[實用新型]電池組均衡裝置及電動汽車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520364795.4
• 申請日: 2015-05-29
• 公開（公告）號: CN204651425U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設計）人: 趙坤
• 申請（專利權）人: 北京利維能電源設備有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48;H01M10/46
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 賈滿意

技術領域

本實用新型涉及電動汽車技術領域，特別是涉及一種電池組均衡裝置及電動汽車。

背景技術

一般的電動汽車鋰離子電池管理系統(tǒng)的均衡方法有主動均衡與被動均衡兩個主要分類。在主動均衡中，利用隔離開關電源實現(xiàn)單體電池和整組電池之間的能量傳輸，使得平均值較高的電芯能量轉移到串聯(lián)的電池組而降低該節(jié)電池的電壓，或者由電池組向電壓較低的電芯充電達到單體間的平衡。系統(tǒng)硬件上一般含有用于切換開關電源輸入與輸出的通路選擇開關，DC-DC變換器及控制電路。當電池組的結構為集中式時，即電池組的總電壓較低、串聯(lián)數(shù)量較少時，單節(jié)電池和整組電池的節(jié)點都處于一個電池箱體內，以上方法容易實現(xiàn)。

但當電池組電壓較高、串聯(lián)數(shù)量較多時，或系統(tǒng)由多個獨立的電池箱構成分布式系統(tǒng)時，箱體之間往往需要串聯(lián)，每一個箱體內部的不平衡的電芯只能在該箱體內部實現(xiàn)能量轉換，很難跨越電池箱達到單節(jié)電池和整組電池之間的能量傳遞。雖然均衡可以將每箱內的電池調節(jié)平衡，但最終會造成箱體見電壓不平衡并且不能修復。當電池箱的數(shù)量較多時，最終的不平衡程度較大。

在實際應用中，例如電動乘用車的電池系統(tǒng)往往會采用100串或更多的鋰離子電池串聯(lián)，即使能夠在統(tǒng)一的區(qū)域或電池殼體內布置，如果采用上述的均衡方法，則需要將每串電池和高壓電池母線間進行不限連接，往往較為繁瑣，數(shù)量龐大的布線和連接件使系統(tǒng)的可靠性和安全性降低。

實用新型內容

鑒于現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀，本實用新型的目的在于提供一種電池組均衡裝置及電動汽車，各個單體電池可控的與輔助電源連接，即可以電池箱內單體電池之間的能量均衡，也便于實現(xiàn)電池箱之間的能量均衡，且布線簡單，提高了電池系統(tǒng)的可靠性和安全性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種電池組均衡裝置，包括：

至少兩個電池箱，每個所述電池箱均包括選通開關、電源變換器組和至少兩個并聯(lián)設置的單體電池，每個所述單體電池串聯(lián)所述選通開關后連接在第一母線和第二母線之間，所述第一母線和所述第二母線連接至所述電源變換器組；

輔助電源，所述輔助電源通過第三母線和第四母線連接至所述電源變換器組，使得所述輔助電源與所述第一母線和所述第二母線隔離；以及

電池管理模塊，所述電池管理模塊與各個所述單體電池電連接，適用于根據(jù)各個所述單體電池的電壓值相對于平均電壓值的誤差控制所述單體電池對應的選通開關和電源變換器組啟動或關閉，以啟動或停止所述單體電池與所述輔助電源之間的能量均衡；其中，所述平均電壓值為所有的所述單體電池的電壓值的平均值。

在其中一個實施例中，每個所述電池箱中的至少兩個并聯(lián)的單體電池形成電池組，所述電源變換器組與所述電池組一一對應設置。

在其中一個實施例中，所述選通開關包括第一選通開關和第二選通開關，每個所述電源變換器組包括第一電源變換器和第二電源變換器，所述第一電源變換器和所述第二電源變換器均包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子；

每個所述電池組中的所述單體電池的正極串聯(lián)所述第一選通開關后連接至所述第一母線，每個所述電池組中的所述單體電池的負極串聯(lián)所述第二選通開關后連接至所述第二母線，所述第一電源變換器和所述第二電源變換器的第一端子分別連接至所述第一母線，所述第一電源變換器和所述第二電源變換器的第二端子分別連接至所述第二母線；

所述第一電源變換器和所述第二電源變換器的第三端子分別連接至所述第三母線，所述第一電源變換器和所述第二電源變換器的第四端子分別連接至所述第四母線；所述輔助電源的一端連接至所述第三母線，所述輔助電源的另一端連接至所述第四母線。

在其中一個實施例中，所述第一電源變換器和所述第二電源變換器均為雙向DC-DC變換器。

在其中一個實施例中，所述輔助電源為12V的穩(wěn)壓源。

在其中一個實施例中，所述電池管理模塊還包括采樣單元、第一運算單元和第二運算單元；

所述采樣單元分別與所述單體電池電連接，適用于實時采集所有的所述單體電池的電壓值；

所述第一運算單元與所述采樣單元電連接，適用于計算所有的所述單體電池的電壓值的平均值以得到所述平均電壓值；

所述第二運算單元與所述采樣單元和所述第一運算單元電連接，適用于計算各個所述單體電池的電壓值相對于所述平均電壓值的誤差。

在其中一個實施例中，所述電池管理模塊還包括比較判斷單元，所述比較判斷單元與所述第二運算單元電連接；