一種鋰離子電池包的放電控制方法技術(shù)

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N鋰離子電池包的放電控制方法，對(duì)電池包內(nèi)的單節(jié)電壓進(jìn)行采樣、檢測(cè)，計(jì)算出單節(jié)電壓的最小值；當(dāng)所述單節(jié)電壓的最小值達(dá)到預(yù)設(shè)的單體電池的放電終止電壓時(shí)，控制負(fù)載切斷放電回路，停止放電。相比現(xiàn)有技術(shù)的人為設(shè)定的電池包的放電終止總電壓，本申請(qǐng)的電壓管理方法，能夠最大限度地延長(zhǎng)電池的放電時(shí)間，增加電池包的有效容量，并能夠防止單節(jié)電池因過放而造成鋰離子電池的容量衰減，循環(huán)壽命縮短的現(xiàn)象。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種鋰離子電池包的放電控制方法。
技術(shù)介紹
新能源電動(dòng)汽車，對(duì)作為動(dòng)力來源的電池包有電壓和容量的要求，電池包往往由數(shù)千個(gè)單體電池，通過串并聯(lián)組成。若干個(gè)單體電池并聯(lián)，形成若干個(gè)節(jié)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓，近似等于單體電池的電壓。以下簡(jiǎn)稱為單節(jié)電壓。為了保障鋰離子電池包的安全，鋰離子單體電池組成的電池包，都有一個(gè)電源管理系統(tǒng)(BMS)，均衡單體電池的電壓，對(duì)電池的關(guān)鍵參數(shù)，如電池包的電壓，電流，內(nèi)部的溫度進(jìn)行監(jiān)控。充電時(shí)，電池包的總電壓超過人為設(shè)定的電池充電終止電壓，就認(rèn)為形成過充，放電時(shí)，總電壓低于人為設(shè)定電池放電終止電壓，就認(rèn)為形成過放。而過充和過放，都會(huì)影響電池的分子結(jié)構(gòu)。造成鋰離子電池的容量衰減，循環(huán)壽命縮短。現(xiàn)在的充電，是預(yù)先人為設(shè)定充電終止電壓，這個(gè)總電壓等于電池包串聯(lián)的電池節(jié)數(shù)與單體電池的理論充電終止電壓的乘積，對(duì)整個(gè)電池包充電，為了防止過充，通常的做法是留有一定余量，如廠家規(guī)定單體電池的充電終止電壓是4.2V，設(shè)定充電參數(shù)時(shí)，人為設(shè)定成4.1V，假設(shè)電池包由13個(gè)單節(jié)電池串聯(lián)而成，設(shè)定的充電電壓為：13*4.1V＝53.3V，當(dāng)電池充電到端電壓到53.3V時(shí)，切斷充電回路，防止電池過充。放電時(shí)，也是人為設(shè)定放電終止電壓，同樣留有充分余地，達(dá)到這個(gè)設(shè)定的放電電壓，控制切斷放電回路，停止放電。實(shí)際上，生產(chǎn)廠單體電池放電終止電壓為2.5V，人為設(shè)定時(shí)，假設(shè)電池包由13個(gè)單節(jié)電池串聯(lián)而成，人為設(shè)定的放電終止電壓為：13*3.05V＝39.65V，當(dāng)電池放電到39.65V時(shí)，切斷放電回路，防止電池過放。這樣，這個(gè)13串的電池包，人為設(shè)定的工作電壓平臺(tái)，只有53.3V-39.65V＝13.65V。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種提高鋰離子電池包比容量的放電控制方法。為解決以上技術(shù)問題，本專利技術(shù)采取如下技術(shù)方案：鋰離子電池電源管理系統(tǒng)的電壓控制方法，對(duì)電池包內(nèi)的單節(jié)電壓進(jìn)行采樣、檢測(cè)，計(jì)算出單節(jié)電壓的最小值；當(dāng)所述單節(jié)電壓的最小值達(dá)到預(yù)設(shè)的單體電池的放電終止電壓時(shí)，控制負(fù)載切斷放電回路，停止放電。優(yōu)選地，所述單節(jié)電壓對(duì)應(yīng)多個(gè)并聯(lián)的單體電池。優(yōu)選地，由BMS對(duì)電池包內(nèi)的單節(jié)電池的電壓進(jìn)行采樣、檢測(cè)，計(jì)算出單節(jié)電池的電壓的最小值；且當(dāng)所述單節(jié)電池的電壓的最小值達(dá)到預(yù)設(shè)的單體電池的放電終止電壓時(shí)，由BMS控制負(fù)載切斷放電回路，停止放電。優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)的放電終止電壓為鋰離子電池生產(chǎn)廠規(guī)定的單體電池的放電終止電壓。優(yōu)選地，組成電池包的單體電池為18650鋰離子電池堆疊組成。優(yōu)選地，組成電池包的單體電池的充電終止電壓為4.2V或4.35V。優(yōu)選地，組成電池包的單體電池的放電終止電壓為電池生產(chǎn)廠的規(guī)格書確定。由于以上技術(shù)方案的采用，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高鋰離子電池包比容量的電壓控制方法，在放電時(shí)，根據(jù)單節(jié)電池的電壓的最小值進(jìn)行控制，控制放電終止。在所有的單節(jié)電池的電壓中，只要有一個(gè)單節(jié)電池的電壓達(dá)到放電終止電壓，立刻切斷放電回路，停止放電。相比現(xiàn)有技術(shù)的人為設(shè)定的電池包的放電終止總電壓，本申請(qǐng)的電壓管理方法，能夠最大限度地延長(zhǎng)電池的放電時(shí)間，增加電池包的有效容量，并能夠防止單節(jié)電池因過放而造成鋰離子電池的容量衰減，循環(huán)壽命縮短的現(xiàn)象。附圖說明圖1為本專利技術(shù)所述的提高鋰離子電池包比容量的電壓控制方法的流程圖；圖2為本專利技術(shù)所述的鋰離子電池包的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本專利技術(shù)的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)，而本專利技術(shù)不受以下實(shí)施例的范圍限制。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體要求做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。本專利技術(shù)提供一種提高鋰離子電池包比容量的電壓控制方法，若干電池并聯(lián)，測(cè)量的單節(jié)電壓近似為單體電池的電壓，由于電池的不均衡性，取所有單節(jié)電壓中的最小值，作為終止放電的基準(zhǔn)。根據(jù)電池包內(nèi)，單節(jié)電壓的最小值，終止放電，BMS作為電源管理系統(tǒng)，兼顧各種應(yīng)用要求，大電流負(fù)載放電結(jié)束，小電流還能繼續(xù)放電。因?yàn)殡姵氐耐馓匦郧€，電流越小，曲線越平坦，電流越大，曲線越陡峭。BMS不可以把某些負(fù)荷對(duì)供電的欠壓保護(hù)的要求，作為放電終止電壓。欠壓保護(hù)應(yīng)該在專用控制器中設(shè)置，不是電源管理系統(tǒng)BMS的職責(zé)范圍。充電時(shí)，通過BMS對(duì)電池包內(nèi)串聯(lián)的所有單節(jié)電壓定時(shí)進(jìn)行掃描，得出單節(jié)電壓中的最大值；當(dāng)單節(jié)電壓的最大值接近單體電池的充電終止電壓時(shí)，通過BMS發(fā)出警報(bào)通知充電設(shè)備停止充電，電池極化消除，減小充電電流，電池電壓下降，繼續(xù)充電，隨著電池電壓上升，這個(gè)單節(jié)電壓再次接近單體電池的充電終止電壓，BMS再次發(fā)出報(bào)警通知充電設(shè)備停止充電，電池極化消除，減小充電電流，重復(fù)上述步驟，當(dāng)充電電流低至設(shè)定值時(shí)，結(jié)束充電。這樣動(dòng)態(tài)控制充電電流，用鋰離子電池可接受的最大電流對(duì)電池充電，提高充電速度。BMS采用這種電壓管理方法，根據(jù)每個(gè)單體電池的充電終止電壓設(shè)定充電設(shè)備的充電激勵(lì)總電壓，可以根據(jù)每個(gè)單體電池的充電終止電壓，來計(jì)算、設(shè)定總電壓，不需要再留有余地，降低單體電池的充電終止電壓。如圖1所示，為本專利技術(shù)所述的提高鋰離子電池包比容量的電壓控制方法的流程圖，通過BMS對(duì)電池包內(nèi)串聯(lián)的所有單節(jié)電壓進(jìn)行掃描，得出單節(jié)電壓中的最小值；負(fù)載放電時(shí)，當(dāng)單節(jié)電壓的最小值低至放電終止電壓時(shí)，BMS切斷放電回路，停止放電。本申請(qǐng)的電壓管理方法，能夠最大限度地延長(zhǎng)電池的放電時(shí)間，增加電池包的有效容量，并能夠防止單節(jié)電池因過放而造成鋰離子電池的容量衰減，循環(huán)壽命縮短的現(xiàn)象。如圖2所示，以電池包由13串單節(jié)電池串聯(lián)為例，每串單節(jié)電池由8節(jié)單體電池并聯(lián)，每個(gè)單體電池的理論充電終止電壓為4.2V，放電終止電壓2.5V。充電的激勵(lì)電壓為：串聯(lián)的單節(jié)電池的節(jié)數(shù)與單體電池的理論充電終止電壓的乘積，13*4.2V＝54.6V。充電過程中，所有單節(jié)電壓中的最大單節(jié)電壓，接近生產(chǎn)廠規(guī)定的單體充電終止電壓4.2V時(shí)，BMS發(fā)出信號(hào)，充電設(shè)備收到該信號(hào)后，立刻中止充電，并減小充電電流，電池消除極化后，電壓下降，充電設(shè)備繼續(xù)給電池充電。當(dāng)BMS再次檢測(cè)、發(fā)現(xiàn)，單節(jié)電壓的最大值接近充電終止電壓時(shí)，再次發(fā)出信號(hào)，充電設(shè)備再次中止充電并減小電流，重復(fù)該充電過程，當(dāng)電流小到某一程度，結(jié)束充電。采用這種方法，動(dòng)態(tài)控制充電電流電壓。放電時(shí)，根據(jù)單節(jié)電壓的最小值，控制放電終止。13串串聯(lián)的單節(jié)電池中，只要有一串單節(jié)電池的電壓達(dá)到放電終止電壓2.5V，立刻切斷放電回路，停止放電。采用本專利技術(shù)的電壓管理方法，動(dòng)態(tài)控制電池的充電和放電，排除單節(jié)電池的電壓不均衡的因素，充電時(shí)，電池包總電壓接近54.6V，放電時(shí)，電池包的總電壓接近32.5V，電池包工作電壓平臺(tái)擴(kuò)大到接近22V。與現(xiàn)有技術(shù)13.65V相比，電池包的工作電壓平臺(tái)擴(kuò)大了將近10V，起到延長(zhǎng)電池的放電時(shí)間，增加電池包的有效容量的作用。在本專利技術(shù)中組成電池包的單體電池的型號(hào)不局限于18650，還有其他型號(hào)，單體電池的充電終止電壓，也不局限于4.2V，也可以是4.35V。提高充電電壓是鋰離子電池獲得更高的比能量最簡(jiǎn)便的方法。電池制造商正在努力通過結(jié)合電解液添加劑、電極材料處理和包覆等措施，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋰離子電池包的放電控制方法，其特征在于：對(duì)電池包內(nèi)的單節(jié)電壓進(jìn)行采樣、檢測(cè)，計(jì)算出單節(jié)電壓的最小值；當(dāng)所述單節(jié)電壓的最小值達(dá)到預(yù)設(shè)的單體電池的放電終止電壓時(shí)，控制負(fù)載切斷放電回路，停止放電。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰離子電池包的放電控制方法，其特征在于：對(duì)電池包內(nèi)的單節(jié)電壓進(jìn)行采樣、檢測(cè)，計(jì)算出單節(jié)電壓的最小值；當(dāng)所述單節(jié)電壓的最小值達(dá)到預(yù)設(shè)的單體電池的放電終止電壓時(shí)，控制負(fù)載切斷放電回路，停止放電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電控制方法，其特征在于，所述單節(jié)電壓對(duì)應(yīng)多個(gè)并聯(lián)的單體電池。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的放電控制方法，其特征在于，由BMS對(duì)電池包內(nèi)的單節(jié)電池的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：袁光輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇聚合新能源科技有限公司，袁光輝，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32