一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备技术

本发明专利技术公开一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备，涉及动力电池模组均衡设备技术领域。所述负荷均衡控制方法包括：在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡；在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致。通过本发明专利技术的实施例，可以合理地均衡动力电池模组中各个电源模块的负荷，实现电流在各个电源模块上的均衡分布，均衡的负荷分布可以最大化地提高动力电池模组的工作效率，同时提高动力电池系统的安全性和动力电池模组均衡设备的寿命。系统的安全性和动力电池模组均衡设备的寿命。系统的安全性和动力电池模组均衡设备的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备


[0001]本专利技术涉及动力电池均衡设备领域，尤其涉及一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备。

技术介绍

[0002]随着全球环保意识的增强，越来越多的人在购买汽车时选择电动汽车(Electric Vehicles，EV)，这使得电动汽车越来越普及。
[0003]电动汽车的核心部件为动力电池模组，为了使动力电池模组的电流能够均衡输出，一般要使用均衡设备对动力电池模组中的各个电池进行负载均衡控制，以消除动力电池模组中电源差异影响，提高电动汽车的系统安全性。
[0004]当前，动力电池模组均衡设备的实现方案，充电部分基本都由多个小电源模块组合而成，由于电源模块之间个体差异会引起的负荷不均衡。放电部分由多个电阻或者MOS管(MOS管是MOSFET(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field
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Effect Transistor，金属
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氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管)进行自然放电，无法实现放电电流的精确控制。从而使动力电池模组均衡设备不能合理地均衡各个电源模块的负荷，降低动力电池模组的工作效率，降低动力电池系统的安全性。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例旨在提供一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备，可以解决现有的动力电池模组均衡设备不能合理地均衡各个电源模块的负荷，降低动力电池模组的工作效率，降低动力电池系统的安全性的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术第一方面实施例提供一种动力电池模组均衡设备的负荷均衡控制方法，所述负荷均衡控制方法包括：
[0007]在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡；
[0008]在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致。
[0009]可选地，所述在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡的步骤包括：
[0010]在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块进行并联组合，各个电源模块的输出电流一致，实现动力电池模组的负荷均衡；
[0011]在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块进行串联组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号，实现各个电源模块的输出电流一致。
[0012]可选地，动力电池模组均衡设备包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电源模块、第二电源模块、二选一选择器、第一隔离电源、第一电流采样电阻和第二电流采样电阻；
[0013]所述在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡的步骤包括：
[0014]在确定动力电池模组均衡设备中各个电源模块的工作模式后，所述在动力电池模组充电时，将输入的PWM占空比信号转换成参考电压，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器采用相同的所述参考电压，所述第一电流采样电阻的反馈输出到所述第一运算放大器的负输入，所述第二电流采样电阻的反馈输出到所述第二运算放大器的负输入；
[0015]所述第一运算放大器输出充电控制信号控制所述第一电源模块；
[0016]所述第二运算放大器的输出和所述第一隔离电源将来自第一运算放大器输出的充电控制信号经过所述二选一选择器选择后输出给所述第二电源模块，使所述第二电源模块具有和所述第一电源模块相同的充电控制信号。
[0017]可选地，所述在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，包括：
[0018]第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围；
[0019]第二级放电策略包括通过MOS管结合运算放大器调整放电电流的具体大小，实现放电电流的精确控制。
[0020]可选地，所述第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围，包括：
[0021]配置四个放电通道，分别为第一放电通道、第二放电通道、第三放电通道和第四放电通道，每个放电通道对称分布，每个放电通道配置若干个放电电阻和若干个开关，每一个放电电阻与一个开关并联，由所述开关控制与其并联的放电电阻是否加入放电回路。
[0022]可选地，所述第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围，还包括：
[0023]配置第一MOS管，所述第三放电通道和第一放电通道串联后连接至所述第一MOS管的漏极，所述第一MOS管的源极与第一分流器电性连接；
[0024]配置第二MOS管，所述第四放电通道和第二放电通道串联后连接至所述第二MOS管的漏极，所述第二MOS管的源极与第二分流器电性连接。
[0025]可选地，所述动力电池模组均衡设备包括第三运算放大器、第七MOS管、第八MOS管、第三电流采样电阻、第四电流采样电阻、第一负载电阻、第二负载电阻和第二隔离电源；
[0026]所述第二级放电策略包括通过MOS管结合运算放大器调整放电电流的具体大小，包括：
[0027]在确定所述动力电池模组均衡设备放电的工作模式后，所述动力电池模组均衡设备在放电时，将输入的PWM占空比信号转换成参考电压，所述第三运算放大器的输出控制第七MOS管和通过所述第二隔离电源控制第八MOS管；所述第三电流采样电阻的反馈输入到所述第三运算放大器的负输入端；
[0028]使用所述第二隔离电源，使第八MOS管的参考地与第七MOS管的参考地一致；
[0029]所述第一负载电阻和第二负载电阻大小相等，对称分布，使得通过第一负载电阻和第二负载电阻的放电电流相等。
[0030]可选地，所述负荷均衡控制方法还包括：在动力电池模组放电时，根据放电电流和动态配置放电电阻，将放电产生的热量分布上在按照预设电阻组合选择算法选出的易于散热的放电电阻上。
[0031]可选地，所述预设电阻组合选择算法包括：
[0032]a1、测量动力电池模组的当前电压，根据期望的放电电流，计算期望放电电阻；
[0033]a2、在放电电阻组合中，查找比期望放电电阻阻值小的最大放电电阻组合；
[0034]a3、计算最大放电电阻上分布的功率和在MOS管上分布功率，如果最大放电电流大于期望放电电流，则采用期望放电电流参与计算；如果最大放电电流小于期待放电电流，则采用最大放电电流参与计算；
[0035]a4、如果在MOS管上分布功率小于允许的最大功率，则选用所述最大放电电阻组合放电；否则转步骤a5；
[0036]a5、从放电电阻组合中查找比期望放电电阻大的放电电阻组合，重新执行步骤a3和步骤a4，直到找到在MOS管上分布功率在允许的最大放电功率为止。
[0037]相应地，本专利技术第二方面实施例提供一种动力电池模组均衡本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负荷均衡控制方法，应用于动力电池模组均衡设备，其特征在于，所述负荷均衡控制方法包括：在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡；在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致。2.根据权利要求1所述的负荷均衡控制方法，其特征在于，所述在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡的步骤包括：在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块进行并联组合，各个电源模块的输出电流一致，实现动力电池模组的负荷均衡；在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块进行串联组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号，实现各个电源模块的输出电流一致。3.根据权利要求2所述的负荷均衡控制方法，其特征在于，动力电池模组均衡设备包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电源模块、第二电源模块、二选一选择器、第一隔离电源、第一电流采样电阻和第二电流采样电阻；所述在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡的步骤包括：在确定动力电池模组均衡设备中各个电源模块的工作模式后，所述在动力电池模组充电时，将输入的PWM占空比信号转换成参考电压，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器采用相同的所述参考电压，所述第一电流采样电阻的反馈输出到所述第一运算放大器的负输入，所述第二电流采样电阻的反馈输出到所述第二运算放大器的负输入；所述第一运算放大器输出充电控制信号控制所述第一电源模块；所述第二运算放大器的输出和所述第一隔离电源将来自第一运算放大器输出的充电控制信号经过所述二选一选择器选择后输出给所述第二电源模块，使所述第二电源模块具有和所述第一电源模块相同的充电控制信号。4.根据权利要求1所述的负荷均衡控制方法，其特征在于，所述在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，包括：第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围；第二级放电策略包括通过MOS管结合运算放大器调整放电电流的具体大小，实现放电电流的精确控制。5.根据权利要求4所述的负荷均衡控制方法，其特征在于，所述第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围，包括：配置四个放电通道，分别为第一放电通道、第二放电通道、第三放电通道和第四放电通道，每个放电通道对称分布，每个放电通道配置若干个放电电阻和若干个开关，每一个放电电阻与一个开关并联，由所述开关控制与其并联的放电电阻是否加入放电回路。6.根据权利要求5所述的负荷均衡控制方法，其特征在于，所述第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维林，
申请(专利权)人：深圳市道通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：