一种动力电池组的均衡装置、系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种动力电池组的均衡装置、系统及方法，该装置包括：反激变换器，反激变换器的每个次级线圈均与动力电池组的一单体电池串联，次级线圈与单体电池之间连接有第一选择模块；反激变换器的初级线圈分别连接动力电池组的正极和负极，初级线圈与动力电池组之间连接有第二选择模块；与第一选择模块和第二选择模块均连接的控制器；与单体电池以及控制器均连接的电压获取模块；控制器根据电压获取模块获取单体电池的电压值，控制第一选择模块连通单体电池、次级线圈和第一选择模块所在的回路，控制第二选择模块连通动力电池组、初级线圈和第二选择模块所在的回路。本发明专利技术通过单体电池单独的充电和放电，实现对动力电池组的电压均衡。

An equilibrium device, system and method for a power battery pack

The invention provides a balancing device, power battery system and method, the device includes a flyback converter, each secondary winding of the flyback converter are connected in series with a single battery power battery, a first selection module is connected between the secondary coil and the primary coil of single battery; flyback converter is respectively connected with the power battery positive and negative, second selection module is connected between the primary coil and power battery; controller are connected with the first and second selection module selection module; and the single battery and the controller are connected to a voltage acquisition module; the controller according to the voltage acquisition module acquires the single cell value. Control of the first selection module connected single battery, secondary coil and the first selection module where the loop control module is connected with power battery second, primary The loop of the coil and the second selection module. The invention realizes the voltage balance to the power cell group by the single charge and discharge of the single cell.

【技术实现步骤摘要】
一种动力电池组的均衡装置、系统及方法
本专利技术涉及动力电池领域，特别涉及一种动力电池组的均衡装置、系统及方法。
技术介绍
汽车是当今人类社会中的最重要的交通工具之一，并且采用电能作为动力的的电动汽车，以其环保的特性，越来越受到大家的欢迎。电动汽车中的核心部件之一为提供动力的动力电池。通常情况下，为了储存较大的电量，动力电池采用多个单体电池通过串联、并联的方式构成一个动力电池组。然而，每个单体电池因为在出厂时工艺及老化程度不一致等因素导致单体电池的容量与内阻出现不一致。在动力电池组的应用过程中，单体电池之间的SOC(荷电状态，StateofCharge)出现不一致，导致动力电池组中的部分单体电池出现过充电、过放电等问题，从而影响整个动力电池组的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术提供了一种动力电池组的均衡装置、系统及方法，用以解决现有技术中动力电池组的部分单体电池出现过充电、过放电，从而影响整个动力电池组的使用寿命的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：依据本专利技术的一个方面，提供了一种动力电池组的均衡装置，包括：反激变换器，所述反激变换器的每个次级线圈均与动力电池组中的一个单体电池串联，并且所述次级线圈与所述单体电池之间连接有第一选择模块；所述反激变换器的初级线圈分别连接所述动力电池组的正极和负极，所述初级线圈与所述动力电池组之间连接有第二选择模块；控制器，所述第一选择模块和所述第二选择模块均与所述控制器连接；电压获取模块，所述电压获取模块与所述动力电池组中的单体电池以及控制器均连接；所述电压获取模块，用于获取所述单体电池的电压值并传输至所述控制器，所述控制器用于根据所述电压值，控制所述第一选择模块连通所述单体电池、所述次级线圈和所述第一选择模块所在的回路，以及控制所述第二选择模块连通所述动力电池组、所述初级线圈和所述第二选择模块所在的回路。进一步地，所述第一选择模块为并联设置的第一晶体管和第二晶体管，所述第二选择模块为并联设置的第三晶体管和第四晶体管；所述控制器具体用于根据所述电压值，控制所述第一晶体管、第二晶体管和所述第三晶体管的导通与断开。进一步地，所述控制器，还用于获取所述动力电池组的工作模式，其中所述动力电池组的工作模式包括：充电模式、放电模式和静置模式。进一步地，所述控制器在所述动力电池组的工作模式为充电模式，所述单体电池中的第一单体电池的电压值大于剩余所述单体电池的电压值，并且大于第一预定阈值时，控制所述第一晶体管和所述第二晶体管中，仅与所述第一单体电池连接的所述第一晶体管导通。进一步地，所述控制器在所述动力电池组的工作模式为充电模式，所述单体电池中的第一单体电池的电压值大于剩余所述单体电池的电压值，大于第一预定阈值，并且大于或等于第一阈值时，控制所述第一晶体管和所述第二晶体管中，仅与所述第一单体电池连接的所述第一晶体管导通，其中所述第一阈值为所述单体电池的电压值中除去最高电压值与最低电压值之后的平均电压值与第二预定阈值的和。进一步地，所述控制器在所述动力电池组的工作模式为放电模式或者静置模式，所述单体电池中的第一单体电池的电压值小于剩余所述单体电池的电压值，并且小于第三预定阈值时，控制所述第一晶体管和所述第二晶体管中，仅与所述第一单体电池连接的所述第二晶体管导通，以及所述第三晶体管导通。进一步地，所述控制器在所述动力电池组的工作模式为放电模式或者静置模式，所述单体电池中的第一单体电池的电压值小于剩余所述单体电池的电压值，并且小于第三预定阈值，并且小于或等于第二阈值时，控制所述第一晶体管和所述第二晶体管中，仅与所述第一单体电池连接的所述第二晶体管导通，以及所述第三晶体管导通，其中所述第二阈值为所述单体电池的电压值中除去最高电压值与最低电压值之后的平均电压值与第四预定阈值的差。进一步地，所述电压获取模块包括：继电器模块和模数转换模块，其中所述继电器模块具有多路输入端，所述继电器模块的控制端与所述控制器连接，每路输入端与一个所述单体电池连接，输出端与所述模数转换模块连接，所述模数转换模块的输出端与所述控制器连接；所述控制器控制所述继电器模块导通第一输入端与输出端，与所述继电器模块的第一输入端连接的所述单体电池将自身的电压值信号通过所述继电器模块传输至所述模数转换模块，所述模数转换模块将所述电压值信号由模拟信号转换为数字信号并传输至所述控制器。进一步地，所述电压获取模块还包括光电耦合模块；所述光电耦合模块连接于所述模数转换模块与所述控制器之间；所述光电耦合模块用于将来自所述模数转换模块的电信号传输至所述控制器。进一步地，所述电压获取模块还包括信号调整模块，所述信号调整模块连接于所述继电器模块和所述模数转换模块之间；所述信号调整模块用于对来自继电器模块的电信号进行电压调整，并将电压调整之后的电信号传输至所述模数转换模块。进一步地，所述动力电池组的均衡装置还包括：保护模块；每个所述单体电池均与一所述保护模块连接，所述保护模块的控制端均与所述控制器连接。进一步地，所述第一晶体管、第二晶体管和所述第三晶体管均为场效应晶体管，并且每个所述第一晶体管和所述第二晶体管的源极、漏极之间设置有寄生二极管。进一步地，每个所述第一晶体管的漏极均串联一个二极管，并且所述第一晶体管的漏极与所述二极管的负极连接。进一步地，每个所述第二晶体管的漏极均串联一个二极管，并且所述第二晶体管的漏极与所述二极管的负极连接。依据本专利技术的又一个方面，提供了一种动力电池组的均衡系统，包括如上所述的动力电池组的均衡装置。依据本专利技术的又一个方面，提供了一种动力电池组的均衡系统的均衡方法，所述动力电池组的均衡系统为如上所述的均衡系统，所述方法包括：动力电池组的均衡系统获取动力电池组中单体电池的电压值，以及所述动力电池组的工作状态，其中所述动力电池组的工作状态包括：充电模式、放电模式和静置模式；在所述动力电池组的工作状态为充电模式时，若所述单体电池的电压值中第一单体电池的电压值大于剩余所述单体电池的电压值，并且大于第一预定阈值时，对所述第一单体电池进行放电；在所述动力电池组的工作状态为放电模式或者静置模式时，若所述单体电池的电压值中第一单体电池的电压值小于剩余所述单体电池的电压值，并且小于第三预定阈值时，对所述第一单体电池进行充电。本专利技术的有益效果是：上述技术方案，将每个单体电池与反激变换器的一个次级线圈串联，并将反激变换器的初级线圈与动力电池组的正极和负极连接，从而可以实现对单体电池单独的充电和放电；并且通过第一选择模块和第二选择模块导通的线路，实现对部分需要放电的单体电池进行放电，对部分需要充电的单体电池进行充电，从而均衡动力电池组中的单体电池。附图说明图1表示本专利技术实施例提供的一种动力电池组的均衡装置示意图；图2表示本专利技术实施例提供的一种动力电池组的均衡装置等效示意图之一；图3表示本专利技术实施例提供的一种动力电池组的均衡装置等效示意图之二；图4表示本专利技术实施例提供的保护模块示意图；图5表示本专利技术实施例提供的一种动力电池组的均衡方法应用示意图。附图标记说明：11、反激变换器；12、第一选择模块；13、第二选择模块；L1、次级线圈；L2、初级线圈；B、单体电池；B2、第二单体电池；Q1、第一晶体管；T1、第二晶体管；Qt、第三晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动力电池组的均衡装置，其特征在于，包括：反激变换器(11)，所述反激变换器(11)的每个次级线圈(L1)均与动力电池组中的一个单体电池(B)串联，并且所述次级线圈(L1)与所述单体电池(B)之间连接有第一选择模块(12)；所述反激变换器(11)的初级线圈(L2)分别连接所述动力电池组的正极和负极，所述初级线圈(L2)与所述动力电池组之间连接有第二选择模块(13)；控制器，所述第一选择模块(12)和所述第二选择模块(13)均与所述控制器连接；电压获取模块，所述电压获取模块与所述动力电池组中的单体电池(B)以及控制器均连接；所述电压获取模块，用于获取所述单体电池(B)的电压值并传输至所述控制器，所述控制器用于根据所述电压值，控制所述第一选择模块(12)连通所述单体电池(B)、所述次级线圈(L1)和所述第一选择模块(12)所在的回路，以及控制所述第二选择模块(13)连通所述动力电池组、所述初级线圈(L2)和所述第二选择模块(13)所在的回路。

【技术特征摘要】
1.一种动力电池组的均衡装置，其特征在于，包括：反激变换器(11)，所述反激变换器(11)的每个次级线圈(L1)均与动力电池组中的一个单体电池(B)串联，并且所述次级线圈(L1)与所述单体电池(B)之间连接有第一选择模块(12)；所述反激变换器(11)的初级线圈(L2)分别连接所述动力电池组的正极和负极，所述初级线圈(L2)与所述动力电池组之间连接有第二选择模块(13)；控制器，所述第一选择模块(12)和所述第二选择模块(13)均与所述控制器连接；电压获取模块，所述电压获取模块与所述动力电池组中的单体电池(B)以及控制器均连接；所述电压获取模块，用于获取所述单体电池(B)的电压值并传输至所述控制器，所述控制器用于根据所述电压值，控制所述第一选择模块(12)连通所述单体电池(B)、所述次级线圈(L1)和所述第一选择模块(12)所在的回路，以及控制所述第二选择模块(13)连通所述动力电池组、所述初级线圈(L2)和所述第二选择模块(13)所在的回路。2.根据权利要求1所述的动力电池组的均衡装置，其特征在于，所述第一选择模块(12)为并联设置的第一晶体管(Q1)和第二晶体管(T1)，所述第二选择模块(13)为并联设置的第三晶体管(Qt)和第四晶体管(Dt)；所述控制器具体用于根据所述电压值，控制所述第一晶体管(Q1)、第二晶体管(T1)和所述第三晶体管(Qt)的导通与断开。3.根据权利要求2所述的动力电池组的均衡装置，其特征在于，所述控制器，还用于获取所述动力电池组的工作模式，其中所述动力电池组的工作模式包括：充电模式、放电模式和静置模式。4.根据权利要求3所述的动力电池组的均衡装置，其特征在于，所述控制器在所述动力电池组的工作模式为充电模式，所述单体电池(B)中的第一单体电池的电压值大于剩余所述单体电池(B)的电压值，并且大于第一预定阈值时，控制所述第一晶体管(Q1)和所述第二晶体管(T1)中，仅与所述第一单体电池连接的所述第一晶体管(Q1)导通。5.根据权利要求3所述的动力电池组的均衡装置，其特征在于，所述控制器在所述动力电池组的工作模式为充电模式，所述单体电池(B)中的第一单体电池的电压值大于剩余所述单体电池(B)的电压值，大于第一预定阈值，并且大于或等于第一阈值时，控制所述第一晶体管(Q1)和所述第二晶体管(T1)中，仅与所述第一单体电池连接的所述第一晶体管(Q1)导通，其中所述第一阈值为所述单体电池(B)的电压值中除去最高电压值与最低电压值之后的平均电压值与第二预定阈值的和。6.根据权利要求3所述的动力电池组的均衡装置，其特征在于，所述控制器在所述动力电池组的工作模式为放电模式或者静置模式，所述单体电池(B)中的第一单体电池的电压值小于剩余所述单体电池(B)的电压值，并且小于第三预定阈值时，控制所述第一晶体管(Q1)和所述第二晶体管(T1)中，仅与所述第一单体电池连接的所述第二晶体管(T1)导通，以及所述第三晶体管(Qt)导通。7.根据权利要求3所述的动力电池组的均衡装置，其特征在于，所述控制器在所述动力电池组的工作模式为放电模式或者静置模式，所述单体电池(B)中的第一单体电池的电压值小于剩余所述单体电池(B)的电压值，并且小于第三预定阈值，并且小于或等于第二阈值时，控制所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马淑倩，陈卓，杨重科，韩广璞，
申请(专利权)人：北京新能源汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11