[发明专利]一种带均衡功能的动力电池系统及电动车

说明书

本发明公开了一种动力电池均衡转换系统及电池包，其特征在于：所述系统包括均衡开关阵列，功率开关器，均衡总线。本发明可以有效解决电动汽车动力电池组串并联转换问题，为均衡问题提供了有力的技术保障，从而可以提高电池系统的效率和寿命。

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及电动车的动力电池系统。

背景技术

电动汽车的性能和寿命很大程度上取决于其动力电池系统内各电池电压的一致性。由于电池制造过程中，各种材料和工艺参数不能严格一致，使各电池之间电压都会存在一定偏差。随着车辆运行时间延长，这些偏差会越来越大，造成电池系统效率降低，寿命减短。为解决这个问题，通常需要在电池系统运行一段时间后为其做均衡维护，为电压低的电池补电，使电池系统内各电池之间的电压偏差减小。目前均衡维护都是离线式的，需要到维修站完成，会对车辆运行带来一定影响。为减小对车辆运行的影响，各车企都在试图开发在线式均衡技术，即把均衡工作在车辆使用时完成，不用到维修站。但到目前为止，尚未见到有很好的解决方案。目前电动车动力电池系统的均衡技术还在研究实验阶段。

发明内容

为解决电池系统的在线均衡问题，本发明采用以下设计：

一种带均衡功能的动力电池系统，包括电池组，BMS,高压总线，高压输出接口，充电接口，通讯接口，所述BMS包括电压采集模块，控制模块，所述电池组按串联方式连接，组成一个电池组串联队列，各电池组均设有电压采集线，所述高压总线上设有总线开关，其特征在于：所述电池系统还包括中间总线开关，所述中间总线开关的数量为1-2个，所述中间总线开关串接在所述电池组串联队列内，所述BMS从所述电池组串联队列内选出H组和L组，所述H组为一段串联电池组队列，所述H组的电池组数量大于所述L组的电池组数量，所述H组和所述L组分别位于所述中间总线开关的两侧，所述电池系统还包括均衡开关阵列，所述均衡开关阵列分别与各电池组连接，所述均衡开关阵列内的部分开关闭合后，所述H组和所述L组形成并联连接。

根据以上设计的电池系统，所述均衡开关阵列采用总线结构，各电池组的电极通过均衡开关分别与均衡总线连接。

根据以上设计的电池系统，所述均衡开关阵列与所述各电池组的电压采集线对应连接，各电池组可以通过所述电压采集线和所述均衡开关阵列形成并联连接。

根据以上设计的电池系统，所述均衡开关阵列采用继电器开关阵列，或晶体管开关阵列。所述晶体管包括功率三极管(GTR)、场效应管(MOSFET)、可关断晶闸管(GTO)、绝缘栅双极三极管(IGBT)、MOS控制晶闸管(MCT)、静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(场控晶闸管，SITH)或集成门极换流晶闸管(IGCT)等。

根据以上设计的电池系统，所述总线开关和所述中间总线开关采用继电器，或接触器，或大功率晶体管。

一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车装有以上设计的任意一种动力电池系统。

本发明的原理：通过均衡开关阵列和中间总线开关，将部分动力电池转成并联连接，从而可以利用动力电池系统内部的电池完成对低电压电池的补电均衡工作。

本发明的有益效果：电动车在日常运行中就可自行完成均衡，不用再开到维修站，从而使电动车运行更方便，并可提高动力电池系统的效率和寿命。

附图说明

图1为实施例1的电池系统示意图；

图2为实施例1和实施例2的均衡开关阵列示意图；

图3为实施例3的电池系统示意图；

图4为实施例3的均衡开关阵列示意图；

其中，附图标记说明如下：

2充电接口 3总线开关 4高压输出接口