车载动力电池组的均衡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的车载动力电池组的均衡装置，动力电池组由ｎ个串联的单体电池组成，包括极性单元、ＤＣ／ＤＣ功率变换器、连接单元和用于控制极性单元极性切换的控制单元，所述极性单元包括充电端极性单元和放电端极性单元，所述充电端极性单元的输入端与所述ＤＣ／ＤＣ功率变换器的输出端连接，所述ＤＣ／ＤＣ功率变换器的输入端与放电端极性单元的输出端连接，所述连接单元包括ｎ＋１组可控开关，所述每一组可控开关包括与充电端极性单元输出端连接的可控开关（ＳＷ）和与放电端极性单元输入端连接的可控开关（Ｓ），所述可控开关（ＳＷ）和所述可控开关（Ｓ）并联在每个单体电池的负极，第ｎ＋１组可控开关连接在第ｎ个单体电池的正极。该均衡装置控制过程简单，容易实现。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及串联动力电池组的均衡装置，特别涉及一种车载串联动力电池组的均衡装置。
技术介绍
混合动力汽车或纯电动汽车上的车载动力电池在长期的使用后，由于电池个体的 差异，导致自身容量差异很大，于是在使用中就可能会出现过充或过放的现象，电源管理为 了消除这种过充或过放的现象必然会停止电池组的工作，从而个体电池的性能紊乱会导致 整个电池组的性能的下降，严重时整个电池组不能供电。电源管理系统会实时检测每个电 池的容量，由于电池是串联充电，如果发现单体电池充满就会停止整个电池包的充电，那么 必然导致有的电池未充满。放电时，由于有的电池未充满或者容量比较小，就会导致电压的 快速下降，电源管理系统会停止整个电池包的放电，从而保护单体电池。那么电池组的均衡 装置就应运而生，它主要是在电池长期工作后出现的个体差异进行修正，保证电池包里的 单体电池容量的一致性。目前中国专利公开号为CN1186868C公开的串联电池组的均衡装 置，一组测控均衡模块和主控制器，所述测控均衡模块包括电源电路、辅助CPU、电压检测 电路、均衡电路、电流环通讯接口 ，均衡电路包括一个开关Q、一个二极管D及一个电感L， 其中均衡模块第1个或第n个的均衡电路中没有电感，连接方式为开关管Q和二极管D反 并联后，共同与电感L串联，分别跟蓄电池的正、负极相连，其中二极管D的阴极接蓄电池的 正极，电感L接蓄电池的负极。由于该均衡装置均衡的过程为当第X个模块中电池电压最 高时，令Qx导通，其他开关关断，此时，电感Lx—工和Lx充电，Lx—工承受正向电压，Lx承受反向电压。当Q,关断时，电感Lp工通过Dpp Dx—2，............D工向上各个模块对应的电池充电，同样电感L,过Dw， Dx+2，............Dn向下各个模块对应的电池充电。当各个电池电压值间差异小于一定值时，所有的开关管关断，均衡过程停止。当某节电池电压过低时，均衡 过程中需要所有电压正常的电池轮流导通和断开开关来实现电池的均衡，因此控制过程复 杂，同时开关的频繁反复动作，造成能量损耗和开关管的寿命降低。
技术实现思路
本技术旨在于解决现有技术中存在控制过程复杂，同时开关的频繁反复动 作，造成能量损耗和开关管的寿命降低的问题，提供一种控制过程简单，容易实现的车载动 力电池组的均衡装置。 本技术提供的车载动力电池组的均衡装置，所述均衡装置用于均衡由n个串 联的单体电池组成的动力电池组的电压，包括DC/DC功率变换器，其输出端和输入端在正 极和负极之间切换的极性单元，用于连接极性单元动力电池组的连接单元，以及用于控制 极性单元在正极与负极之间切换和控制连接单元选择性导通的控制单元，所述极性单元包 括充电端极性单元和放电端极性单元，所述充电端极性单元的输入端与所述DC/DC功率变 换器的输出端连接，所述DC/DC功率变换器的输入端与放电端极性单元的输出端连接，所述连接单元包括n+l组可控开关，所述每一组可控开关包括与充电端极性单元输出端连接 的可控开关(SW)和与放电端极性单元输入端连接的可控开关(S)，所述可控开关(SW)和所 述可控开关(S)并联在每个单体电池的负极，第n+l组可控开关连接在第n个单体电池的 正极。 本技术与现有技术相比通过充电端极性单元将电压高的电池与DC/DC功率 变换器的输入端连接，通过DC/DC功率变换器进行能量转换，DC/DC功率变换器的输出端通 过放电端极性单元连接到电压较低的电池上，对电压较低的电池充电，从而进行电池均衡。附图说明图1为现有技术各均衡之间的内部连接的结构示意图； 图2为本技术车载动力电池组的均衡装置的结构示意图。具体实施方式下面根据附图和实施例对本技术作进一步详细说明 本技术提供车载动力电池组的均衡装置，所述均衡装置用于均衡由n个串联 的单体电池组成的动力电池组的电压，其特征在于包括DC/DC功率变换器，其输出端和输 入端在正极和负极之间切换的极性单元，用于连接极性单元动力电池组的连接单元，以及 用于控制极性单元在正极与负极之间切换和控制连接单元选择性导通的控制单元，所述极 性单元包括充电端极性单元和放电端极性单元，所述充电端极性单元的输入端与所述DC/ DC功率变换器的输出端连接，所述DC/DC功率变换器的输入端与放电端极性单元的输出端 连接，所述连接单元包括n+l组可控开关，所述每一组可控开关包括与充电端极性单元输 出端连接的可控开关(SW)和与放电端极性单元输入端连接的可控开关(S)，所述可控开关 (SW)和所述可控开关(S)并联在每个单体电池的负极，第n+l组可控开关连接在第n个单 体电池的正极。通过充电端极性单元将电压高的电池与DC/DC功率变换器的输入端连接， 通过DC/DC功率变换器进行能量转换，DC/DC功率变换器的输出端通过放电端极性单元连 接到电压较低的电池上，对电压较低的电池充电，从而进行电池均衡 所述充电端极性单元包括四个输出端和两个输入端，所述放电端极性单元包括四 个输入端和两个输出端，所述充电端极性单元的其中两个输出端与偶数组的可控开关(SW) 连接，剩余的两个输出端与奇数组的可控开关(SW)连接，所述放电端极性单元的其中两个 输入端与偶数组的可控开关(S)连接，剩余的两个输出端与奇数组的的可控开关(S)连接。 由于电池充电的时候，需要电流要保持恒流，因此车载动力电池组的均衡装置，还 包括连接在所述DC/DC功率变换器的输出端与充电端极性单元的输入端之间的限流单元。 所述充电端极性单元和放电端极性单元均为双刀双掷开关。 如图2所示，本实施例中车载动力电池组的均衡装置，包括控制单元、DC/DC功率 变换器、充电端双刀双掷开关RL1和放电端双刀双掷开关RL2，动力电池组的第一个单体电 池Bl的负极并联有第一组可控开关，第一组可控开关包括与充电端双刀双掷开关RL1连接 的可控开关S1，以及与放电端双刀双掷开关RL2连接的可控开关SW1。即可控开关S1的一 端和可控开关SW1的一端均与第一个单体电池B1的负极连接，第一个单体电池B1的正极 并联有第二组可控开关，第二组可控开关包括与充电端双刀双掷开关RL1连接的可控开关S2，以及与放电端双刀双掷开关RL2连接的可控开关SW2。第二个单体电池B2的负极与第 一个单体电池B1的正极共用第二组可控开关，第二个单体电池B2的负极并联有第三组可 控开关，第三组可控开关包括与充电端双刀双掷开关RL1连接的可控开关S3，以及与放电 端双刀双掷开关RL2连接的可控开关SW3，以此类推，第n个单体电池Bn的负极与第n-l 个单体电池Bn-l的正极共用第n组可控开关，第n组可控开关包括与充电端双刀双掷开关 RL1连接的可控开关Sn，以及与放电端双刀双掷开关RL2L2连接的可控开关SWn。第n个单 体电池Bn的正极并联有第n+l组可控开关，第n+l组可控开关包括与充电端双刀双掷开关 RL1连接的可控开关Sn+1，以及与放电端双刀双掷开关RL2连接的可控开关SWn+l。 充电端双刀双掷开关RL1包括四个输入端RL11、RL12、RL13和RL14，以及两个输出 端RL15、RL16，初始状态时，第一输出端RL15与第一输入端RL11导通，第一输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
车载动力电池组的均衡装置，所述均衡装置用于均衡由ｎ个串联的单体电池组成的动力电池组的电压，其特征在于：包括ＤＣ／ＤＣ功率变换器，其输出端和输入端在正极和负极之间切换的极性单元，用于连接极性单元动力电池组的连接单元，以及用于控制极性单元在正极与负极之间切换和控制连接单元选择性导通的控制单元，所述极性单元包括充电端极性单元和放电端极性单元，所述充电端极性单元的输入端与所述ＤＣ／ＤＣ功率变换器的输出端连接，所述ＤＣ／ＤＣ功率变换器的输入端与放电端极性单元的输出端连接，所述连接单元包括ｎ＋１组可控开关，所述每一组可控开关包括与充电端极性单元输出端连接的可控开关（ＳＷ）和与放电端极性单元输入端连接的可控开关（Ｓ），所述可控开关（ＳＷ）和所述可控开关（Ｓ）并联在每个单体电池的负极，第ｎ＋１组可控开关连接在第ｎ个单体电池的正极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李云峰，汪武东，沈强，顾建明，耿其贵，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[]