均衡單元、充電單元和第一記錄單元依次重復(fù)執(zhí)行各自工作，直至第一判斷單元判定均衡結(jié)束。
[0031]優(yōu)選地，所述充電單元采用恒流恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電；
[0032]所述第一判斷單元根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足電流截止條件，或者根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。
[0033]優(yōu)選地，所述充電單元采用恒流充電法或者恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電；
[0034]所述第一判斷單元根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。
[0035]優(yōu)選地，還包括:放電單元、第二記錄單元、第二判斷單元、第二選出單元和替換單元;
[0036]所述放電單元用于在第一判斷單元判定均衡結(jié)束時，對所述電池系統(tǒng)進行放電，直至放電截止；
[0037]所述第二記錄單元用于記錄放電截止時所有單體電池的電壓，并輸出至第二判斷單元；
[0038]所述第二判斷單元用于根據(jù)第二記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷放電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差，如是，則判定驗證結(jié)束，如否，則輸出信號至第二選出單元；
[0039]所述第二選出單元用于在接收到第二判斷單元輸出的信號后，選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池；
[0040]所述替換單元用于將第二選出單元選出的電壓偏低的各個單體電池更換為新電池。
[0041]優(yōu)選地，所述電池系統(tǒng)為磷酸鐵鋰體系的電池系統(tǒng)。
[0042]本發(fā)明還提供一種包括上述電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置的純電動汽車。
[0043]有益效果:
[0044]本發(fā)明所述電池系統(tǒng)(即電池包)的電池容量均衡方法及裝置，先對電池系統(tǒng)進行充電，然后在電池系統(tǒng)滿電的狀態(tài)下(即電池系統(tǒng)處于充電截止?fàn)顟B(tài)時)對其進行放電均衡，如此循環(huán)多次直至電池系統(tǒng)滿足均衡截止條件，以改善電池系統(tǒng)中各單體電池之間的一致性，可見本發(fā)明不需要非常精確地算法就能實現(xiàn)電池系統(tǒng)中各單體電池之間的容量均衡，操作簡單、效果好，還能夠延長電池系統(tǒng)的使用壽命，因而特別適用于磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0045]圖1為本發(fā)明實施例1所述電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法的流程圖；
[0046]圖2為本發(fā)明實施例1中采用恒流恒壓充電法對電池系統(tǒng)進行充電時的電壓波形和電流波形示意圖；[0047]圖3為本發(fā)明實施例2所述電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法的流程圖；
[0048]圖4為本發(fā)明實施例2中對電池系統(tǒng)進行充電前、后各單體電池的電壓值示意圖；
[0049]圖5為本發(fā)明實施例2中對均衡結(jié)果進行驗證時，電池系統(tǒng)所含單體電池均滿足預(yù)設(shè)的第二壓差時的放電曲線示意圖；
[0050]圖6為本發(fā)明實施例2中對均衡結(jié)果進行驗證時，電池系統(tǒng)含有不滿足預(yù)設(shè)的第二壓差的單體電池時的放電曲線示意圖；
[0051]圖7為本發(fā)明實施例3所述電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖8為本發(fā)明實施例4所述電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0053]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明所述電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法、裝置以及純電動汽車作進一步詳細描述。
[0054]實施例1:
[0055]如圖1所示，本實施例提供一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法，所述電池系統(tǒng)包括多個單體電池，由于電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)屬于現(xiàn)有技術(shù)，故其中的多個單體電池的連接方式也屬于現(xiàn)有技術(shù)，可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求以串聯(lián)，或者串并聯(lián)結(jié)合等方式進行組裝，在此不再贅述。
[0056]所述方法包括如下步驟:
[0057]slOl.對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，以使得電池系統(tǒng)處于滿電狀態(tài)，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓。
[0058]由于所述電池系統(tǒng)可用于汽車中，故可采用外接220V電源對汽車進行充電從而對電池系統(tǒng)進行充電，并可在電池系統(tǒng)充電過程(從充電開始至充電截止)中采用汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS )實時檢測并記錄電池系統(tǒng)的整體電壓以及電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓。
[0059]sl02.選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池,依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡。
[0060]所述步驟sl02中，選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池具體為:
[0061]預(yù)設(shè)電壓上限值，在充電截止時，如果電池系統(tǒng)中的一個或多個單體電池的電壓大于預(yù)設(shè)的所述電壓上限值，則判定所述一個或多個單體電池為電壓偏高的單體電池，并選出電壓偏高的所述一個或多個單體電池的編號。其中，所述電壓上限值可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求自行設(shè)定。
[0062]所述步驟sl02中，依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡具體為:
[0063]S102-1.分別計算選出的各個單體電池所需放電的容量:
[0064]參照與選出的各個單體電池的型號相同的單體電池的初始充電曲線(所述初始充電曲線可由電池生產(chǎn)廠家提供，且根據(jù)初始充電曲線可知充電截止時單體電池的電壓與容量的對應(yīng)關(guān)系)，根據(jù)所述初始充電曲線分別計算充電截止時選出的各個單體電池的容量與未被選出的各個單體電池(即其他單體電池)的容量平均值之差，該差值即所需放電的容量；[0065]s 102-2.放電均衡:
[0066]根據(jù)計算得到的所述各個單體電池所需放電的容量，在電池系統(tǒng)充電截止時(SP電池系統(tǒng)處于滿電狀態(tài)時)采用現(xiàn)有的均衡器或者負載依次或同時對所述各個單體電池進行放電均衡，以消除多余的容量，即，將所述各個單體電池所需放電的容量釋放掉，而不是轉(zhuǎn)移到未被選出的各個單體電池上。
[0067]sl03.再次對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓。
[0068]sl04.根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件，如是，則判定均衡結(jié)束，結(jié)束維護，如否，則返回步驟sl02。
[0069]優(yōu)選地，在步驟SlOl和步驟sl03中，采用恒流恒壓(CC/CV)充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電。
[0070]采用恒流恒壓充電法對電池系統(tǒng)進行充電時的電壓波形和電流波形如圖2所示，所述恒流恒壓充電法包括兩個充電階段，第一階段為恒流充電階段，即圖2中位于虛線左側(cè)的充電階段，此階段充電電流保持不變，而充電電壓不斷增長，直至增長到電壓上限值(所述電壓上限值可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求自行設(shè)定)，然后進入第二階段，第二階段為恒壓充電階段，即圖2中位于虛線右側(cè)的充電階段，此階段充電電壓保持為電壓上限值，而充電電流逐漸減小，直至下降到電流下限值(所述電流下限值可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求自行設(shè)定)，此時電池系統(tǒng)已充滿，充電結(jié)束。采用恒流恒壓充電法的優(yōu)點是:當(dāng)恒流充電階段結(jié)束時，電池系統(tǒng)內(nèi)部的電化學(xué)極化程度仍然保持在與恒流充電階段過程中相同的水平，故電池系統(tǒng)并未充滿就達到了電壓上限值，而恒壓充電階段使得電池系統(tǒng)內(nèi)部離子(例如鋰離子)的濃差極化逐漸消除，使電池系統(tǒng)充滿，其中離子的遷移數(shù)和速度表現(xiàn)為充電電流的逐漸減小。
[0071]優(yōu)選地，當(dāng)采用恒流恒壓充電法對電池系統(tǒng)進行充電時，根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:
[0072]根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足電流截止條件，或者根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差(即充電截止時的壓差)。所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差指的是，電池系統(tǒng)中的每兩個單體電池之間的電壓差均處于預(yù)設(shè)的第一壓差范圍內(nèi)。
[0073]其中，所述電池系統(tǒng)滿足電流截止條件指的是，充電截止時電池系統(tǒng)的電流降至
0.05C, C表示電池系統(tǒng)的額定容量；所述預(yù)設(shè)的第一壓差可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求自行設(shè)定。
[0074]優(yōu)選地,在步驟slOl和步驟sl03中，采用恒流充電法或者恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電；根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。
[0075]優(yōu)選地，所述電池系統(tǒng)為磷酸鐵鋰體系的電池系統(tǒng)。
[0076]本實施例所述均衡方法能夠簡單有效地實現(xiàn)電池系統(tǒng)的均衡維護，還不需要非常精確的均衡算法，因而適用于車載電池系統(tǒng)，而且特別適用于磷酸鐵鋰體系的車載電池系統(tǒng)。采用本實施例所述均衡方法對車載電池系統(tǒng)進行定期檢查并維護，例如一年進行一次維護或者行駛一定的公里數(shù)進行維護，從而能夠及時恢復(fù)電池系統(tǒng)的性能，提高電池系統(tǒng)的使用壽命。
[0077]實施例2:
[0078]如圖3所示，本實施例提供一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法，包括如下步驟:
[0079]s201?s204與步驟slOl?sl04相同，不再贊述。
[0080]s205.在判定均衡結(jié)束時，對所述電池系統(tǒng)進行放電直至放電截止，并記錄放電截止時所有單體電池的電壓。
[0081]同樣地，可在電池系統(tǒng)放電過程(從放電開始至放電截止)中采用汽車的電池管理系統(tǒng)(BMS)實時檢測并記錄電池系統(tǒng)的整體電壓以及電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓。
[0082]s206.根據(jù)放電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差(即放電截止時的壓差)，如是，則判定驗證結(jié)束，結(jié)束維護，如否，則執(zhí)行步驟s207。
[0083]其中，所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差指的是，電池系統(tǒng)中的每兩個單體電池之間的電壓差均處于預(yù)設(shè)的第二壓差范圍內(nèi)；所述預(yù)設(shè)的第二壓差可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求自行設(shè)定。
[0084]s207.選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池并更換為新電池，結(jié)束維護。
[0085]所述步驟s207中，選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池具體為:
[0086]預(yù)設(shè)電壓下限值，在放電截止時，如果電池系統(tǒng)中的一個或多個單體電池的電壓小于預(yù)設(shè)的所述電壓下限值，則判定所述一個或多個單體電池為電壓偏低的單體電池，并選出電壓偏低的所述一個或多個單體電池的編號。其中，所述電壓下限值可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實際需求自行設(shè)定。
[0087]所述步驟s207中，更換為新電池具體為:將選出的放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池分別更換為新的單體電池，或者，將選出的放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池所在電池模塊更換為新的電池模塊。
[0088]可見，步驟s205和s206是對步驟s201?s204 (即步驟slOl?sl04)得出的電池系統(tǒng)的容量均衡結(jié)果進行驗證的步驟，以進一步檢驗均衡效果。
[0089]下面以奇瑞新能源公司的試驗車搭載的電池系統(tǒng)為例詳述本實施例所述均衡方法。所述電池系統(tǒng)包括1560只單體電池，其中單體電池的連接關(guān)系為15并104串，所述電池系統(tǒng)的額定容量60Ah。
[0090]所述均衡方法具體為:
[0091]s301.采用外接220V電源以恒流恒壓充電法對純電動汽車進行充電，從而對純電動汽車中的電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并采用純電動汽車中的電池管理系統(tǒng)(BMS)記錄充電過程中電池系統(tǒng)的所有單體電池的電壓。所記錄的充電開始前、充電截止后各個單體電池的電壓值如圖4所示。
[0092]s302.根據(jù)圖4選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池的編號(例如，與大多數(shù)單體電池相比，壓差超出150mV的那些單體電池的編號)，以圖4為例，選出第38#,91#?96#單體電池，并根據(jù)指定程序排除第27#單體電池(第27#單體電池出現(xiàn)了異常，無法對其進行放電均衡，需要直接將其更換為新電池，異常電池的選出及排除方法屬于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不再詳述)依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡，以圖4為例，對第91#?96#單體電池依次放電2Ah，對第38#單體電池放電IAh (此處不需要精確計算
放電容量)。
[0093]s303.再次采用外接220V電源以恒流恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并采用純電動汽車中的電池管理系統(tǒng)記錄充電過程中電池系統(tǒng)的所有單體電池的電壓。
[0094]s304.根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足電流截止條件，或者所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差，如是，則判定均衡結(jié)束，如否，則執(zhí)行步驟s305。所述電池系統(tǒng)滿足電流截止條件指的是:充電截止時電池系統(tǒng)的電流降至0.05C，C表示電池系統(tǒng)的額定容量；所述電池系統(tǒng)滿足預(yù)設(shè)的第一壓差指的是:某只單體電池的電壓達到3.7V，且各單體電池的壓差不大于150mV。需要說明的是，均衡是否結(jié)束的兩個判定條件，是否滿足電流截止條件和預(yù)設(shè)的第一壓差，以先達到的為準。
[0095]s305.在判定均衡結(jié)束時，對所述電池系統(tǒng)進行放電直至放電截止，并采用純電動汽車中的電池管理系統(tǒng)記錄放電過程中電池系統(tǒng)的所有單體電池的電壓。
[0096]s306.根據(jù)放電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差(即放電截止時的壓差)，如是，則判定驗證結(jié)束，電池系統(tǒng)所含單體電池均滿足預(yù)設(shè)的第二壓差時的放電曲線示意圖如圖5所示，如否，則選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池(即選出與大多數(shù)單體電池相比，壓差超出第二壓差范圍的那些單體電池)并更換為新電池，電池系統(tǒng)含有不滿足預(yù)設(shè)的第二壓差的單體電池時的放電曲線示意圖如圖6所示。所述預(yù)設(shè)的第二壓差為350mV ;電池系統(tǒng)滿足預(yù)設(shè)的第二壓差指的是:電池系統(tǒng)中的每兩個單體電池之間的電壓差均處于350mV范圍內(nèi)。
[0097]本實施例中的其他方法及作用都與實施例1相同，這里不再贅述。
[0098]實施例3:
[0099]如圖7所示，本實施例提供一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置(所述均衡裝置與實施例1所述均衡方法相對應(yīng))，所述電池系統(tǒng)包括多個單體電池，所述均衡裝置包括:充電單元、第一記錄單元、第一選出單元、均衡單元和第一判斷單元；
[0100]所述充電單元用于對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止；
[0101]所述第一記錄單元用于記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓，并輸出至第一選出單元；
[0102]所述第一選出單元用于根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池；
[0103]所述均衡單元用于依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡；
[0104]所述充電單元還用于在均衡單元完成放電均衡后，繼續(xù)對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止；
[0105]所述第一記錄單元還用于記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓，并分別輸出至第一選出單元和第一判斷單元；
[0106]所述第一判斷單元用于根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件，如是，則判定均衡結(jié)束，如否，則第一選出單元、均衡單元、充電單元和第一記錄單元依次重復(fù)執(zhí)行各自工作，直至第一判斷單元判定均衡結(jié)束。
[0107]優(yōu)選地，所述充電單元采用恒流恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電；
[0108]所述第一判斷單元根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足電流截止條件，或者根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差(即充電截止時的壓差)。
[0109]或者，所述充電單元采用恒流充電法或者恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電；
[0110]所述第一判斷單元根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。
[0111]優(yōu)選地，所述電池系統(tǒng)為磷酸鐵鋰體系的電池系統(tǒng)。
[0112]本實施例還提供一種包括上述電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置的純電動汽車。
[0113]實施例4:
[0114]如圖8所示，本實施例提供一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置(所述均衡裝置與實施例2所述均衡方法相對應(yīng))，本實施例所述均衡裝置與實施例3所述均衡裝置的區(qū)別在于:
[0115]還包括放電單元、第二記錄單元、第二判斷單元、第二選出單元和替換單元；
[0116]所述放電單元用于在第一判斷單元判定均衡結(jié)束時，對所述電池系統(tǒng)進行放電，直至放電截止；
[0117]所述第二記錄單元用于記錄放電截止時所有單體電池的電壓，并輸出至第二判斷單元；
[0118]所述第二判斷單元用于根據(jù)第二記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷放電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差(即放電截止時的壓差)，如是，則判定驗證結(jié)束，如否，則輸出信號至第二選出單元；
[0119]所述第二選出單元用于在接收到第二判斷單元輸出的信號后，選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池；
[0120]所述替換單元用于將第二選出單元選出的電壓偏低的各個單體電池更換為新電池。
[0121]本實施例還提供一種包括上述電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置的純電動汽車。
[0122]本實施例中的其他結(jié)構(gòu)及作用都與實施例3相同，這里不再贅述。
[0123]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡方法，所述電池系統(tǒng)包括多個單體電池，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 1)對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓； 2)選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池，依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡； 3)再次對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止，并記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓； 4)根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件，如是，則判定均衡結(jié)束，如否，則返回步驟2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 在步驟I)和步驟3)中，采用恒流恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電； 在步驟4)中，根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為: 根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足電流截止條件，或者根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 在步驟I)和步驟3)中， 采用恒流充電法或者恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電； 在步驟4)中，根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為: 根據(jù)充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括對均衡結(jié)果進行驗證步驟，具體為: 5)在判定均衡結(jié)束時，對所述電池系統(tǒng)進行放電直至放電截止，并記錄放電截止時所有單體電池的電壓； 6)根據(jù)放電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓判斷所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差，如是，則判定驗證結(jié)束，如否，則選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池并更換為新電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任一項所述的方法，其特征在于，所述電池系統(tǒng)為磷酸鐵鋰體系的電池系統(tǒng)。
6.一種電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置，所述電池系統(tǒng)包括多個單體電池，其特征在于，所述裝置包括:充電單元、第一記錄單元、第一選出單元、均衡單元和第一判斷單元； 所述充電單元用于對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止； 所述第一記錄單元用于記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓，并輸出至第一選出單元； 所述第一選出單元用于根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓選出充電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏高的各個單體電池；所述均衡單元用于依次或同時對選出的各個單體電池進行放電均衡； 所述充電單元還用于在均衡單元完成放電均衡后，繼續(xù)對所述電池系統(tǒng)進行充電直至充電截止； 所述第一記錄單元還用于記錄充電截止時電池系統(tǒng)中所有單體電池的電壓，并分別輸出至第一選出單元和第一判斷單元； 所述第一判斷單元用于根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件，如是，則判定均衡結(jié)束，如否，則第一選出單元、均衡單元、充電單元和第一記錄單元依次重復(fù)執(zhí)行各自工作，直至第一判斷單元判定均衡結(jié)束。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于， 所述充電單元采用恒流恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電； 所述第一判斷單元根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足電流截止條件，或者根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于， 所述充電單元采用恒流充電法或者恒壓充電法對所述電池系統(tǒng)進行充電； 所述第一判斷單元根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足均衡截止條件具體為:根據(jù)第一記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷充電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第一壓差。`
9.根據(jù)權(quán)利要求6~8中任一項所述的裝置，其特征在于，還包括:放電單元、第二記錄單元、第二判斷單元、第二選出單元和替換單元； 所述放電單元用于在第一判斷單元判定均衡結(jié)束時，對所述電池系統(tǒng)進行放電，直至放電截止； 所述第二記錄單元用于記錄放電截止時所有單體電池的電壓，并輸出至第二判斷單元; 所述第二判斷單元用于根據(jù)第二記錄單元記錄的所有單體電池的電壓，判斷放電截止時所述電池系統(tǒng)是否滿足預(yù)設(shè)的第二壓差，如是，則判定驗證結(jié)束，如否，則輸出信號至第二選出單元； 所述第二選出單元用于在接收到第二判斷單元輸出的信號后，選出放電截止時電池系統(tǒng)中電壓偏低的各個單體電池； 所述替換單元用于將第二選出單元選出的電壓偏低的各個單體電池更換為新電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求6~8中任一項所述的裝置，其特征在于，所述電池系統(tǒng)為磷酸鐵鋰體系的電池系統(tǒng)。
11.一種純電動汽車,包括如權(quán)利要求6~10中任一項所述的電池系統(tǒng)的電池容量均衡裝置。
【文檔編號】H02J7/00GK103683403SQ201310648452
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】任海娟 申請人:奇瑞汽車股份有限公司