本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路、電池組和汽車。

背景技術(shù)：

一般的非耗散型主動(dòng)均衡從板方案，都采用集中式布置，設(shè)計(jì)一條能量共享軌道來給單體或多個(gè)單體間交換能量，該軌道分別連接到電池組bus+和bus-，一塊從板采集和均衡的電池串?dāng)?shù)較大；當(dāng)電池組串?dāng)?shù)大于從板設(shè)計(jì)串?dāng)?shù)時(shí)，采用模塊化方式增加從板數(shù)量；電池組的所有電流由電池組總正總負(fù)接口輸出，再由車載dcdc轉(zhuǎn)換為低壓12或者24v進(jìn)行車載電器供電和給蓄電池充電。這個(gè)成熟的模式存在的不足有：

1、集中式布置串?dāng)?shù)多，電壓采樣線較長(zhǎng)，而且長(zhǎng)短各異，使得電壓采集精度稍差，還占用空間，重量大。

2、其采用的能量共享軌道分別連接到電池組bus+和bus-，雙向dcdc升降壓幅度大。

3、電池組只給車載低功率電器供電時(shí)，電流采集精度較差。。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路、電池組和汽車，解決了現(xiàn)有技術(shù)中集中式電池均衡方案整體布局復(fù)雜和工作精度不高的缺陷。

為實(shí)現(xiàn)上述設(shè)計(jì)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面采用一種串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路，包括至少兩個(gè)分布式從板、主控板、電流傳感器和蓄電池；

每個(gè)所述分布式從板對(duì)應(yīng)一個(gè)串聯(lián)電池組并通過供電電路與所述蓄電池電連接，用于通過所述蓄電池對(duì)所述串聯(lián)電池組的單體電池進(jìn)行充放電均衡；

所述電流傳感器設(shè)置于供電電路并與所述主控板電連接；用于采集串聯(lián)電池組在所述供電電路輸出的電流；

所述主控板與所述分布式從板以及蓄電池相連，用于根據(jù)所述電流傳感器采集的電流得到所述串聯(lián)電池組中各個(gè)單體電池的soc參數(shù)，并根據(jù)所述soc參數(shù)控制所述分布式從板對(duì)所述串聯(lián)電池組的單體電池進(jìn)行充放電均衡。

其中，所述分布式從板包括微控制單元mcu、隔離式直流轉(zhuǎn)換器和多個(gè)繼電器開關(guān)；

所述串聯(lián)電池組的兩端以及相鄰兩個(gè)單體電池之間設(shè)置有第一連接節(jié)點(diǎn)；所述繼電器開關(guān)包括第一開關(guān)組、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)；

所述第一開關(guān)組中的繼電器開關(guān)的第一端與所述第一連接點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)連接，并將所述第一開關(guān)組中的繼電器開關(guān)按所述串聯(lián)電池組的正負(fù)極方向進(jìn)行編號(hào)；編號(hào)為奇數(shù)的繼電器開關(guān)的第二端與第二連接點(diǎn)相連，編號(hào)為偶數(shù)的繼電器開關(guān)的第二端與第三連接點(diǎn)相連；

所述第二開關(guān)和第四開關(guān)的第一端均與所述第二連接點(diǎn)相連；所述第三開關(guān)和第五開關(guān)的第一端均與所述第三連接點(diǎn)相連；所述第二開關(guān)和第三開關(guān)的第二端均與所述隔離式直流轉(zhuǎn)換器的第一端的負(fù)極相連；所述第四開關(guān)和第五開關(guān)的第二端均與所述隔離式直流轉(zhuǎn)換器的第一端的正極相連；

所述第六開關(guān)的第一端與所述串聯(lián)電池組的負(fù)極相連，所述第六開關(guān)的第二端與所述第三連接點(diǎn)相連；

所述隔離式直流轉(zhuǎn)換器的第二端與所述蓄電池相連，所述繼電器開關(guān)的受控端與所述mcu的控制端相連，所述mcu與所述蓄電池相連。

其中，所述隔離式直流轉(zhuǎn)換器包括雙向直流轉(zhuǎn)換器控制芯片和變壓器。

其中，所述主控板與所述分布式從板通過can總線相連。

其中，所述can總線包括iso11898協(xié)議總線和/或saej1939協(xié)議總線。

其中，所述蓄電池為12v或24v低壓電池。

其中，所述供電電路為線束或pcb電路。

其中，所述mcu為16位控制芯片。

第二方面采用一種電池組，包括前述任一項(xiàng)所述的串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路。

第三方面采用一種汽車，包括前文所述的電池組。

本發(fā)明的有益效果為：通過設(shè)置至少兩個(gè)分布式從板、主控板、電流傳感器和蓄電池；每個(gè)所述分布式從板對(duì)應(yīng)一個(gè)串聯(lián)電池組并通過供電電路與所述蓄電池電連接，用于通過所述蓄電池對(duì)所述串聯(lián)電池組的單體電池進(jìn)行充放電均衡；所述電流傳感器設(shè)置于供電電路并與所述主控板電連接；用于采集串聯(lián)電池組在所述供電電路輸出的電流；所述主控板與所述分布式從板以及蓄電池相連，用于根據(jù)所述電流傳感器采集的電流得到所述串聯(lián)電池組中各個(gè)單體電池的soc參數(shù)，并根據(jù)所述soc參數(shù)控制所述分布式從板對(duì)所述串聯(lián)電池組的單體電池進(jìn)行充放電均衡。實(shí)現(xiàn)了電池均衡的分布式設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)和布局設(shè)計(jì)，分布式設(shè)計(jì)同時(shí)拆分了電流采集過程，使得工作精度更精確。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例中提供的串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路的拓?fù)鋱D；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中提供的串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路中分布式從板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中提供的串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路、電池組和汽車的具體實(shí)施方式、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。

請(qǐng)參考圖1至圖3，其分別是本發(fā)明實(shí)施例中提供的串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路的拓?fù)鋱D、串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路中分布式從板的結(jié)構(gòu)示意圖和串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路整體結(jié)構(gòu)示意圖。

首先請(qǐng)參考圖1，該均衡電路包括至少兩個(gè)分布式從板10、主控板20、電流傳感器60和蓄電池30；

每個(gè)所述分布式從板10對(duì)應(yīng)一個(gè)串聯(lián)電池組并通過供電電路40與所述蓄電池30電連接，用于通過所述蓄電池30對(duì)所述串聯(lián)電池組的單體電池進(jìn)行充放電均衡；

所述電流傳感器60設(shè)置于供電電路40并與所述主控板20電連接；用于采集串聯(lián)電池組在所述供電電路40輸出的電流；

所述主控板20與所述分布式從板10以及蓄電池30相連，用于根據(jù)所述電流傳感器60采集的電流得到所述串聯(lián)電池組中各個(gè)單體電池的soc參數(shù)，并根據(jù)所述soc參數(shù)控制所述分布式從板10對(duì)所述串聯(lián)電池組的單體電池進(jìn)行充放電均衡。

在本方案中，將分布式從板10的供電電源，即蓄電池30作為能量共享介質(zhì)，從而使得不同荷電量的模組可以通過這個(gè)低壓軌道共享能量進(jìn)行均衡，實(shí)現(xiàn)可以快速調(diào)用車載蓄電池30的電量來均衡電池間荷電量較少的單體，并行均衡速度快，減少的均衡的流程。

基于上述設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了非耗散主動(dòng)均衡并且實(shí)現(xiàn)分布式布置，可將分布式從板嵌入安裝在電池模組上，大大簡(jiǎn)化了電壓采樣線束，pack里只有供電和通信線束，減小空間占用和重要，減少生產(chǎn)的工作量。整體而言，實(shí)現(xiàn)了電池均衡的分布式設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)和布局設(shè)計(jì)，分布式設(shè)計(jì)同時(shí)拆分了電流采集過程，使得工作精度更精確。

在具體的實(shí)現(xiàn)方案中，請(qǐng)參考圖2和圖3，所述分布式從板10包括微控制單元mcu14、隔離式直流轉(zhuǎn)換器13和多個(gè)繼電器開關(guān)12；

所述串聯(lián)電池組的兩端以及相鄰兩個(gè)單體電池11之間設(shè)置有第一連接節(jié)點(diǎn)；所述繼電器開關(guān)12包括第一開關(guān)組、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)；

所述第一開關(guān)組中的繼電器開關(guān)12的第一端與所述第一連接點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)連接，并將所述第一開關(guān)組中的繼電器開關(guān)12按所述串聯(lián)電池組的正負(fù)極方向進(jìn)行編號(hào)；編號(hào)為奇數(shù)的繼電器開關(guān)12的第二端與第二連接點(diǎn)相連，編號(hào)為偶數(shù)的繼電器開關(guān)12的第二端與第三連接點(diǎn)相連；

所述第二開關(guān)和第四開關(guān)的第一端均與所述第二連接點(diǎn)相連；所述第三開關(guān)和第五開關(guān)的第一端均與所述第三連接點(diǎn)相連；所述第二開關(guān)和第三開關(guān)的第二端均與所述隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的第一端的負(fù)極相連；所述第四開關(guān)和第五開關(guān)的第二端均與所述隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的第一端的正極相連；

所述第六開關(guān)的第一端與所述串聯(lián)電池組的負(fù)極相連，所述第六開關(guān)的第二端與所述第三連接點(diǎn)相連；

所述隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的第二端與所述蓄電池30相連，所述繼電器開關(guān)12的受控端與所述mcu14的控制端相連，所述mcu14與所述蓄電池30相連。

在圖2和圖3中以6個(gè)單體電池11串聯(lián)為例，將單體電池11從左往右依次編號(hào)為a、b……(圖2和圖3中未全部標(biāo)識(shí)單體電池的編號(hào))，依次得到個(gè)單體電池11的編號(hào)；開關(guān)根據(jù)連接對(duì)象的不同大體分為第一開關(guān)組、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)、第五開關(guān)和第六開關(guān)，其中第一開關(guān)組均與單體電池11相連，根據(jù)電池組的正負(fù)極方向，依次編號(hào)為①、②、③……(圖2和圖3中未全部標(biāo)識(shí)第一開關(guān)組的編號(hào))，為后續(xù)描述方便，第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)分別編號(hào)為④、⑤、⑥、⑦。根據(jù)上述的繼電器開關(guān)12的連接設(shè)定結(jié)合圖2，可以確認(rèn)，一個(gè)由n個(gè)單體電池11組成的串聯(lián)電池組，需要n+1個(gè)繼電器開關(guān)12組成第一開關(guān)組，單體電池11兩端分別有一個(gè)開關(guān)，最后一顆單體電池11的右端有兩個(gè)開關(guān)，另外加上5個(gè)繼電器開關(guān)12，總共需要n+6個(gè)開關(guān)，奇數(shù)和偶數(shù)的繼電器開關(guān)12分別連接到兩個(gè)軌道(即第二連接點(diǎn)和第三連接點(diǎn))，兩個(gè)軌道再分別和兩個(gè)繼電器開關(guān)12連接(具體請(qǐng)參考圖2中④、⑤、⑥、⑦的連接關(guān)系)，通過繼電器開關(guān)12將兩個(gè)軌道都連接到隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的第一端，即隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的一個(gè)輸入輸出端口，隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的第二端，即隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的另一個(gè)輸入輸出端口與供電電路40相連，將供電電路40作為能量傳輸通道進(jìn)行均衡換電，多個(gè)分布式從板10和主控板20通過can總線50進(jìn)行通信，接受均衡調(diào)度。其中第六開關(guān)可以與最左側(cè)的開關(guān)，即開關(guān)①配合將整個(gè)電池模組同時(shí)接入電路進(jìn)行放電，以此實(shí)現(xiàn)最大輸出功率。

分布式從板10接收到主控板20的命令后，開始處理需要均衡的單體電池11。當(dāng)需要向過低soc的單體電池11充電時(shí)，假設(shè)為單體電池①，mcu14控制該單體電池11兩端的開關(guān)①、②、⑤和⑥閉合，使得單體電池①正負(fù)極正確接入隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的第一端的正負(fù)極，再控制隔離式直流轉(zhuǎn)換器13運(yùn)行，將蓄電池30的電荷轉(zhuǎn)移到單體電池①，提高單體電池①的soc，使其達(dá)到均衡的標(biāo)準(zhǔn)，然后斷開開關(guān)①、②、⑤和⑥；處理完成單體電池①后，以同樣的方法逐個(gè)處理過低soc的單體電池11。

當(dāng)需要把過高的soc單體放電時(shí)，假設(shè)為單體電池②，mcu14控制該單體兩端的開關(guān)②、③、④和⑦閉合，使得單體電池②正負(fù)極正確接入隔離式直流轉(zhuǎn)換器13的一端的正負(fù)極，再控制輸出控制命令隔離式直流轉(zhuǎn)換器13運(yùn)行，將單體電池②的電荷轉(zhuǎn)移到蓄電池30，降低了單體電池②的soc，使其達(dá)到均衡的標(biāo)準(zhǔn)，然后斷開開關(guān)②、③、④和⑦；處理完成單體電池②后，以同樣的方法逐個(gè)處理過高soc的單體電池11。

當(dāng)蓄電池30需要充電或?qū)Φ蛪弘娖鞴╇姇r(shí)，多個(gè)分布式從板10根據(jù)主控板20的命令，在各個(gè)單體電池11輸出合適的電流，給低壓電器和蓄電池30供電，同時(shí)可以完成模組和單體的均衡，能量共享軌道的電流傳感器60，例如霍爾電流傳感器60采集了電池組在軌道輸出的電流，用于估算soc等參數(shù)。

本方案中的繼電器開關(guān)12可以是mosfet開關(guān)或者光繼電器開關(guān)，整體要求是接收到對(duì)應(yīng)的控制指令后能產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的信號(hào)(電信號(hào)或光信號(hào))驅(qū)動(dòng)導(dǎo)通或斷開。

其中，所述隔離式直流轉(zhuǎn)換器13包括雙向直流轉(zhuǎn)換器控制芯片和變壓器。

其中，所述主控板20與所述分布式從板10通過can總線50相連。

其中，所述can總線50包括iso11898協(xié)議總線和/或saej1939協(xié)議總線。

其中，所述蓄電池30為12v或24v低壓電池。

其中，所述供電電路40為線束或pcb電路。

其中，所述mcu14為16位控制芯片。

本發(fā)明實(shí)施例采用一種電池組，包括前述任一實(shí)施例所述的串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路。

本發(fā)明實(shí)施例還采用一種汽車，包括前文所述的電池組。

電池組和汽車采用上述的串聯(lián)電池組分布式主動(dòng)非耗散型均衡電路后，對(duì)應(yīng)擁有相同的技術(shù)效果，在此不做進(jìn)一步說明。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明,任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。