本发明提供一种电池被动均衡系统，包括BCU、均流器、均衡模块及充放电单元；所述均流器包括多个均流单元及多个电流感测单元；所述均衡模块包括多个开关单元及多个耗能单元；所述均流单元、所述电流感测单元、所述开关单元及所述耗能单元与所述电池组中单体电池的数量相等且一一对应；所述BCU与所述BMU及所述充放电单元相连，所述BMU与所述均流器及所述均衡模块相连，每个均流单元及每个电流感测单元与对应一个单体电池相连，每个开关单元及每个耗能单元与对应一个单体电池相连，每个开关单元与对应一个耗能单元相连，所述充放电单元与所述电池组的每个单体电池相连。本发明还提供一种电池被动均衡方法。
1.一种电池被动均衡系统，用于减小电池组中的每个单体电池的容量的差异，其特征在于：所述电池被动均衡系统包括BCU、均流器、均衡模块及充放电单元；所述均流器包括多个均流单元及多个电流感测单元；所述均衡模块包括多个开关单元及多个耗能单元；所述均流单元、所述电流感测单元、所述开关单元及所述耗能单元与所述电池组中单体电池的数量相等且一一对应；所述BCU与所述BMU及所述充放电单元相连，所述BMU与所述均流器及所述均衡模块相连，每个均流单元及每个电流感测单元与对应一个单体电池相连，每个开关单元及每个耗能单元与对应一个单体电池相连，每个开关单元与对应一个耗能单元相连，所述充放电单元与所述电池组的每个单体电池相连；所述BCU控制所述充放电单元对所述电池组的每个单体电池进行充电，并通过所述BMU控制每个均流单元闭合均流功能，每个电流感测单元感测对应一个单体电池的充电电流，并将感测到的充电电流值通过所述BMU传输给所述BCU，所述BCU计算每个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值，并将其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值与参考值进行比较，若其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值，所述BCU计算一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分，所述BCU通过所述BMU控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元对应的单体电池对应的开关单元导通，并根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元的耗电量。
2.如权利要求1所述的电池被动均衡系统，其特征在于：所述BCU在所述充放电单元对所述电池组的每个单体电池进行充电或放电过程中，通过所述BMU控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元对应的单体电池对应的开关单元导通，并根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元的耗电量。
3.如权利要求1所述的电池被动均衡系统，其特征在于：所述开关单元可以为三极管、MOS管或IGBT。
4.如权利要求1所述的电池被动均衡系统，其特征在于：所述耗能单元为电阻。
5.一种如权利要求1所述的电池被动均衡系统的电池被动均衡方法，其特征在于：所述电池被动均衡方法包括：
所述BCU控制所述充放电单元对所述电池组的每个单体电池进行充电；
所述BCU通过所述BMU控制每个均流单元闭合均流功能；
每个电流感测单元感测对应一个单体电池的充电电流，并将感测到的充电电流值通过所述BMU传输给所述BCU；
所述BCU计算每个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值，并将其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值与参考值进行比较；
所述BCU判断其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值是否大于所述参考值；
若其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值，所述BCU计算一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分；
所述BCU通过所述BMU控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元对应的单体电池对应的开关单元导通；
所述BCU根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元的耗电量。
6.如权利要求5所述的电池被动均衡方法，其特征在于：所述BCU在所述充放电单元对所述电池组的每个单体电池进行充电或放电过程中，通过所述BMU控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元对应的单体电池对应的开关单元导通，并根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元的耗电量。
电池被动均衡系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池被动均衡系统及方法。【背景技术】
[0002] 电池在生产过程中由于原材料及生产工艺的不同，其容量、内阻、电压及自放电率均会存在一定的差异。同时，在使用过程中随着充放电循环次数的增加及存储的时间、温度等因素的影响，每个电池的损耗程度将不同，在充放电的同一时刻，每个电池的容量将会出现差异，电池容量的差异导致电池的老化速度不同，随着电池充放电的持续，电池容量的差异将逐步增大。目前，通常采用主动均衡的方法来减小每个电池的容量的差异，但主动均衡成本高，效率低。
[0003] 鉴于此，实有必要提供一种电池被动均衡系统及方法以克服以上缺陷。【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种成本低，效率高的电池被动均衡系统。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种电池被动均衡系统，用于减小电池组中的每个单体电池的容量的差异，所述电池被动均衡系统包括BCU、均流器、均衡模块及充放电单元；所述均流器包括多个均流单元及多个电流感测单元；所述均衡模块包括多个开关单元及多个耗能单元；所述均流单元、所述电流感测单元、所述开关单元及所述耗能单元与所述电池组中单体电池的数量相等且一一对应；所述BCU与所述BMU及所述充放电单元相连，所述BMU与所述均流器及所述均衡模块相连，每个均流单元及每个电流感测单元与对应一个单体电池相连，每个开关单元及每个耗能单元与对应一个单体电池相连，每个开关单元与对应一个耗能单元相连，所述充放电单元与所述电池组的每个单体电池相连；所述BCU控制所述充放电单元对所述电池组的每个单体电池进行充电，并通过所述BMU控制每个均流单元闭合均流功能，每个电流感测单元感测对应一个单体电池的充电电流，并将感测到的充电电流值通过所述BMU传输给所述BCU，所述BCU计算每个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值，并将其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值与参考值进行比较，若其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值，所述BCU计算一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分，所述BCU通过所述BMU控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元对应的单体电池对应的开关单元导通，并根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元的耗电量。
[0006] 本发明还提供一种电池被动均衡方法，所述电池被动均衡方法包括：
[0007] 所述BCU控制所述充放电单元对所述电池组的每个单体电池进行充电；
[0008] 所述BCU通过所述BMU控制每个均流单元闭合均流功能；
[0009] 每个电流感测单元感测对应一个单体电池的充电电流，并将感测到的充电电流值通过所述BMU传输给所述BCU；
[0010] 所述BCU计算每个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值，并将其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值与参考值进行比较；
[0011] 所述BCU判断其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值是否大于所述参考值；
[0012] 若其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值，所述BCU计算一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分；
[0013] 所述BCU通过所述BMU控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元对应的单体电池对应的开关单元导通；
[0014] 所述BCU根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元的耗电量；
[0015] 相比于现有技术，本发明通过每个电流感测单元感测相应的单体电池的充电电流，并将感测到的电流值通过所述BMU传输给所述BCU；还通过所述BCU计算每个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值，并将其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值与参考值进行比较，当其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值时，还计算一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分，且通过所述BMU控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元对应的单体电池对应的开关单元导通，并根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元的耗电量，从而间接的控制对应的单体电池的放电量，减小所述电池组中的每个单体电池的容量的差异。【附图说明】
[0016] 图1为本发明的实施例提供的电池被动均衡系统的原理框图。
[0017] 图2及图3为本发明的实施例提供的电池被动均衡方法的流程图。【具体实施方式】
[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人士在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019] 当一个元件被认为与另一个元件“相连”时，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人士通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0020] 请参阅图1，图1为本发明的实施例提供的电池被动均衡系统100的原理框图。所述电池被动均衡系统100用于减小电池组200中的每个单体电池201的容量的差异。所述电池被动均衡系统100包括BCU(Battery ControlUnit，电池控制单元)10、BMU(BatteryManagementUnit，电池管理单元)20、均流器30、均衡模块40及充放电单元50。所述均流器30包括多个均流单元31及多个电流感测单元32。所述均衡模块40包括多个开关单元41及多个耗能单元42。所述均流单元31、所述电流感测单元32、所述开关单元41及所述耗能单元42与所述电池组200中单体电池201的数量相等且一一对应。所述BCU10与所述BMU20及所述充放电单元50相连，所述BMU20与所述均流器30及所述均衡模块40相连，每个均流单元
31及每个电流感测单元32与对应一个单体电池201相连，每个开关单元41及每个耗能单元
42与对应一个单体电池201相连，每个开关单元41与对应一个耗能单元42相连，所述充放电单元50与所述电池组200的每个单体电池201相连。所述BCU10控制所述充放电单元50对所述电池组200的每个单体电池201进行充电，并通过所述BMU20控制每个均流单元31闭合均流功能。每个电流感测单元32感测对应一个单体电池201的充电电流，并将感测到的充电电流值通过所述BMU20传输给所述BCU10。所述BCU10计算每个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值，并将其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值与参考值进行比较。若其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值，所述BCU10计算一个充电周期内其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分。所述BCU10通过所述BMU20控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元32对应的单体电池201对应的开关单元41导通，并根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元42的耗电量，所述耗能单元42的耗电量即对应的单体电池201的放电量。
[0021] 当所述开关单元41导通时，所述开关单元41、对应的单体电池201及对应的耗能单元42形成回路，所述单体电池201通过对应的耗能单元42进行放电。
[0022] 所述BCU10可以在所述充放电单元50对所述电池组200的每个单体电池201进行充电(而非计算每个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值时)或放电过程中，通过所述BMU20控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元32对应的单体电池201对应的开关单元41导通，并根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元42的耗电量。
[0023] 可以理解，所述电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值比所述参考值越大，表明对应的单体电池201的容量与所述电池组200中的其他单体电池201的容量差异越大，影响电池组200的性能及寿命。因此，在本实施方式中，为了减小所述电池组200中的每个单体电池201的容量的差异，当所述电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值，所述BCU10间接控制感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元32对应的单体电池201通过对应的耗能单元42进行放电，从而减小所述电池组200中的每个单体电池201的容量的差异。
[0024] 在本实施方式中，所述开关单元41可以为三极管、MOS管或IGBT。
[0025] 在本实施方式中，所述耗能单元42为电阻。
[0026] 请一并参阅图2及图3，图2及图3为本发明的实施例提供的通过如上所述的电池被动均衡系统100的电池被动均衡方法的流程图。根据不同的需求，图2及图3所示的流程图中的步骤的执行顺序可以改变，某些步骤可以拆分为几个步骤，某些步骤可以省略。
[0027] 步骤S1，所述BCU10控制所述充放电单元50对所述电池组200的每个单体电池201进行充电。
[0028] 步骤S2，所述BCU10通过所述BMU20控制每个均流单元31闭合均流功能。
[0029] 步骤S3，每个电流感测单元32感测对应一个单体电池201的充电电流，并将感测到的充电电流值通过所述BMU20传输给所述BCU10。
[0030] 步骤S4，所述BCU10计算每个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值，并将其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值与参考值进行比较。
[0031] 步骤S5，所述BCU10判断其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值是否大于所述参考值。若其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值，执行步骤S6；若其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值小于所述参考值，执行步骤S5。
[0032] 步骤S6，所述BCU10计算一个充电周期内其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分。
[0033] 步骤S7，所述BCU10通过所述BMU20控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元32对应的单体电池201对应的开关单元41导通。
[0034] 步骤S8，所述BCU10根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元42的耗电量。
[0035] 相比于现有技术，本发明通过每个电流感测单元32感测相应的单体电池201的充电电流，并将感测到的电流值通过所述BMU20传输给所述BCU10；还通过所述BCU10计算每个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值，并将其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值与参考值进行比较，当其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值大于所述参考值时，还计算一个充电周期内其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分，且通过所述BMU20控制感测到充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的其中一个电流感测单元32对应的单体电池201对应的开关单元41导通，并根据计算出的一个充电周期内其中一个电流感测单元32感测到的充电电流值与对应的预设充电电流值的差值的绝对值的最大值的微积分结果控制对应的耗能单元42的耗电量，从而间接的控制对应的单体电池201的放电量，减小所述电池组200中的每个单体电池201的容量的差异。
[0036] 本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。
