[發(fā)明專利]一種電池模組并聯(lián)均衡控制裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810627502.5
• 申請(qǐng)日: 2018-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN108551196A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊博文;李里;張舟;鄭帥;王磊;邵冰;劉穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 一汽-大眾汽車有限公司
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00
• 代理公司: 北京市萬(wàn)慧達(dá)律師事務(wù)所 11111
• 代理人: 黃玉東

本發(fā)明公開一種電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，用于由m個(gè)并聯(lián)組和n個(gè)串聯(lián)組的電芯組成的電池包，包括并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元、并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元和電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元。該裝置在正常工作模式時(shí)，電池包的每個(gè)并聯(lián)組中，至少兩個(gè)電芯通道被打開，形成并聯(lián)均衡回路，回路中的并聯(lián)均衡電阻會(huì)自發(fā)地對(duì)同一并聯(lián)組內(nèi)的電芯進(jìn)行電量均衡，以消除同一并聯(lián)組內(nèi)電芯的電壓差，避免電芯經(jīng)過反復(fù)充放電后，同一組的并聯(lián)電芯由于沒有電壓均衡機(jī)制，出現(xiàn)電壓差異而帶來的安全隱患。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明發(fā)明涉及蓄電池保護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種并聯(lián)均衡控制裝置。

背景技術(shù)

目前常見的高壓電池包都是由大量單體電池進(jìn)行串并聯(lián)組合形成的，而為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、便于裝配，一般會(huì)將電池單體分組形成電池模組，對(duì)電池模組進(jìn)一步組合形成電池包。以當(dāng)前電池單體技術(shù)和制造水平，在相同總電壓下，采用多并結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)增加續(xù)駛里程的有效方法。在電池包拓?fù)浞绞街校梢赃M(jìn)行先串后并，也可以進(jìn)行先并后串，兩種拓?fù)湫问皆谛阅芊矫嫱耆刃В诎踩阅苌嫌兴顒e，先串后并的形式在安全性上較先并后串的形式更好，更能抵抗單個(gè)或多個(gè)電芯的短路失效的影響。同時(shí)，對(duì)模組級(jí)別提出相同的安全要求時(shí)，模組內(nèi)部單體電池的并數(shù)越多，實(shí)現(xiàn)的難度越大。因此先串后并的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)電池的技術(shù)要求也會(huì)降低。

對(duì)于先串后并的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，最大的問題在于電芯經(jīng)過反復(fù)充放電后，同一組的并聯(lián)電芯由于沒有電壓均衡機(jī)制，會(huì)出現(xiàn)電壓差異，且這一趨勢(shì)會(huì)被逐漸放大，因此針對(duì)先串后并的連接形式需要對(duì)這一問題進(jìn)行解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，用于對(duì)先串后并拓?fù)湫问降碾姵匕械碾娦具M(jìn)行采集和均衡。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種電池模組并聯(lián)均衡控制裝置，用于由m個(gè)并聯(lián)組和n個(gè)串聯(lián)組的電芯組成的電池包，所述電池模組并聯(lián)均衡控制裝置包括并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元、并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元和電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元，其中，

所述并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元由若干并聯(lián)均衡電阻組成，每個(gè)所述并聯(lián)均衡電阻的其中一端連接于任意兩個(gè)級(jí)聯(lián)的相鄰電芯之間，所述并聯(lián)均衡電阻的另一端連接所述并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元；

所述并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元至少由m+1組并聯(lián)均衡換路器組成，每組所述并聯(lián)均衡換路器至少由n個(gè)并聯(lián)開關(guān)組成，所述開關(guān)的其中一端連接所述并聯(lián)均衡電阻的另一端，每組所述并聯(lián)均衡換路器的開關(guān)的另一端共接于同一換路器節(jié)點(diǎn)，且各組所述并聯(lián)均衡換路器采用相同的開關(guān)組合方式；進(jìn)行電芯電壓的并聯(lián)均衡時(shí)，每組所述并聯(lián)均衡換路器中的至少2個(gè)所述開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)。

所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元由多個(gè)ADC采樣芯片組成，所述ADC采樣芯片連接于相鄰的兩換路器節(jié)點(diǎn)之間。

優(yōu)選的，所述電池模組并聯(lián)均衡控制裝置還包括串聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元，所述串聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元包括m個(gè)串聯(lián)均衡模塊，每個(gè)所述串聯(lián)均衡模塊由串接而成的串聯(lián)均衡開關(guān)和串聯(lián)均衡電阻組成，每個(gè)所述串聯(lián)均衡模塊并聯(lián)一個(gè)所述ADC采樣芯片。

具體的，對(duì)于同一并聯(lián)組的所述電芯，通過所述并聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元實(shí)現(xiàn)所述電芯電壓的均衡；對(duì)于同一串聯(lián)組的所述電芯，通過所述并聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元和所述串聯(lián)均衡網(wǎng)絡(luò)單元共同實(shí)現(xiàn)所述電芯電壓的均衡。

優(yōu)選的，所述電池模組并聯(lián)均衡控制裝置還包括并聯(lián)均衡熔絲網(wǎng)絡(luò)單元，所述并聯(lián)均衡熔絲網(wǎng)絡(luò)單元串聯(lián)于所述并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元與所述并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元之間，所述并聯(lián)均衡熔絲網(wǎng)絡(luò)單元由多個(gè)并聯(lián)均衡熔絲電阻組成，所述并聯(lián)均衡換路器網(wǎng)絡(luò)單元的開關(guān)至少串聯(lián)一個(gè)所述并聯(lián)均衡熔絲電阻。

進(jìn)一步的，所述并聯(lián)均衡電阻網(wǎng)絡(luò)單元至少由(m+1)×n個(gè)所述并聯(lián)均衡電阻組成，每個(gè)所述并聯(lián)均衡電阻串聯(lián)至少一個(gè)所述并聯(lián)均衡熔絲電阻。

優(yōu)選的，所述電壓采樣網(wǎng)絡(luò)單元至少由m個(gè)ADC采樣芯片組成