多端口电池均衡装置的制作方法

专利2025-05-28  20


本发明涉及电池管理,尤其涉及一种多端口电池均衡装置。


背景技术:

1、随着电池供电技术的高速发展,使用电池簇进行供电的场景也越来越多,而电池簇内的各个电池随着使用时间的增加会存在电量不均衡的现象,进而保证电池簇正常使用,因此这也对于电池均衡提出了更高的要求。

2、传统的电池均衡方式是通过电池到pack(ctop均衡)或电池到电池(ctoc均衡)的均衡方式。这种电池均衡方式存在很大的缺陷,会存在一个时刻只能均衡一节或两节电池,均衡速度慢的现象,因此,这种电池均衡方式会由于一个时刻只能均衡一节或两节电池,进而造成均衡能力较低。


技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提出一种电池均衡电路,旨在解决如何提高电池均衡电路的均衡能力的技术问题。

2、为实现上述目的,本发明提供一种多端口电池均衡装置,所述多端口电池均衡装置应用于包括多个依次串联的电池模组组成的电池pack,所述多端口电池均衡装置包括:

3、多个选通开关单元,每一所述选通开关单元的第一端对应连接一个所述电池模组,所述选通开关单元用于输出所述电池模组的第一均衡电量;

4、隔离变换器模块,所述隔离变换器模块的第一端与各所述选通开关单元的第二端连接,所述隔离变换器模块的第二端与所述电池pack的正极和所述电池pack的负极连接,所述隔离变换器模块用于基于所述第一均衡电量进行电池均衡,或,所述隔离变换器模块用于输出所述电池pack的第二均衡电量,并基于所述第二均衡电量进行电池均衡。

5、可选地,所述电池模组包括多个串联的电池,每一所述选通开关单元包括:

6、多个第一控制开关,每一所述第一控制开关的第一端对应连接一个所述电池的正极,各所述第一控制开关的第二端连接之后作为所述选通开关单元的正极端;

7、多个第二控制开关,每一所述第二控制开关的第一端对应连接一个所述电池的负极,各所述第二控制开关的第二端连接之后作为所述选通开关单元的负极端。

8、可选地,所述电池模组包括多个串联的电池,每一所述选通开关单元包括:

9、多组控制开关组,每一所述控制开关组的第一端对应连接一个奇数位的所述电池的正极和负极;每一所述控制开关组包括:

10、第三控制开关,所述第三控制开关的第一端与所述电池的正极连接,所述第三控制开关的第二端作为所述控制开关组的第二端;

11、第四控制开关,所述第四控制开关的第一端与所述电池的负极连接,所述第四控制开关的第二端作为所述控制开关组的第三端。

12、可选地,每一所述选通开关单元还包括:

13、第一输出开关,所述第一输出开关的第一端与各所述控制开关组的第二端连接,所述第一输出开关的第二端作为所述选通开关单元的正极端;

14、第二输出开关,所述第二输出开关的第一端与各所述控制开关组的第二端连接,所述第二输出开关的第二端作为所述选通开关单元的负极端;

15、第三输出开关,所述第三输出开关的第一端与各所述控制开关组的第三端连接,所述第三输出开关的第二端作为所述选通开关单元的正极端;

16、第四输出开关,所述第四输出开关的第一端与各所述控制开关组的第三端连接,所述第四输出开关的第二端作为所述选通开关单元的负极端。

17、可选地,所述隔离变换器模块包括开关臂电路和变压器单元,所述开关臂电路包括:

18、第一开关管,所述第一开关管的第一端作为所述开关臂电路的第一端与所述选通开关单元的正极端连接;

19、第二开关管,所述第二开关管的第二端作为所述开关臂电路的第二端与所述选通开关单元的负极端连接,所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接,所述第二开关管与所述第一开关管的连接点作为所述开关臂电路的第三端,并与所述变压器单元的第一端连接;

20、第三开关管,所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第一端连接;

21、第四开关管,所述第四开关管的第二端与所述第二开关管的第二端连接,所述第四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端连接,所述第四开关管与所述第三开关管的连接点作为所述开关臂电路的第四端,并与所述变压器单元的第一端连接。

22、可选地,所述隔离变换器模块包括开关臂电路和变压器单元,所述开关臂电路包括:

23、第一电容,所述第一电容的第一端作为所述开关臂电路的第一端与所述选通开关单元的正极端连接;

24、第二电容,所述第二电容的第二端作为所述开关臂电路的第二端与所述选通开关单元的负极端连接,所述第二电容的第一端与所述第一电容的第二端连接,所述第二电容与所述第一电容的连接点作为所述开关臂电路的第三端,并与所述变压器单元的第一端连接;

25、第五开关管,所述第五开关管的第一端与所述第一电容的第一端连接;

26、第六开关管,所述第六开关管的第二端与所述第二电容的第二端连接,所述第六开关管的第一端与所述第五开关管的第二端连接,所述第六开关管与所述第五开关管的连接点作为所述开关臂电路的第四端,并与所述变压器单元的第一端连接。

27、可选地,所述变压器单元包括:

28、多组原边线圈,所述原边线圈连接一个所述开关臂电路,其中,所述原边线圈的第一端与所述开关臂电路的第三端连接,所述原边线圈的第二端与所述开关臂电路的第四端连接;

29、多组副边线圈,所述副边线圈与所述电池pack的正极和所述电池pack的负极连接,其中,各所述副边线圈串联;

30、磁芯单元,所述磁芯单元上绕制各所述原边线圈及绕制与各所述原边线圈对应的副边线圈。

31、可选地,所述磁芯单元包括:

32、多块磁芯,所述磁芯上绕制一个所述原边线圈及绕制与所述原边线圈对应的副边线圈,或,

33、单个的集成磁芯,所述集成磁芯上绕制各所述原边线圈及绕制与各所述原边线圈对应的副边线圈。

34、可选地,所述隔离变换器模块还包括所述开关臂电路;

35、所述开关臂电路的第一端与所述副边线圈的第一端连接,所述开关臂电路的第二端与所述副边线圈的第二端连接,所述开关臂电路的第三端与所述电池pack的正极连接,所述开关臂电路的第四端与所述电池pack的负极连接,其中,所述副边线圈的第一端为第一个所述副边线圈的第一端,所述副边线圈的第二端为最后一个所述副边线圈的第二端。

36、可选地,在所述选通开关单元导通时,所述电池模组的第一均衡电量输出至所述隔离变换器模块,所述隔离变换器模块基于所述第一均衡电量进行电池均衡,或,在所述选通开关单元导通时,所述电池pack的第二均衡电量输出至所述隔离变换器模块,所述隔离变换器模块基于所述第二均衡电量进行电池均衡。

37、本发明提供了一种多端口电池均衡装置,所述多端口电池均衡装置应用于包括多个依次串联的电池模组组成的电池pack,所述多端口电池均衡装置包括:多个选通开关单元,每一所述选通开关单元的第一端对应连接一个所述电池模组,所述选通开关单元用于输出所述电池模组的第一均衡电量;隔离变换器模块,所述隔离变换器模块的第一端与各所述选通开关单元的第二端连接,所述隔离变换器模块的第二端与所述电池pack的正极和所述电池pack的负极连接,所述隔离变换器模块用于基于所述第一均衡电量进行电池均衡,或,所述隔离变换器模块用于输出所述电池pack的第二均衡电量,并基于所述第二均衡电量进行电池均衡。

38、多个电池模组分别通过选通开关单元输出第一均衡电量,隔离变换器模块基于第一均衡电量进行电池均衡,或直接通过隔离变换器模块输出电池pack的第二均衡电量,隔离变换器模块基于第二均衡电量进行电池均衡。从而避免了现有技术中一个时刻只能均衡一节或两节电池,均衡速度慢的现象发生。另外,一方面通过隔离变换器模块输出电池pack的第二均衡电量并基于第二均衡电量进行电池均衡,进而提高了电池均衡电路的功能性,另一方面通过对多个电池模组分别通过选通开关单元输出第一均衡电量,并通过隔离变换器模块基于第一均衡电量进行电池均衡,进而实现了多节不同电池模组的电池进行同时均衡,以提高了电池均衡电路的均衡能力。


技术特征:

1.一种多端口电池均衡装置,其特征在于,所述多端口电池均衡装置应用于包括多个依次串联的电池模组组成的电池pack,所述多端口电池均衡装置包括:

2.如权利要求1所述多端口电池均衡装置,其特征在于,所述电池模组包括多个串联的电池,每一所述选通开关单元包括:

3.如权利要求1所述多端口电池均衡装置,其特征在于,所述电池模组包括多个串联的电池,每一所述选通开关单元包括:

4.如权利要求3所述多端口电池均衡装置,其特征在于,每一所述选通开关单元还包括:

5.如权利要求2或4任一项所述多端口电池均衡装置,其特征在于,所述隔离变换器模块包括开关臂电路和变压器单元,所述开关臂电路包括:

6.如权利要求2或4任一项所述多端口电池均衡装置,其特征在于,所述隔离变换器模块包括开关臂电路和变压器单元,所述开关臂电路包括:

7.如权利要求6所述多端口电池均衡装置,其特征在于,所述变压器单元包括:

8.如权利要求7所述多端口电池均衡装置,其特征在于,所述磁芯单元包括:

9.如权利要求8所述多端口电池均衡装置,其特征在于,所述隔离变换器模块还包括所述开关臂电路;

10.如权利要求1所述多端口电池均衡装置,其特征在于,在所述选通开关单元导通时,所述电池模组的第一均衡电量输出至所述隔离变换器模块,所述隔离变换器模块基于所述第一均衡电量进行电池均衡,或,在所述选通开关单元导通时,所述电池pack的第二均衡电量输出至所述隔离变换器模块,所述隔离变换器模块基于所述第二均衡电量进行电池均衡。


技术总结
本发明涉及电池管理技术领域,并公开了一种多端口电池均衡装置,多端口电池均衡装置应用于包括多个依次串联的电池模组组成的电池PACK,该装置包括多个选通开关单元,每一选通开关单元的第一端对应连接一个电池模组,选通开关单元用于输出电池模组的第一均衡电量;隔离变换器模块,隔离变换器模块的第一端与各选通开关单元的第二端连接,隔离变换器模块的第二端与电池PACK的正极和电池PACK的负极连接,隔离变换器模块用于基于第一均衡电量进行电池均衡,或,隔离变换器模块用于输出电池PACK的第二均衡电量,并基于第二均衡电量进行电池均衡。本发明提高了电池均衡电路的均衡能力。

技术研发人员:梁欢
受保护的技术使用者:苏州汇川控制技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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