[发明专利]电池堆平衡设备

说明书

本发明提供一种用于在平衡时允许快速电力传输而不浪费电力的平衡设备。根据本发明的一个方面的、平衡包括串联连接的多个电池模块的电池堆的电池堆平衡设备包括：包括第一电容器和串联连接到第一电容器的第一电感器的串联谐振电路；包括第二电感器和串联连接到第二电感器并且选择性地接通或者关断的极性改变开关并且被并联连接到第一电容器的极性改变电路；具有分别地并且电连接到分别地在电池堆的低电位端处、在电池堆的高电位端处和在串联连接的多个电池模块之间形成的多个节点的一端并且具有连接到串联谐振电路的另一端的多条传输线；分别地安设在该多条传输线上并且选择性地接通或者关断的多个传输开关；和用于控制该多个传输开关和极性改变开关的控制单元。

技术领域

本公开涉及一种电池平衡技术，并且更加具体地涉及一种用于通过使用谐振电路平衡包括两个或者更多电池模块的电池堆的设备。

本申请要求在大韩民国于2015年7月23日提交的韩国专利申请No.10-2015-0104539的优先权，其公开在此通过引用并入。

背景技术

具有诸如产品易适用性和高能量密度的电气特性的二次电池广泛地不仅用在便携式装置中而且还用在使用电力源驱动的电动车辆(EV)或者混合动力车辆(HV)中。

二次电池可以大大地减少化石燃料的使用、在使用能量之后不生产任何副产品，并且因此被视为一种能够增加能量效率的新型环境友好的能源。

在电动车辆等中使用的电池组典型地包括相互串联和/或并联连接的多个电池单体。电池单体包括正集电器、负集电器、分离器、活性材料、电解质等，并且由于在其部件之间的电化学反应是可再充电的。

电池组通常包括配置为控制供电、测量电气特性值诸如电流和电压、控制充电/放电、控制电压均衡、估计荷电状态(SOC)、估计健康状态(SOH)等的电池管理系统(BMS)。

由于各种原因，在电池组中包括的电池单体可能存在性能偏差。电池单体的性能偏差在电池单体之间引起电压失衡。

当使用存在电压失衡的电池组时，电池组的性能取决于劣化的电池单体并且因此整体上降低。另外，因为劣化的电池单体的劣化随着时间经过被加速，所以当劣化的电池单体被忽视时，电池组的寿命快速地缩短。

作为能够解决以上问题的传统技术，已经通过将电阻器选择性地连接到电池单体的两端并且对电池单体放电而执行了无源平衡，并且已经通过经由电容器向具有低电压的电池单体传输具有高电压的电池单体的电力而执行了有源平衡。

然而，传统的无源平衡技术通过使用用于平衡的电阻器而消耗电力并且因此浪费电力，并且使用电容器的、传统的有源平衡技术应该反复地执行开关操作以在电池单体和电容器之间产生电压差并且因此要求大量的时间用于平衡。

发明内容

技术问题

本公开被设计用于解决相关技术的问题，并且因此本公开涉及提供一种能够执行平衡而不浪费电力并且能够快速地传输电力的平衡设备。

本公开的这些和其它目的与优点可以根据以下详细说明得到理解并且将从本公开的示例性实施例变得更加充分地显而易见。而且，将易于理解本公开的目的和优点可以利用所附权利要求及其组合所示装置实现。

技术方案

在本公开的一个方面，提供一种用于平衡包括相互串联连接的多个电池模块的电池堆的电池堆平衡设备，该设备包括：包括第一电容器和串联连接到第一电容器的第一电感器的串联谐振电路；包括第二电感器和串联连接到第二电感器从而选择性地接通或者关断的极性改变开关并且并联连接到第一电容器的极性改变电路；具有分别地电连接到在电池堆的低电位端处、在电池堆的高电位端处和在相互串联连接的该多个电池模块之间设置的多个节点的一端和连接到串联谐振电路的另一端的多条传输线；设置在该多条传输线上从而选择性地接通或者关断的多个传输开关；和被配置为控制该多个传输开关和极性改变开关的控制单元。