[实用新型]电池组均衡装置及电动汽车

说明书

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种电池组均衡装置及电动汽车。

背景技术

一般的电动汽车锂离子电池管理系统的均衡方法有主动均衡与被动均衡两个主要分类。在主动均衡中，利用隔离开关电源实现单体电池和整组电池之间的能量传输，使得平均值较高的电芯能量转移到串联的电池组而降低该节电池的电压，或者由电池组向电压较低的电芯充电达到单体间的平衡。系统硬件上一般含有用于切换开关电源输入与输出的通路选择开关，DC-DC变换器及控制电路。当电池组的结构为集中式时，即电池组的总电压较低、串联数量较少时，单节电池和整组电池的节点都处于一个电池箱体内，以上方法容易实现。

但当电池组电压较高、串联数量较多时，或系统由多个独立的电池箱构成分布式系统时，箱体之间往往需要串联，每一个箱体内部的不平衡的电芯只能在该箱体内部实现能量转换，很难跨越电池箱达到单节电池和整组电池之间的能量传递。虽然均衡可以将每箱内的电池调节平衡，但最终会造成箱体见电压不平衡并且不能修复。当电池箱的数量较多时，最终的不平衡程度较大。

在实际应用中，例如电动乘用车的电池系统往往会采用100串或更多的锂离子电池串联，即使能够在统一的区域或电池壳体内布置，如果采用上述的均衡方法，则需要将每串电池和高压电池母线间进行不限连接，往往较为繁琐，数量庞大的布线和连接件使系统的可靠性和安全性降低。

实用新型内容

鉴于现有技术的现状，本实用新型的目的在于提供一种电池组均衡装置及电动汽车，各个单体电池可控的与辅助电源连接，即可以电池箱内单体电池之间的能量均衡，也便于实现电池箱之间的能量均衡，且布线简单，提高了电池系统的可靠性和安全性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电池组均衡装置，包括：

至少两个电池箱，每个所述电池箱均包括选通开关、电源变换器组和至少两个并联设置的单体电池，每个所述单体电池串联所述选通开关后连接在第一母线和第二母线之间，所述第一母线和所述第二母线连接至所述电源变换器组；

辅助电源，所述辅助电源通过第三母线和第四母线连接至所述电源变换器组，使得所述辅助电源与所述第一母线和所述第二母线隔离；以及

电池管理模块，所述电池管理模块与各个所述单体电池电连接，适用于根据各个所述单体电池的电压值相对于平均电压值的误差控制所述单体电池对应的选通开关和电源变换器组启动或关闭，以启动或停止所述单体电池与所述辅助电源之间的能量均衡；其中，所述平均电压值为所有的所述单体电池的电压值的平均值。

在其中一个实施例中，每个所述电池箱中的至少两个并联的单体电池形成电池组，所述电源变换器组与所述电池组一一对应设置。

在其中一个实施例中，所述选通开关包括第一选通开关和第二选通开关，每个所述电源变换器组包括第一电源变换器和第二电源变换器，所述第一电源变换器和所述第二电源变换器均包括第一端子、第二端子、第三端子和第四端子；

每个所述电池组中的所述单体电池的正极串联所述第一选通开关后连接至所述第一母线，每个所述电池组中的所述单体电池的负极串联所述第二选通开关后连接至所述第二母线，所述第一电源变换器和所述第二电源变换器的第一端子分别连接至所述第一母线，所述第一电源变换器和所述第二电源变换器的第二端子分别连接至所述第二母线；

所述第一电源变换器和所述第二电源变换器的第三端子分别连接至所述第三母线，所述第一电源变换器和所述第二电源变换器的第四端子分别连接至所述第四母线；所述辅助电源的一端连接至所述第三母线，所述辅助电源的另一端连接至所述第四母线。

在其中一个实施例中，所述第一电源变换器和所述第二电源变换器均为双向DC-DC变换器。

在其中一个实施例中，所述辅助电源为12V的稳压源。

在其中一个实施例中，所述电池管理模块还包括采样单元、第一运算单元和第二运算单元；

所述采样单元分别与所述单体电池电连接，适用于实时采集所有的所述单体电池的电压值；

所述第一运算单元与所述采样单元电连接，适用于计算所有的所述单体电池的电压值的平均值以得到所述平均电压值；

所述第二运算单元与所述采样单元和所述第一运算单元电连接，适用于计算各个所述单体电池的电压值相对于所述平均电压值的误差。

在其中一个实施例中，所述电池管理模块还包括比较判断单元，所述比较判断单元与所述第二运算单元电连接；