车辆、能量均衡装置及其均衡方法制造方法及图纸

本申请提供一种车辆、能量均衡装置及其均衡方法，能量均衡装置包括电池包、桥臂单元、储能模块、开关模块以及控制模块，当第一电池组和第二电池组处于不均衡状态时，控制第一功率开关单元和第二功率开关单元交替导通，使储能模块处于交替储能和释能过程中，直至第一电池组与第二电池组处于均衡状态。本申请技术方案仅需要使用现有电路中的器件，无需额外增加均衡电路，将储能模块作为能量均衡的中介，先存储第一电池组和第二电池组中能量较高者输出的能量，再将能量释放给第一电池组和第二电池组中能量较低者，进而实现第一电池组与第二电池组的均衡，均衡速度快，不需要进行能量消耗，同时不需要增加变压器电路，降低了产品的体积和成本。和成本。和成本。

【技术实现步骤摘要】
车辆、能量均衡装置及其均衡方法


[0001]本申请涉及汽车
，尤其涉及一种车辆、能量均衡装置及其均衡方法。

技术介绍

[0002]目前，电池组采用串联、并联、混连等多种成组方式，不同的成组方式对电池组存在不一致性的影响；电池组的不一致性会严重影响到电池组的容量、寿命、安全等多个方面，在电池成组后，一般采用能量均衡对电池的不一致性进行管控。根据能量的流动和变换形式，现有电池的均衡方案分为被动均衡和主动均衡，电池组中的被动均衡一般是采用旁路放电电阻实现对电池组中高电量的电池子单元放电，使得高电量的电池子单元与最小电量的电池子单元保持一致。主动均衡采用能量转移的方式，将高电量的电池子单元的能量转移到低电量的电池子单元，常用变压器实现电量的转移。关于被动均衡，其均衡过程是将高电量的电池子单元中的能量通过旁路电阻转化成热能进行消耗，最终实现锂电池组中的电池子单元能量的一致。该过程中需要电池均衡耗电，同时，受限于旁路电阻的耗散功率与体积，均衡速度较慢。关于主动均衡，其均衡过程是将能量从高电量电池子单元中转移到低电量电池的子单元中，无能量耗损，但是电路中变压器成本高，以及体积大。
[0003]综上所述，现有电池均衡方式中存在被动均衡方式均衡速度慢，并且需要能量损耗的问题，以及主动均衡方式中存在变压器导致成本高，体积大的问题。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种车辆、能量均衡装置及其均衡方法，以解决现有技术中存在的被动均衡方式均衡速度慢并且需要能量损耗以及主动均衡方式中存在变压器导致成本高体积大的问题。
[0005]本申请是这样实现的，本申请第一方面提供一种能量均衡装置，所述能量均衡装置包括：
[0006]电池包、桥臂单元、储能模块、开关模块以及控制模块，所述电池包包括第一电池组和第二电池组，所述第一电池组与所述第二电池组串联，所述桥臂单元包括第一功率开关单元和第二功率开关单元，所述第一功率开关单元的第一端连接第一电池组的正极，所述第一功率开关单元的第二端连接所述储能模块的第一端和所述第二功率开关单元的第一端，所述储能模块的第二端连接所述开关模块的第一端，所述开关模块的第二端连接在所述第一电池组和所述第二电池组之间，所述第二电池组的负极连接所述第二功率开关单元的第二端，所述控制模块分别连接所述第一功率开关单元的控制端、所述第二功率开关单元的控制端以及所述开关模块的控制端；
[0007]所述控制模块被配置为：当所述第一电池组和所述第二电池组处于不均衡状态时，控制所述开关模块导通，并控制所述第一功率开关单元和所述第二功率开关单元交替导通，使所述储能模块处于交替储能和释能过程中，直至所述第一电池组与所述第二电池组处于均衡状态。
[0008]本申请第二方面提供一种能量均衡装置的均衡方法，基于第一方面所述的能量均衡装置，所述均衡方法包括：
[0009]当所述第一电池组和所述第二电池组处于不均衡状态时，控制所述开关模块导通，并控制所述第一功率开关单元和所述第二功率开关单元交替导通，使所述储能模块处于交替储能和释能过程中，直至所述第一电池组与所述第二电池组处于均衡状态。
[0010]本申请第三方面提供一种车辆，所述车辆还包括第一方面所述的能量均衡装置。
[0011]本申请提供一种车辆、能量均衡装置及其均衡方法，能量均衡装置包括电池包、桥臂单元、储能模块、开关模块以及控制模块，控制模块被配置为：当第一电池组和第二电池组处于不均衡状态时，控制开关模块导通，并控制第一功率开关单元和第二功率开关单元交替导通，使储能模块处于交替储能和释能过程中，直至第一电池组与第二电池组处于均衡状态。本申请技术方案第一电池组和第二电池组处于不均衡状态时，仅需要使用现有电路中的器件，无需额外增加均衡电路，将储能模块作为能量均衡的中介，先存储第一电池组和第二电池组中能量较高者输出的能量，再将能量释放给第一电池组和第二电池组中能量较低者，进而实现第一电池组与第二电池组的均衡，均衡速度快，不需要进行能量消耗，同时不需要增加变压器电路，降低了产品的体积和成本，解决了现有技术中存在的被动均衡方式均衡速度慢并且需要能量损耗以及主动均衡方式中存在变压器导致成本高体积大的问题。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1是本申请实施例一提供的一种能量均衡装置的结构示意图；
[0014]图2是本申请实施例一提供的一种能量均衡装置的电路图；
[0015]图3是本申请实施例一提供的一种能量均衡装置的另一电路图；
[0016]图4是本申请实施例一提供的一种能量均衡装置的电流路径图；
[0017]图5是本申请实施例一提供的一种能量均衡装置的另一电流路径图；
[0018]图6是本申请实施例一提供的一种能量均衡装置的另一电流路径图；
[0019]图7是本申请实施例一提供的一种能量均衡装置的另一电流路径图；
[0020]图8是本申请实施例一提供的一种能量均衡装置的另一电路图；
[0021]图9是本申请实施例二提供的一种能量均衡装置的另一电流路径图；
[0022]图10是本申请实施例二提供的一种能量均衡装置的另一电流路径图；
[0023]图11是本申请实施例二提供的一种能量均衡装置的另一电流路径图；
[0024]图12是本申请实施例二提供的一种能量均衡装置的另一电流路径图。
具体实施方式
[0025]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并
不用于限定本申请。
[0026]为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0027]本申请实施例提供一种能量均衡装置，如图1和图2所示，能量均衡装置包括：
[0028]电池包8、桥臂单元5、储能模块4、开关模块3以及控制模块，电池包8 包括第一电池组1和第二电池组2，第一电池组1与第二电池组2串联，桥臂单元5包括第一功率开关单元6和第二功率开关单元7，第一功率开关单元6 的第一端连接第一电池组1的正极，第一功率开关单元6的第二端连接储能模块4的第一端和第二功率开关单元7的第一端，储能模块4的第二端连接开关模块3的第一端，开关模块3的第二端连接在第一电池组1和第二电池组2之间，第二电池组2的负极连接第二功率开关单元7的第二端，控制模块分别连接第一功率开关单元6的控制端、第二功率开关单元7的控制端以及开关模块 3的控制端；
[0029]控制模块被配置为：当第一电池组1和第二电池组2处于不均衡状态时，控制开关模块3导通，并控制第一功率开关单元6和第二功率开关单元7交替导通，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能量均衡装置，其特征在于，所述能量均衡装置包括：电池包、桥臂单元、储能模块、开关模块以及控制模块，所述电池包包括第一电池组和第二电池组，所述第一电池组与所述第二电池组串联，所述桥臂单元包括第一功率开关单元和第二功率开关单元，所述第一功率开关单元的第一端连接第一电池组的正极，所述第一功率开关单元的第二端连接所述储能模块的第一端和所述第二功率开关单元的第一端，所述储能模块的第二端连接所述开关模块的第一端，所述开关模块的第二端连接在所述第一电池组和所述第二电池组之间，所述第二电池组的负极连接所述第二功率开关单元的第二端，所述控制模块分别连接所述第一功率开关单元的控制端、所述第二功率开关单元的控制端以及所述开关模块的控制端；所述控制模块被配置为：当所述第一电池组和所述第二电池组处于不均衡状态时，控制所述开关模块导通，并控制所述第一功率开关单元和所述第二功率开关单元交替导通，使所述储能模块处于交替储能和释能过程中，直至所述第一电池组与所述第二电池组处于均衡状态。2.如权利要求1所述的能量均衡装置，其特征在于，所述控制模块被配置为：当所述第一电池组和所述第二电池组处于不均衡状态且所述第一电池组的电量高于所述第二电池组的电量时，控制所述开关模块导通，并控制所述第一功率开关单元和所述第二功率开关单元交替导通，使所述第一电池组对所述储能模块的放电过程和所述储能模块对所述第二电池组的充电过程交替进行，直至所述第一电池组与所述第二电池组的电量均衡；当所述第一电池组和所述第二电池组处于不均衡状态且所述第一电池组的电量低于所述第二电池组的电量时，控制所述开关模块导通，并控制所述第二功率开关单元和所述第一功率开关单元交替导通，使所述第二电池组对所述储能模块的放电过程和所述储能模块对所述第一电池组的充电过程交替进行，直至所述第一电池组与所述第二电池组的电量均衡。3.如权利要求2所述的能量均衡装置，其特征在于，所述桥臂单元包括三相逆变器，所述储能模块包括电机绕组；所述能量均衡装置处于驱动模式时，所述第一电池组、所述第二电池组、所述开关模块、所述三相逆变器、所述电机绕组以及电机形成电机驱动电路；所述能量均衡装置处于均衡模式时，所述第一电池组、所述第二电池组、所述开关模块、所述三相逆变器以及所述电机绕组形成均衡电路。4.如权利要求3所述的能量均衡装置，其特征在于，所述第一功率开关单元包括第一功率开关、第二功率开关以及第三功率开关，所述第二功率开关单元包括第四功率开关、第五功率开关以及第六功率开关，所述电机绕组包括第一绕组、第二绕组以及第三绕组，所述第一功率开关的第一端、第二功率开关的第一端以及第三功率开关的第一端共接为所述第一功率开关单元的第一端，所述第一功率开关的第二端连接所述第四功率开关的第一端和所述第一绕组的第二端，所述第二功率开关的第二端连接所述第五功率开关的第一端和所述第二绕组的第二端，所述第三功率开关的第二端连接所述第六功率开关的第一端和所述第三绕组的第二端，所述第一绕组的第二端、所述第二绕组的第二端以及所述第三绕组的第二端共接为所述储能模块的第二端。
5.如权利要求1所述的能量均衡装置，其特征在于，所述能量均衡装置还包括第三功率开关单元、第四功率开关单元、电容以及变压器；所述能量均衡装置处于充电模式时，所述变压器、所述储能模块、所述电容、所述第一功率开关单元、所述第二功率开关单元、所述第三功率开关单元、所述第四功率开关单元、所述第一电池组、所述第二电池组形成谐振电路；所述能量均衡装置处于均衡模式时，所述第一电池组、所述第二电池组、所述开关模块、所述第一功率开关单元、所述第二功率开关单元以及所述储能模块形成均衡电路。6.如权利要求5所述的能量均衡装置，其特征在于，所述第一功率开关单元的第一端连接所述第三功率开关单元的第一端，所述第三功率开关单元连接所述变...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌和平，闫磊，翟震，高文，谢晋跃，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：