[發明專利]一種動力電池均衡轉換系統及電池包

在審

• 申請號: 201710963672.6
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107863469A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 商平
• 申請（專利權）人: 北京普萊德新能源電池科技有限公司
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M10/42;B60L11/18
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立

技術領域

本發明涉及電動汽車領域，尤其涉及一種動力電池系統設計。

背景技術

電動汽車電池包的壽命很大程度上取決于其電池包內各電池電壓的一致性。由于電池制造過程中，各種材料和工藝參數不能嚴格一致，使各電池之間電壓都會存在一定偏差。隨著車輛運行時間延長，這種偏差會越來越大，造成電池系統效率降低，壽命減短。為解決這個問題，通常需要在電池系統運行一段時間后為其做均衡維護，為電壓低的電池補電，使電池系統內各電池之間的電壓偏差減小。目前這項工作主要在維修站完成，這為車輛使用造成很大不便。為此，各車企都在試圖開發實用化的均衡技術，即把均衡工作在車輛使用時完成，不用到維修站。但到目前為止，尚未見到有很好的解決方案。原因之一，是無法在現有系統結構內，將需要做均衡的電池組從電池包內的串聯電池隊列中獨立區別出來。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明提出一種技術方案，其有益效果是：可以將電池組的串聯隊列變成并聯隊列，這樣不僅可以把需要做均衡的電池區別出來，并可利用電池包內部的電池組自行完成補電均衡，從而解決電池包內各電池電壓不一致的問題，可以提高動力電池系統的使用效率和壽命。具體設計如下：

一種動力電池均衡轉換系統，其特征在于：所述系統至少包括兩個均衡開關陣列單元，每個所述陣列單元包括均衡總線，電極引線，開關器，每條電極引線通過開關器和所述均衡總線連接，各陣列單元之間按下述方式連接：

a,一個陣列單元的末端電極引線通過一個功率開關器和另一個陣列單元的首端電極引線連接；

b,各陣列單元的均衡總線對應連接。

根據以上設計的轉換系統，每個所述陣列單元包括兩條均衡總線，分別設為L線和H線，各陣列單元包括N+1條電極引線，首端電極引線通過一個開關器與所述L線連接，其余各電極引線通過兩個開關器分別與所述L線和所述H線連接。

根據以上設計的轉換系統，還包括電阻器，所述電阻器串接在各所述電極引線與所述均衡總線的回路中。

根據以上設計的轉換系統，所述電阻器的阻值為0.1-10Ω。

根據以上設計的轉換系統,各陣列單元之間的均衡總線通過開關器對應連接。

根據以上設計的轉換系統，所述開關器采用繼電器，或晶體管，所述功率開關器采用繼電器，接觸器，或大功率晶體管。

所述晶體管可以選用功率三極管(GTR)、場效應管(MOSFET)、可關斷晶閘管(GTO)、絕緣柵雙極三極管(IGBT)、MOS控制晶閘管(MCT)、靜電感應晶體管(SIT)、靜電感應晶閘管(場控晶閘管，SITH)或集成門極換流晶閘管(IGCT)等。

一種動力電池包，其特征在于，所述電池包裝有以上設計動力電池均衡轉換系統。

附圖說明

圖1為實施例1的系統示意圖；

圖2為實施例1的應用示意圖；

圖3為實施例2的系統示意圖；

圖4為實施例2的應用示意圖；

實施例1

圖1是本發明所述動力電池均衡轉換系統的一個實例。該系統由D，E兩個均衡開關陣列單元組合而成。D單元共有4條電極引線，d0到d3，可接入3組電池。首端電極引線d0通過開關器D0接到均衡總線L線上。末端電極引線d3通過兩組開關器D31，D32分別接到L線和H線上。如圖所示，中間的電極引線d1，d2的接法與d3相同，各通過兩組開關器D11，D12，D21，D22，分別接到L線和H線上。E單元有5條電極引線，e0到e4，可接入4組電池。如圖所示，E單元的各電極引線也通過對應的開關器接入到均衡總線L，H上。D單元的末端電極引線d3和E單元的首端電極引線e0之間通過功率開關器J12連接。

圖2是這個系統的應用示例。圖中A1到A7是7組電池，組成一個串聯隊列，可對外輸出電能。當這個串聯隊列按圖中方式接入本發明的均衡轉換系統后，可以變成并聯隊列，從而可以實現均衡功能。方法如下：假設A2電壓較低，A5，A6相對電壓較高。斷開J12，然后接通開關器D11，D22，E11，E32，其他開關器保持斷開，就可使A2與A5，A6的串聯隊列形成并聯。由于A5，A6的串聯隊列電壓較高，則可以實現對A2的充電均衡功能。

在本例中，開關器D n，En可采用繼電器，形成繼電器陣列開關。功率開關器J12可采用接觸器。保護電阻R取0.5Ω。