一種智能電池的均衡方法及智能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能電池的均衡方法及智能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著電池技術(shù)的迅速發(fā)展，鋰電池也越來越多的應(yīng)用于汽車、航模等領(lǐng)域，由于單節(jié)鋰電池的電壓較低，故汽車、航模等領(lǐng)域中常常使用多節(jié)鋰電池串聯(lián)而成的智能電池，每一節(jié)鋰電池都作為智能電池中的一節(jié)電芯，如圖1所示，智能電池由電芯1、電芯2和電芯3串聯(lián)組成。智能電池的多節(jié)電芯的容量往往不相等，且智能電池對(duì)外工作的容量取決于智能電池中電容量最小的電芯，為了使智能電池能夠充分發(fā)揮性能，就需要采取措施，使得智能電池中的每節(jié)電芯的電容量相等，由于現(xiàn)階段沒有直接測(cè)量得到電芯的電容量的方法，故往往通過測(cè)量電芯的電壓來得到電芯的電容量。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)智能電池充電或放電時(shí)，實(shí)施被動(dòng)均衡，即在充電或放電時(shí)，將智能電池中電壓較高(即電容量較高)的電芯的部分電量釋放，使其與智能電池中電壓較低(即電容量較低)的電芯的電壓趨于相等。但是，由于被動(dòng)均衡中的均衡電流(即電壓較高的電芯釋放電量采用的釋放電流)最大約為100mA，而充電電流或放電電流往往是均衡電流的幾十倍到幾百倍，均衡電流幾乎可以忽略不計(jì)，這就導(dǎo)致被動(dòng)均衡時(shí)間過長，且被動(dòng)均衡效果差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種智能電池的均衡方法及智能電池，用于減小智能電池的被動(dòng)均衡時(shí)間，提高智能電池的被動(dòng)均衡效果。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]—方面，本發(fā)明提供了一種智能電池的均衡方法，所述智能電池包括串聯(lián)的多節(jié)電芯；所述智能電池的均衡方法包括:
[0007]獲取所述智能電池的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括對(duì)外工作狀態(tài)和對(duì)外非工作狀態(tài)；
[0008]當(dāng)所述智能電池處于對(duì)外非工作狀態(tài)時(shí)，獲取每一節(jié)電芯的電芯容量，并得到最小電芯容量，所述最小電芯容量為所述智能電池中所有電芯中最小的電芯容量；
[0009]分別計(jì)算各節(jié)所述電芯的電芯容量與所述最小電芯容量的容量差值，確定目標(biāo)電芯，所述目標(biāo)電芯為電芯容量與所述最小電芯容量的容量差值大于所述預(yù)設(shè)閾值的電芯；
[0010]按照預(yù)先設(shè)置的均衡周期，控制所述目標(biāo)電芯進(jìn)行周期性放電，直至所述目標(biāo)電芯的電芯容量與所述最小電芯容量的容量差值小于或等于預(yù)設(shè)閾值，所述均衡周期包括放電時(shí)間段和休整時(shí)間段，所述目標(biāo)電芯在所述放電時(shí)間段進(jìn)行放電，在所述休整時(shí)間段停止放電。
[0011]另一方面，本發(fā)明提供了一種智能電池，所述智能電池包括串聯(lián)的多節(jié)電芯；所述智能電池還包括電池均衡模塊和微控制器；所述微控制器與所述電池均衡模塊連接，并與串聯(lián)的至少一節(jié)所述電芯連接；所述電池均衡模塊分別與串聯(lián)的多節(jié)所述電芯連接；
[0012]所述微控制器用于獲取所述智能電池的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括對(duì)外工作狀態(tài)和對(duì)外非工作狀態(tài)；還用于當(dāng)所述智能電池處于對(duì)外非工作狀態(tài)時(shí)，通知所述電池均衡模塊獲取每一節(jié)所述電芯的電芯容量；
[0013]所述電池均衡模塊用于獲取每一節(jié)所述電芯的電芯容量，并通知所述微控制器每一節(jié)所述電芯的電芯容量；
[0014]所述微控制器還用于根據(jù)每一節(jié)所述電芯的電芯容量，得到最小電芯容量，所述最小電芯容量為所述智能電池中所有所述電芯中最小的電芯容量；還用于分別計(jì)算各節(jié)所述電芯的電芯容量與所述最小電芯容量的容量差值，確定目標(biāo)電芯，所述目標(biāo)電芯為電芯容量與所述最小電芯容量的容量差值大于所述預(yù)設(shè)閾值的電芯；還用于通知所述電池均衡模塊按照預(yù)先設(shè)置的均衡周期，控制所述目標(biāo)電芯周期性放電，直至所述目標(biāo)電芯的電芯容量與所述最小電芯容量的容量差值小于或等于所述預(yù)設(shè)閾值，所述均衡周期包括放電時(shí)間段和休整時(shí)間段，所述目標(biāo)電芯在所述放電時(shí)間段進(jìn)行放電，在所述休整時(shí)間段停止放電；
[0015]所述電池均衡模塊用于根據(jù)所述微控制器的通知，控制所述目標(biāo)電芯進(jìn)行周期性放電。
[0016]本發(fā)明提供的一種智能電池的均衡方法及智能電池中，當(dāng)智能電池處于對(duì)外非工作狀態(tài)時(shí)，得到智能電池的電芯中的最小電芯容量，并獲取電芯容量與最小電芯容量的容量差值大于預(yù)設(shè)閾值的目標(biāo)電芯，控制目標(biāo)電芯按照預(yù)先設(shè)置的均衡周期進(jìn)行周期性放電，直至目標(biāo)電芯的電芯容量與最小電芯容量的容量差值小于或等于預(yù)設(shè)閾值；與現(xiàn)有技術(shù)中在智能電池進(jìn)行充電或放電時(shí)進(jìn)行被動(dòng)均衡的方法相比，本發(fā)明在智能電池處于對(duì)外非工作狀態(tài)時(shí)，進(jìn)行均衡，在對(duì)外非工作狀態(tài)中，智能電池對(duì)外的充電電流或放電電流接近0，此時(shí)進(jìn)行均衡，均衡電流基本不會(huì)受到充電電流或放電電流的影響，能夠快速的完成智能電池的被動(dòng)均衡，減少被動(dòng)均衡花費(fèi)的時(shí)間，并提高智能電池的被動(dòng)均衡效果。
【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中智能電池中串聯(lián)的電芯的不意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中智能電池的均衡方法的流程圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一至實(shí)施例三中的智能電池的結(jié)構(gòu)舉例示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二中智能電池的均衡方法的流程圖；
[0022]圖5為本發(fā)明實(shí)施例三中智能電池的均衡方法的流程圖一；
[0023]圖6為本發(fā)明實(shí)施例三中智能電池的均衡方法的流程圖二 ；
[0024]圖7為本發(fā)明實(shí)施例四中的智能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8為本發(fā)明實(shí)施例五中的智能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9為本發(fā)明實(shí)施例六中的智能電池的結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0027]圖10為本發(fā)明實(shí)施例六中的智能電池的結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0028]圖11為本發(fā)明實(shí)施例七中的智能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明實(shí)施例提供的智能電池的均衡方法及智能電池，下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0030]實(shí)施例一
[0031]請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的智能電池的均衡方法，應(yīng)用于包括串聯(lián)的多節(jié)電芯的智能電池，該智能電池的均衡方法包括:
[0032]步驟101，獲取智能電池的工作狀態(tài)；其中，工作狀態(tài)包括對(duì)外工作狀態(tài)和對(duì)外非工作狀態(tài)，獲取智能電池的工作狀態(tài)具體可以是主動(dòng)獲取或檢測(cè)智能電池的輸出狀態(tài)，或主動(dòng)獲取或檢測(cè)智能電池與外部電路之間的開關(guān)的通斷狀態(tài)，也可以是智能電池主動(dòng)提供自身的輸出狀態(tài)，或智能電池主動(dòng)提供智能電池與外部電路之間的開關(guān)的通斷狀態(tài)，還可以是直接檢測(cè)安裝有智能電池的電子設(shè)備的工作狀態(tài)，從而間接的獲取智能電池的工作狀態(tài)，比如電子設(shè)備的工作狀態(tài)包括開機(jī)狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)或關(guān)機(jī)狀態(tài)或充電狀態(tài)。
[0033]具體的，智能電池的輸出電流或輸出電壓大于或等于某一工作閾值，或者智能電池與外部電路之間的開關(guān)處于連通狀態(tài)，或者安裝有智能電池的電子設(shè)備處于開機(jī)狀態(tài)或充電狀態(tài)時(shí)，智能電池處于對(duì)外工作狀態(tài)；智能電池的輸出電流或輸出電壓小于某一工作閾值，或者智能電池與外部電路之間的開關(guān)處于斷開狀態(tài)，或者安裝有智能電池的電子設(shè)備處于關(guān)機(jī)狀態(tài)或待機(jī)狀態(tài)時(shí)，智能電池處于對(duì)外非工作狀態(tài)。比如:以圖3所示的智能電池200為例，智能電池200包括串聯(lián)的電芯1、電芯2和電芯3，其中，當(dāng)開關(guān)S2連通時(shí)，智能電池200的正、負(fù)極與外部電路的正極P+和負(fù)極P-連通，安裝有智能電池200的電子設(shè)備處于開機(jī)狀態(tài)；當(dāng)開關(guān)S2斷開時(shí)，智能電池200的負(fù)極與外部電路的負(fù)極P-斷開，安裝有智能電池200的電子設(shè)備處于關(guān)機(jī)或待機(jī)狀態(tài)。開關(guān)SI能夠觸發(fā)微控制器202啟動(dòng)，從而觸發(fā)開關(guān)S2連通或關(guān)閉，在安裝有智能電池200的電子設(shè)備處于開機(jī)狀態(tài)時(shí)，若檢測(cè)到開關(guān)SI被按下，在開關(guān)SI被按下后斷開的瞬間，微控制器202的電平將由O跳轉(zhuǎn)至高電平(如供電電源VCC的電壓值)，微控制器202控制開關(guān)S2斷開，智能電池200的正極和負(fù)極對(duì)外斷電，也就是說，智能電池200的正極和負(fù)極與外部電路的正極P+和負(fù)極P-斷開，智能電池200進(jìn)入關(guān)機(jī)或待機(jī)狀態(tài)，但需要注意的是，微控制器202控制保持智能電池200的內(nèi)部電路(如電池均衡模塊201、微控制器202、各節(jié)電芯、以及連接電池均衡模塊201和各節(jié)電芯的線路和元件等)與供電電源VCC的連接，智能電池200的內(nèi)部電路仍然保持工作狀態(tài)，也就是說，智能電池200處于對(duì)外非工作狀態(tài)。若微控制器202控制開關(guān)S2連通，智能電池200的正極和負(fù)極對(duì)外通電，也就是說，智能電池2