本申请涉及新能源,尤其涉及一种电池均衡装置。
背景技术:
1、随着新能源技术的快速发展和广泛应用,蓄电池的一致性问题作为困扰电池使用寿命的重要因素受到了新能源企业的重视。蓄电池的不一致性主要由以下两个因素导致:在电池制造过程中,基础工业水平决定的材料精度纯度的不稳定性,带来了最终产品性能的不一致;在电芯生产过程中,由于涂层厚度和均匀性以及材料活性等无法做到完全一致,继而导致单体电芯差异。为了尽可能降低电池组中出厂时的不一致性,电池厂商在对电池组组装前,会对单体电芯进行测试并分选,从而尽可能的保证电池组中出厂时各单体电芯性能的一致性,但由于单体电芯在整个电池包中的位置不尽相同,随着电池组的使用,被包裹在模组中心的单体电芯与身处模组最外层的单体,散热条件差异巨大,温度的不一致会对电芯的不一致性产生最为显著的影响,使得电芯从不一致走向更大的不一致。
2、现有技术中为了解决电池组在使用过程中的一致性问题,常采用以下解决方案:主动均衡技术:又称无损均衡,将能量较高的单体电芯的能量转移至能量较低的单体电芯中或用整组能量补充到能量较低的单体电芯中,在具体的实施过程中一般会增加一个储能装置来实现能量的分配。此外,被动均衡技术也是解决电池一致性问题的常用手段,被动均衡技术又称有损均衡,在每一个单体电芯上并联一个电阻,将能量较高的单体电芯的能量用电阻消耗掉。
3、无论是主动均衡技术还是被动均衡技术,都是通过单体电芯间的能量转移或者能量消耗来平衡电池组内的一致性,无法从根本上解决单体电池落后的问题。因此,现有技术中的单体电芯存在一致性差导致安全风险大的技术问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种电池均衡装置,用以解决现有技术存在的单体电芯一致性差导致安全风险大的技术问题。
2、本申请提供一种电池均衡装置,包括:
3、电池组,电池组包括多个目标开关、n个串联的目标单体电芯;其中,n为正整数;
4、与目标单体电芯并联的备用单体电芯;其中,目标单体电芯和备用单体电芯均包括正极、负极和电压传感器;电压传感器用于采集目标单体电芯或备用单体电芯的电压;
5、正极端子、负极端子;其中,正极端子和负极端子用于与充电电源或负载连接;
6、控制模块;控制模块用于基于电压传感器采集的电压数据控制目标开关,以使备用单体电芯替换目标单体电芯接入电池均衡装置。
7、可选地,目标开关包括:
8、第一开关k1、n-1个第二开关k2-n、n个第三开关f;其中,第一开关的第一端与正极端子连接,第二开关的第一端与目标单体电芯的负极连接,第一开关和第二开关的第二端在闭合时与目标单体电芯的正极或备用单体电芯的正极连接;第三开关的第一端与目标单体电芯的负极连接,且第三开关的第一端与第二开关的第一端或负极端子连接,第三开关的第二端在闭合时与备用单体电芯的负极连接。
9、可选地,第一开关、第二开关为单刀双掷开关。
10、可选地,第三开关为单刀单掷开关。
11、可选地,控制模块还包括:
12、替换控制单元;替换控制单元用于在电压传感器采集到的任一目标单体电芯的电压与n个目标单体电芯的平均电压的差值大于第一预设阈值时,控制满足第一预设条件的备用单体电芯替换目标单体电芯接入电池均衡装置。
13、可选地,替换控制单元还用于在电压传感器采集到的任一目标单体电芯的电压与n个目标单体电芯的平均电压的差值大于第一预设阈值时,控制满足第一预设条件的备用单体电芯对应的第一开关或第二开关闭合至与备用单体电芯的正极连接,且对应的第三开关闭合至与备用单体电芯的负极连接,以使备用电芯轮流替换一个目标单体电芯接入电池均衡装置。
14、可选地,控制模块还包括:
15、充电控制单元;充电控制单元用于控制满足第二预设条件的备用单体电芯接入电池均衡装置进行充电。
16、可选地,充电控制单元还用于控制满足第二预设条件的备用单体电芯对应的第一开关或第二开关闭合至与备用单体电芯的正极连接,且对应的第三开关闭合至与备用单体电芯的负极连接,以使满足第二预设条件的备用单体电芯接入电池均衡装置进行充电。
17、可选地,充电控制单元用于控制电压小于或等于第二预设阈值的备用单体电芯接入电池均衡装置进行充电。
18、可选地,充电控制单元还用于在电池组处于浮充状态时,控制电压小于或等于第二预设阈值的备用单体电芯轮流替换一个目标单体电芯接入电池均衡装置进行充电,直至备用单体电芯的电压大于或等于第三预设阈值。
19、本申请提供的电池均衡装置,通过设置电池组,电池组包括多个目标开关、n个串联的目标单体电芯;其中,n为正整数;与目标单体电芯并联的备用单体电芯;其中,目标单体电芯和备用单体电芯均包括正极、负极和电压传感器;电压传感器用于采集目标单体电芯或备用单体电芯的电压;正极端子、负极端子;其中,正极端子和负极端子用于与充电电源或负载连接;控制模块;控制模块用于基于电压传感器采集的电压数据控制目标开关,以使备用单体电芯替换目标单体电芯接入电池均衡装置;从而通过在电池均衡装置设置与电池组中的目标单体电芯并联的备用单体电芯,在任一目标单体电芯的电压与电池组中目标单体电芯的平均电压的差值大于第一预设阈值时,确定该目标单体电芯为降低电池组一致性的落后单体电芯,控制目标开关的开闭将备用单体电芯替换该目标单体电芯接入电池均衡装置,因此本申请实现了提高单体电芯一致性差降低安全风险的技术效果。
1.一种电池均衡装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的电池均衡装置,其特征在于,所述目标开关包括:
3.根据权利要求2所述的电池均衡装置,其特征在于,所述第一开关、所述第二开关为单刀双掷开关。
4.根据权利要求3所述的电池均衡装置,其特征在于,所述第三开关为单刀单掷开关。
5.根据权利要求2所述的电池均衡装置,其特征在于,所述控制模块还包括:
6.根据权利要求5所述的电池均衡装置,其特征在于,所述替换控制单元还用于在所述电压传感器采集到的任一所述目标单体电芯的电压与n个所述目标单体电芯的所述平均电压的差值大于所述第一预设阈值时,控制满足所述第一预设条件的所述备用单体电芯对应的所述第一开关或所述第二开关闭合至与所述备用单体电芯的正极连接,且对应的所述第三开关闭合至与所述备用单体电芯的负极连接,以使所述备用电芯轮流替换一个所述目标单体电芯接入所述电池均衡装置。
7.根据权利要求5所述的电池均衡装置,其特征在于,所述控制模块还包括:
8.根据权利要求7所述的电池均衡装置,其特征在于,所述充电控制单元还用于控制满足所述第二预设条件的所述备用单体电芯对应的所述第一开关或所述第二开关闭合至与所述备用单体电芯的正极连接,且对应的所述第三开关闭合至与所述备用单体电芯的负极连接,以使满足所述第二预设条件的所述备用单体电芯接入所述电池均衡装置进行充电。
9.根据权利要求8所述的电池均衡装置,其特征在于,所述充电控制单元用于控制电压小于或等于第二预设阈值的所述备用单体电芯接入所述电池均衡装置进行充电。
10.根据权利要求9所述的电池均衡装置,其特征在于,所述充电控制单元还用于在所述电池组处于浮充状态时,控制电压小于或等于所述第二预设阈值的所述备用单体电芯轮流替换一个所述目标单体电芯接入所述电池均衡装置进行充电,直至所述备用单体电芯的电压大于或等于第三预设阈值。
