用于电池包的补电电路和补电设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于电池包的补电电路和补电设备，其中补电电路包括：控制电路，用于获取电池包内的电芯的电压数据，确定电压最低的电芯；反转继电器电路用于向电压最低的电芯提供正向电压或反向电压；电芯继电器电路在控制电路的控制下可切换通断状态，以实现与对应的电芯导通或断开；总闸继电器电路用于将正向电压或反向电压连通至电压最低的电芯；电流检测电路用于检测充电前补电电源和电压最低的电芯的电流值；控制电路基于充电前补电电源和电压最低的电芯的电流方向，若满足预设条件时向反转继电器电路输出第一信号，不满足预设条件时向反转继电器电路输出第二信号

【技术实现步骤摘要】
用于电池包的补电电路和补电设备


[0001]本专利技术涉及电池补电
，尤其涉及一种用于电池包的补电电路和补电设备
。

技术介绍

[0002]在可充电电池领域，例如锂电池，电池包中为了安全和有效地管理成百上千的单颗电芯，电芯并不是随意的放在动力电池的壳里面，而是按照有序的方式放置，例如串
、
并联方式或组合
。
电池包内最小的单元就是电芯，一组电芯可以组成一个模组，而几个模组则可以组成一个锂电池包
。
[0003]其中，电芯指单个含有正
、
负极的电化学电芯，一般不直接使用
。
任何一颗电芯的损坏，都会导致整个电池包的损坏
。
模组可以理解为电芯经串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与电池包的中间产品
。
其结构必须对电芯起到支撑
、
固定和保护作用
。
电池包指的是电池定制的包装
、
封装
、
装配，主要工序分为加工
、
组装
、
包装三大部分
。
当数个模组被
BMS(
电池管理系统
)
和热管理系统共同控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做电池包
。
[0004]在科技飞速发展的今天，电池技术越来越成熟，也越来越复杂
。
不过电池本身的制造工艺可能会导致电芯与电芯之间存在明显的压差
。/>其次，电池充电和放电的不均衡也会导致电芯之间出现压差问题，以及外界的包括温度
、
使用状态都会对电池电压造成影响
。
当电池包内电芯之间存在压差时，容易出现“击穿”现象，从而引发火灾或爆炸等严重事故
。
此外，电芯之间的压差还可能导致电池自身的温度升高过快，进而导致电池失效或加速老化
。
[0005]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题：
[0006]如图1所示为一种电池包内电芯
10
的布置示意图，各电芯按照相同的正负极方向串联
。
实际中所有的电芯并非以相同的连接方式将其正负极连接至充电线路中，即某个
(
或某些
)
电芯的正极连接至其中一根充电线
(
为了区分，命名为
A
线
)、
负极连接至另一根充电线
(
命名为
B
线
)
，然而其他电芯的正极连接至充电线
(B
线
)、
负极连接至充电线
(A
线
)。
图1展示了其中一种连接方式，相邻的电芯以相反的连接方式将其正负极连接至充电线路中
。
由于目前市面上的补电设备只能满足单方向补电，当面对上述情况的电池包时，则无法满足补电需求
。
[0007]因此需要一种用于电池包的补电电路和补电设备，以至少部分地解决上述技术问题
。

技术实现思路

[0008]本专利技术实施例提供了一种用于电池包的补电电路和补电设备，可以满足正方向及反方向的补电需求
。
[0009]第一方面，本专利技术提供一种用于电池包的补电电路，所述补电电路包括：
[0010]控制电路，所述控制电路经由通讯电路可连接至所述电池包的
BMS
，用于获取所述
电池包内的电芯的电压数据，确定电压最低的电芯；
[0011]反转继电器电路，用于向所述电压最低的电芯提供用于充电的补电电源；其中，当接收所述控制电路输出的第一信号时提供正向电压，当接收所述控制电路输出的第二信号时提供等值的反向电压；
[0012]电芯继电器电路，分别与所述控制电路和对应的电芯连接，在所述控制电路的控制下可切换通断状态，以实现与所述对应的电芯导通或断开；
[0013]总闸继电器电路，分别与所述控制电路
、
所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路连接，用于将所述正向电压或所述反向电压经由所述电芯继电器电路连通至所述电压最低的电芯，以实现充电；
[0014]电流检测电路，分别与所述控制电路和所述总闸继电器电路连接，用于检测充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流值；
[0015]其中，所述控制电路基于所述充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流值，确定充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流方向，若满足预设条件时向所述反转继电器电路输出所述第一信号，不满足预设条件时向所述反转继电器电路输出所述第二信号
。
[0016]根据本专利技术的补电电路，通过控制电路确定电压最低的电芯，然后电流检测电路检测充电前补电电源和电压最低的电芯的电流值来确定各自的电流方向，当各自的电流方向满足预设条件时控制电路向反转继电器电路输出第一信号，否则输出第二信号，反转继电器电路的补电电源根据第一信号或第二信号分别提供正向电压或反向电压，最终实现正方向及反方向的补电
。
[0017]在一些实施例中，所述总闸继电器电路在所述控制电路的控制下可切换通断状态，以实现所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路之间的连通或断开；其中，充电前所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路之间处于断开状态；
[0018]其中，所述总闸继电器电路包括：
[0019]第一支路，与所述补电电源连通，用于所述补电电源能形成回路，以便所述电流检测电路可检测充电前所述补电电源的电流值；
[0020]第二支路，与所述电芯连通，用于所述电压最低的电芯能形成回路，以便所述电流检测电路可检测充电前所述电压最低的电芯的电流值
。
[0021]在一些实施例中，所述反转继电器电路包括：
[0022]第一晶体管电路，与所述控制电路连接，所述控制电路向所述反转继电器电路输出所述第一信号时，所述第一晶体管电路中的晶体管
Q1
不导通，所述反转继电器电路提供正向电压；所述控制电路向所述反转继电器电路输出所述第二信号时，所述第一晶体管电路中的晶体管
Q1
导通；
[0023]第一继电器电路，与所述第一晶体管电路和所述总闸继电器电路连接，当所述晶体管
Q1
导通，所述第一继电器电路的继电器
RLY1
得电导通，正向电压反转变换为反向电压
。
[0024]在一些实施例中，所述总闸继电器电路包括：
[0025]第二晶体管电路，与所述控制电路连接，所述控制电路控制所述第二晶体管电路的晶体管
Q63
导通或不导通；
[0026]第二继电器电路，与所述第二晶体管电路和所述电流检测电路连接，当所述晶体
管
Q63
导通，所述第二继电器电路的继电器
RLY2
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于电池包的补电电路，其特征在于，所述补电电路包括：控制电路，所述控制电路经由通讯电路可连接至所述电池包的
BMS
，用于获取所述电池包内的电芯的电压数据，确定电压最低的电芯；反转继电器电路，用于向所述电压最低的电芯提供用于充电的补电电源；其中，当接收所述控制电路输出的第一信号时提供正向电压，当接收所述控制电路输出的第二信号时提供等值的反向电压；电芯继电器电路，分别与所述控制电路和对应的电芯连接，在所述控制电路的控制下可切换通断状态，以实现与所述对应的电芯导通或断开；总闸继电器电路，分别与所述控制电路
、
所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路连接，用于将所述正向电压或所述反向电压经由所述电芯继电器电路连通至所述电压最低的电芯，以实现充电；电流检测电路，分别与所述控制电路和所述总闸继电器电路连接，用于检测充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流值；其中，所述控制电路基于所述充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流值，确定充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流方向，若满足预设条件时向所述反转继电器电路输出所述第一信号，不满足预设条件时向所述反转继电器电路输出所述第二信号
。2.
根据权利要求1所述的补电电路，其特征在于，所述总闸继电器电路在所述控制电路的控制下可切换通断状态，以实现所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路之间的连通或断开；其中，充电前所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路之间处于断开状态；其中，所述总闸继电器电路包括：第一支路，与所述补电电源连通，用于充电前使所述补电电源能形成回路，以便所述电流检测电路可检测充电前所述补电电源的电流值；第二支路，与所述电芯连通，用于充电前使所述电压最低的电芯能形成回路，以便所述电流检测电路可检测充电前所述电压最低的电芯的电流值
。3.
根据权利要求2所述的补电电路，其特征在于，所述反转继电器电路包括：第一晶体管电路，与所述控制电路连接，所述控制电路向所述反转继电器电路输出所述第一信号时，所述第一晶体管电路中的晶体管
Q1
不导通，所述反转继电器电路提供正向电压；所述控制电路向所述反转继电器电路输出所述第二信号时，所述第一晶体管电路中的晶体管
Q1
导通；第一继电器电路，与所述第一晶体管电路和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许庆波，杨守军，张书通，杨万正，沈利东，赵诗雨，
申请(专利权)人：湖州哥伦布物流科技有限公司，
类型：发明
国别省市：