用于电池组的主动均衡装置制造方法及图纸

本申请涉及电池充电领域，公开了一种用于电池组的主动均衡装置，电池组包括串联的多个电池单元，主动均衡装置包括：多层均衡电路，每一层均衡电路包括串联的至少一个均衡单元，每一个均衡单元包括串联的两个可控开关和一个电感器，串联的两个可控开关连接到多个电池单元中的串联的至少两个电池单元的两端，一个电感器连接在两个可控开关之间的节点与至少两个电池单元的中间节点之间，该中间节点将至少两个电池单元分成电池单元数量相同的两组电池单元；电压传感器，用于检测每一个电池单元两端的电压；控制器，用于接收电压传感器检测到的每一组电池单元两端的电压，根据电压逐层控制多层均衡电路中的每一层均衡电路执行电压均衡操作。

【技术实现步骤摘要】
用于电池组的主动均衡装置
本申请涉及电池充电领域，具体涉及一种用于电池组的主动均衡装置。
技术介绍
在电力领域，锂电池以其能量密度高、体积小、环保等优势逐渐成为电动汽车、储能以及通信后备电源的主流动力来源。在实际使用时，锂电池均采用电池组的形式。但锂电池在生产时由于环境、生产机器等方面的原因会不可避免地出现的微小性能差异，这就导致了锂电池组中的每个锂电池可能出现每节电池的电压值不同的情况，在多次使用后，这些电池的电压差会逐渐增大，如果不及时进行均衡处理，这些不断增大的不一致性会导致锂电池组的寿命提前耗尽。目前常见的均衡方式是采用被动均衡电路，该被动均衡电路主要通过在每节电池单体两端并联一个功率电阻和开关，当某节电池电压较高时，吸合开关，消耗部分电量，直至达到均衡状态。这样的均衡电路虽然可以在一定程度上对电池进行均衡处理。但是，由于均衡过程是将电能转化为热能，尤其是在对由多电池组组成的电池阵列进行均衡时，其散热过程就必须配置相应的冷却设备，这就使得工业生产中的成本大大增加并且将电能转化成热能会造成无谓的电力浪费；此外，如果散热不合理的话，会导致整个电池组合均衡模块温度过高，导致电池加速衰减以及均衡模块烧毁的后果。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种用于电池组的主动均衡装置，该主动均衡装置能够将锂电池组中电压高的锂电池中的电量转化到电压低的锂电池中，取代了将电能转化成热能的均衡流程，同时采用多层均衡电路的组成形式，能够同时对多电池组组成的电池阵列进行均衡，不仅节约了能源，同时还降低了电池因为散热不当而导致寿命耗尽过快的风险。为了实现上述目的，本申请提供一种用于电池组的主动均衡装置，该主动均衡装置包括：多层均衡电路，每一层均衡电路包括至少一个均衡单元，每一个均衡单元包括串联的两个可控开关和一个电感器，该串联的两个可控开关连接到多个电池单元中的串联的至少两个电池单元的两端，一个电感器连接在两个可控开关之间的节点与至少两个电池单元中间节点之间，该中间节点将至少两个电池单元分成电池单元数量相同的两组电池单元；电压传感器，用于检测每一个电池单元两端的电压；控制器，用于接收电压传感器检测到的每一组电池单元两端的电压，根据该电压逐层控制多层均衡电路中的每一层均衡电路执行电压均衡操作。可选地，多层均衡电路中的第一层均衡电路中的每一个均衡单元所连接的电池单元的数量可以为2个。可选地，多层均衡电路中的最后一层均衡电路可以包括一个均衡单元，与该一个均衡单元连接的两组电池单元中的每一组电池单元的数量为多个电池单元的数量的一半。可选地，多层均衡电路中的下一层均衡电路中的每一个均衡单元所连接的电池单元的数量是多层均衡电路中的上一层均衡电路中的每一个均衡单元所连接的电池单元的数量的两倍。可选地，该控制器可以为电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)。通过上述技术方案，该主动均衡装置能够将锂电池组中电压高的锂电池中的电量转化到电压低的锂电池中，取代了将电能转化成热能的均衡流程，同时采用多层均衡电路的组成形式，能够同时对多电池组组成的电池阵列进行均衡，不仅节约了能源，同时还降低了电池因为散热不当而导致寿命耗尽过快的风险。本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，但并不构成对本申请的限制。在附图中：图1是根据本申请的一实施方式的用于电池组的主动均衡装置的结构框图；图2是根据本申请的一实施方式的主动均衡装置中的多层均衡电路的结构示意图；图3是可以由图1中示出的主动均衡装置执行的根据本申请的一实施方式的均衡单元的均衡方法的流程图；图4是可以由图1中示出的主动均衡装置执行的根据本申请的一实施方式的均衡单元的均衡方法的流程图；图5是可以由图1中示出的主动均衡装置执行的根据本申请的一实施方式的均衡单元的均衡方法的流程图；以及图6是可以由图1中示出的主动均衡装置执行的根据本申请的一实施方式的均衡单元的均衡方法的流程图。附图标记说明1、电压传感器2、电池组3、多层均衡电路4、控制器L1～L41、电感器B1～B16、电池单元S1～S42、可控开关具体实施方式以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。图1是根据本申请的一实施方式的用于电池组的主动均衡装置的结构框图。如图1所示，在本申请的一个实施方式中，提供了一种用于电池组的主动均衡装置，该电池组2包括串联的多个电池单元，该主动均衡装置可以包括：多层均衡电路3，每一层均衡电路包括至少一个均衡单元，每一个均衡单元包括串联的两个可控开关和一个电感器，串联的两个可控开关连接到多个电池单元中的串联的至少两个电池单元的两端，一个电感器连接在两个可控开关之间的节点与至少两个电池单元的中间节点之间，该中间节点将至少两个电池单元分成电池单元数量相同的两组电池单元。图2示出了根据本申请的一实施方式的多层均衡电路的电路示意图。参考图2，图2中示出了电池组可以包括16个串联的电池单元B1～B16。第一层均衡电路可以包括16个可控开关S1～S16和8个电感器L1～L8，其中第一层均衡电路的均衡单元可以包括8个，例如其中一个均衡单元可以包括可控开关S1、S2和电感器L1。这两个可控开关S1和S2串联并连接到电池单元B1和B2的两端，电感器L1连接在串联的电池单元B1和B2之间的节点与可控开关S1和S2的之间的节点之间。这样，8个均衡单元串联连接。同样地，第二层均衡电路可以包括8个可控开关S21～S28、和4个电感器L21～L24，其中第二层均衡电路的均衡单元可以包括4个，例如其中一个均衡单元可以包括可控开关S21、S22和电感器L21。这两个可控开关S21和S22串联并连接到串联的4个电池单元B1～B4的两端，电感器L21连接在电池单元B2和B3之间的节点与可控开关S21和S22的之间的节点之间。也就是说，电感器L21将4个电池单元B1～B4分成数量相同的两组电池单元，一组包括电池单元B1和B2，另一组包括电池单元B3和B4。这样，4个均衡单元串联连接。第三层和第四层均衡电路的结构与前两层均衡电路的结构类似，只是可控开关和电感器的数量逐层减半。图2中示出的第四层均衡电路为最后一层均衡电路，其包括一个均衡单元。虽然图2中示出了16个电池单元和四层均衡电路，但是，本领域技术人员可以理解，电池单元的数量可以是任意的，多层均衡电路的层数也可以是任意的。出于优化结构的考虑，电池单元的数量可以是2n个，多层均衡电路为n层，其中n是大于1的正整数。主动均衡装置还可以包括：电压传感器1，用于检测每一组电池单元B1～B16两端的电压；控制器4，用于接收电压传感器检测到的每一组电池单元B1～B16两端的电压，根据该电压逐层控制均衡电路中的每一层均衡电路执行电压均衡操作。例如，参考图2，控制器4可以先控制第一层均衡电路对电池单元B1～B16进行电压均衡，再控制第二层均衡电路对电池单元B1～B16进行均衡，以此类推，直至控制最后一层(图2中示出的第四层)均衡电路对电池单元B1～B16进行均衡。控制器4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电池组的主动均衡装置，其特征在于，所述电池组(2)包括串联的多个电池单元，所述主动均衡装置包括：多层均衡电路(3)，每一层均衡电路包括串联的至少一个均衡单元，每一个均衡单元包括串联的两个可控开关和一个电感器，所述串联的两个可控开关连接到所述多个电池单元中的串联的至少两个电池单元的两端，所述一个电感器连接在所述两个可控开关之间的节点与所述至少两个电池单元的中间节点之间，该中间节点将所述至少两个电池单元分成电池单元数量相同的两组电池单元；电压传感器(1)，用于检测每一个电池单元两端的电压；控制器(4)，用于接收所述电压传感器(1)检测到的每一个电池单元两端的电压，根据所述电压逐层控制所述多层均衡电路中的每一层均衡电路执行电压均衡操作。

【技术特征摘要】
1.一种用于电池组的主动均衡装置，其特征在于，所述电池组(2)包括串联的多个电池单元，所述主动均衡装置包括：多层均衡电路(3)，每一层均衡电路包括串联的至少一个均衡单元，每一个均衡单元包括串联的两个可控开关和一个电感器，所述串联的两个可控开关连接到所述多个电池单元中的串联的至少两个电池单元的两端，所述一个电感器连接在所述两个可控开关之间的节点与所述至少两个电池单元的中间节点之间，该中间节点将所述至少两个电池单元分成电池单元数量相同的两组电池单元；电压传感器(1)，用于检测每一个电池单元两端的电压；控制器(4)，用于接收所述电压传感器(1)检测到的每一个电池单元两端的电压，根据所述电压逐层控制所述多层均衡电路中的每一层均衡电路执行电压均...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁雄斌，梁茂森，王晶，宋涛，张勃兴，
申请(专利权)人：东莞中汽宏远汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44