[发明专利]一种利用充电完成均衡的动力电池系统及电动车

说明书

本发明公开了一种利用充电完成均衡的电池系统及电动车，包括M个电池模组，BMS，充电接口，高压总线开关，其特征在于：系统还包均衡转换开关，M选N均衡开关阵列，中间总线开关，均衡母线。本发明可以有效解决电动汽车电池系统均衡问题，从而提高电池系统的工作效率和寿命。

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种带均衡功能的动力电池系统的设计。

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：

一种利用充电完成均衡的动力电池系统，包括M个电池组，BMS,高压总线，高压输出接口，充电接口，通讯接口，所述BMS包括数据采集模块，控制模块，所述M个电池组按串联方式连接，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L个中间总线开关，L≥0,所述中间总线开关串接在所述M个电池组内部，所述电池系统还包括均衡转换开关，均衡开关阵列，均衡母线，所述M个电池组通过所述均衡开关阵列与所述均衡母线按M选N方式选通连接，选通数N＝L+1。

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，各电池组通过所述电压采集线和均衡开关阵列与所述均衡母线连接。

根据以上设计的电池系统，还包括DC/DC转换器，所述DC/DC转换器为恒流输出，所输出电流为1-10A。

根据以上设计的电池系统，所述均衡开关阵列采用继电器阵列，或晶体管阵列，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。

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。

一种电动汽车，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：在电动车每次充电时，利用外部充电机，结合内部专门设计的均衡控制系统，对系统内电压低的电池进行补电，从而完成均衡工作。

本发明的有益效果：电动车在日常充电中就可完成均衡，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使用效率和寿命。

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的均衡开关阵列示意图；

图3为实施例2的电池系统示意图；

图4为实施例2的均衡开关阵列示意图；

附图标记说明：

1 充电接口 2 均衡转换开关 3 总线开关

4 高压输出接口 5 数据采集板 6 主控板

7 通讯接口 8 均衡开关阵列 9 中间总线开关

10 DC/DC变换器