基于均衡控制的铅酸电池组系统及电量均衡控制方法与流程

所属的技术人员知道，本申请可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本申请可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的是让熟悉该的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。对于本的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

背景技术：

1、电动两轮车、电动三轮车整车主回路电源一般由48v铅酸电池直接供电，次回路电源由48v经过dc-dc转换为12v供电(方案1)，或者通过提供额外的12v电池包(方案2)进行供电，这两种方案均在使用中遇到一些问题。

2、方案1：次回路电源由48v经过dc-dc转换得到，如图1所示；由于次回路功耗较大，在dc-dc转换时发热较大，影响设备使用安全

3、方案2：次回路电源12v电池包提供，如图2所示；这种方案需要额外提供12v电池包，由于不同电池包所接负载的功率不同，电池包的供电时间不一致，难以达到统一，影响用户的感知，同时额外的电池包也带来成本的增加。

技术实现思路

1、基于此，本申请提出一种适用于电动两轮车、电动三轮车供电使用的均衡控制器，以及包含该均衡控制器的铅酸电池供电系统及供电方法，解决当前铅酸电池次回路电源方案成本高或者发热高的问题。

2、第一方面，本申请提供一种基于均衡控制的铅酸电池组系统，用于为电动车设备供电，包括：

3、均衡控制器，包括控制模块和均衡模块；所述控制模块包括afe芯片，所述afe芯片和多个电池单体电连接，用于监测电池单体的电压，并根据电压测量结果对电池单体电量进行评估，输出均衡模块控制信号ctln，n∈[1，n]，n为电池单体的数量；所述均衡模块和控制模块电连接，包括共模变压器和多个mos管，所述mos管的数量和电池单体的数量适配；所述均衡模块控制信号ctln分别输入各个mos管的栅极；所述共模变压器包括第一抽头组和第二抽头组，所述多个mos管的源极连接共模变压器的第一抽头组；

4、电池组模块，包括多个串联的电池单体，用于为电动车设备提供工作电压；所述多个mos管的漏极分别连接各个电池单体的正极，所述共模变压器的第二抽头组连接各个电池单体的负极；

5、所述共模变压器根据afe芯片输出的均衡模块控制信号ctln控制多个mos管进行电池单体之间能量的转移。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述电池组模块包括四个依次串联的第一电池单体、第二电池单体、第三电池单体和第四电池单体；所述均衡模块包括第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管；所述均衡模块控制信号ctln分别输入第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管的栅极；所述第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管的源极连接共模变压器的第一抽头组，n＝1,2,3,4。

7、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管的漏极分别连接第一电池单体、第二电池单体、第三电池单体和第四电池单体的正极，所述共模变压器的第二抽头组连接第一电池单体、第二电池单体、第三电池单体和第四电池单体的负极。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中，系统还包括mcu芯片，所述mcu芯片和afe芯片电连接，所述mcu芯片包括通讯单元，所述通讯单元和电动车设备的控制系统通讯连接，用于实现电池组系统和控制系统之间的通讯。

9、第二方面，本申请提供一种基于所述铅酸电池组系统的电量均衡控制方法，包括如下步骤：

10、(1)分别检测第一电池单体、第二电池单体、第三电池单体和第四电池单体的电压；

11、(2)计算第n个电池单体的电量余量qn；

12、(3)计算每个电池单体的电量余量qn和额定量q的比值，记为余量比xn，

13、(4)判断余量比xn是否大于百分比阈值；若不大于，不进行调整；若大于，计算前三个电池单体和第四个电池单体的余量比之比，记为余量系数yn，

14、(5)判断余量系数yn是否大于系数阈值；若不大于，不进行调整；若大于，计算前三个电池单体的调整量δqn，

15、(6)计算前三个电池单体的放电时长tdn，依次进行前三个电池单体的放电和第四个电池单体的充电。

16、在第二方面的一种可能的实现方式中，步骤(4)所述的百分比阈值x0取5％～20％，优选为10％。

17、在第二方面的一种可能的实现方式中，步骤(5)所述的系数阈值y0取1.05～1.2，优选为1.1。

18、第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行所述电量均衡控制方法。

19、与现有方法相比，本申请具有以下有益效果：

20、1.本申请的均衡控制器体积小、易于集成应用，通过现有电池组为整车直接提供次回路供电，适用于各类电动两轮车、电动三轮车整车的次回路供电；

21、2.本申请采用均衡控制的方式，通过负债均衡的方式对各个电池组的电量进行动态平衡，减少了额外电池包的使用，降低了此类车辆次回路供电成本；同时避免了dc-dc转换时较大的热功耗问题，提升了此类车辆的安全性；

22、3.本申请采用均衡控制的方式，提高了各个电池组的利用效率，提升了电池组使用寿命；

23、4.本申请的均衡器控制精度高，电量均衡效率高，易于推广，具有较强的应用价值。

技术特征：

1.一种基于均衡控制的铅酸电池组系统，用于为电动车设备供电，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的铅酸电池组系统，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的铅酸电池组系统，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的铅酸电池组系统，其特征在于：

5.一种基于如权利要求3所述铅酸电池组系统的电量均衡控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的电量均衡控制方法，其特征在于，步骤(4)中，所述百分比阈值x0取5％～20％。

7.根据权利要求6所述的电量均衡控制方法，其特征在于，所述百分比阈值x0取10％。

8.根据权利要求5所述的电量均衡控制方法，其特征在于，步骤(5)中，所述系数阈值y0取1.05～1.2。

9.根据权利要求8所述的电量均衡控制方法，其特征在于，所述系数阈值y0取1.1。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令在电子设备上运行时，使得电子设备执行如权利要求5至9中任一项所述的电量均衡控制方法。

技术总结本申请公开一种基于均衡控制的铅酸电池组系统及电量均衡控制方法，电动车供电回路包括48V主回路和12V次回路，48V供电主回路包括四个串联的12V电池单体，12V次回路使用其中一个电池单体进行供电；对各个电池单体电量进行检测，评估各电池单体电量剩余值，根据各电池单体电量剩余值，输出控制信号，分时将其中三个电池单体的电量转存到为12V次回路供电的电池单体中。本申请具有模块体积小、易于集成应用的优势，通过现有电池组为整车直接提供次回路供电，适用于各类电动两轮车、电动三轮车整车的次回路供电；采用均衡控制的方式，通过负债均衡的方式对各个电池组的电量进行动态平衡，显著减少了额外电池包的使用，同时避免DC‑DC转换时较大的热功耗问题。技术研发人员：谢剑波,曹笈,彭能明,胡义东受保护的技术使用者：江苏集萃集成电路应用技术管理有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9