专利名称:一种分布式的电池模块主动均衡系统的制作方法
技术领域:
一种分布式的电池模块主动均衡系统技术领域[0001]本实用新型涉及电池均衡,特别涉及一种分布式的电池模块主动均衡系统。
技术背景[0002]电池均衡是延长动力电池使用寿命,优化动力电池性能的一项很重要的工作,这是动力电池及电动汽车行业内的一个普遍共识。目前实际中普遍采用的电池均衡都是放电形式的被动均衡,均衡效果和强度受到很大限制。充电形式的主动均衡与放电形式的被动均衡相比在均衡效果和效率上有明显优势。[0003]发明人在实现本实用新型的过程中发现,现有技术中至少存在以下的缺点和不足[0004]集中式布置、装配的主动均衡系统由于均衡充电线路很长,工作中均衡线路上的能量损耗和电压压降都不可以忽略,严重限制着主动均衡系统的发展与实际使用。实用新型内容[0005]本实用新型要解决的技术问题在于提供一种分布式的电池模块主动均衡系统,该电池模块主动均衡系统的均衡充电线路很短,使得均衡充电线路上的能量损耗和电压压降尽可能的减少到最低限度,实现主动均衡系统在实际应用中的普遍使用,为了达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是[0006]一种分布式的电池模块主动均衡系统,包括至少四个电池单体和至少一个供电继电器,所述供电继电器通过供电继电器控制线和电池管理系统相连;所述电池管理系统控制所述供电继电器的闭合;每个所述电池单体对应配置有均衡模块;所述均衡模块通过均衡模块供电线得到供电;所述电池管理系统通过均衡模块控制线控制所述均衡模块的工作状态;所述电池管理系统通过采样线采集所述电池单体的信息并依此分析单体电池的能量状态,确定是否对所述电池单体进行均衡操作;所述均衡模块通过均衡模块输出线对相应的所述电池单体进行充电均衡;所述均衡模块和所述电池单体之间的安装距离小于等于 3厘米,或所述均衡模块通过PCB板安装在所述电池单体的正负极上。[0007]所述均衡模块的对外接口包括电源输入端、均衡输出端和使能控制端,所述电源输入端与所述均衡模块供电线相连,所述使能控制端和所述电池管理系统相连;所述均衡输出端由所述均衡模块控制通断。[0008]所述均衡模块供电线接AC220V、DC340V、DC12V和DC36V其中的一种。[0009]本实用新型提供的技术方案的有益效果是[0010]本实用新型提供了一种分布式的电池模块主动均衡系统,该电池模块主动均衡系统缩短了均衡充电线路,使得均衡充电线路上的能量损耗和电压压降尽可能的减少到最低限度,有效解决了均衡充电线路对主动均衡系统的限制,提高了电池单体的均衡效率和效果,实现主动均衡系统在实际应用中的普遍使用,延长动力电池使用寿命,优化动力电池使用性能;同时,根据系统要求确定均衡模块的供电形式,扩大了电池模块主动均衡系统的使用范围。
图1为本实用新型提供的ー种分布式的电池模块主动均衡系统的结构示意图;图2为本实用新型提供的均衡模块的对外接ロ的结构示意图;图3为本实用新型提供的ー种分布式的电池模块主动均衡系统的工作方式示意 图;图4为本实用新型提供的ー种分布式的电池模块主动均衡系统的工作方式的另
一示意图。附图中所列部件列表如下所示1:供电继电器;2:供电继电器控制线;3:均衡模块供电线;4:均衡模块控制线;5:采样线;6:均衡模块输出线;7 电池动カ线;8 电池管理系统;9 均衡模块;10 电池单体;11:电源输入端;12:均衡输出端;13 使能控制端。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新 型实施方式作进ー步地详细描述。为了缩短电池模块主动均衡系统的均衡充电线路,使均衡充电线路上的能量损耗 和电压压降尽可能的减少到最低限度,实现主动均衡系统在实际应用中的普遍使用,本实 用新型实施例提供了ー种分布式的电池模块主动均衡系统,參见图1和图2,详见下文描 述ー种分布式的电池模块主动均衡系统,包括至少四个电池单体10和至少ー个供 电继电器1,供电继电器1通过供电继电器控制线2和电池管理系统8相连;电池管理系统 8控制供电继电器1的闭合;每个电池单体10对应配置有均衡模块9 ;均衡模块9通过均衡 模块供电线3得到供电;电池管理系统8通过均衡模块控制线4控制均衡模块9的工作状 态;电池管理系统8通过采样线5采集电池単体10的信息并依此分析电池单体10的能量 状态,确定是否对电池単体10进行均衡操作;均衡模块9通过均衡模块输出线6对相应的 电池单体10进行充电均衡;均衡模块9和电池单体10之间的安装距离小于等于3厘米,或 均衡模块9通过PCB板安装在电池单体10的正负极上。其中,均衡模块9的对外接ロ包括电源输入端11、均衡输出端12和使能控制端 13,电源输入端11与均衡模块供电线3相连,使能控制端13和电池管理系统8相连;均衡 输出端12由均衡模块9控制通断。即均衡模块9未使能吋,均衡输出端12处于断路状态;均衡模块9使能吋,均衡输 出端12处于通路状态;电池管理系统8通过使能控制端13对均衡模块9进行使能控制;均 衡模块9通过电源输入端11接收均衡模块供电线3 (连接着均衡供电电源)的供电。[0028]其中,均衡模块9和电池单体10之间的安装距离小于等于3厘米,或均衡模块9通过PCB板安装在电池单体10的正负极上,即均衡模块9安装在被均衡的电池单体10附近3 厘米内,或均衡模块9通过PCB板直接焊接在电池单体10的正负极上,或可以采用其他的方式安装在电池单体10的正负极上,具体实现时,本实用新型实施例对此不做限制。通过该设计缩短了均衡充电线路,减小均衡充电线路上的能量损耗和均衡充电线路对均衡强度的限制。[0029]其中,可以根据使用者的要求确定均衡模块9的供电形式,一旦系统确定,均衡模块9的供电形式也是确定的,例如[0030]根据系统要求确定均衡模块9的供电形式均衡模块供电线3接AC220V、DC340V、 DC12V和DC36V其中的一种;或,[0031]均衡模块供电线3接高压的AC220V和DC340V或低压的DC12V DC36V,实现电池模块主动均衡系统对多种供电形式的适应,使其能够满足不同主动均衡系统的多种需求。[0032]其中,对于电池单体10或由电池单体10组成的单个电池包通过电池动力线7给均衡模块9供电,既将均衡模块供电线3与电池动力线7并联同时接受供电继电器1的控制,可以实现均衡模块9或电池包内部电池单体10的能量均衡,及能量状态高的电池单体 10放电给能力状态低的电池单体10充电。[0033]由于电池管理系统8对均衡模块9仅进行开关控制,电池模块主动均衡系统装配前,需要根据电池单体10的类型确定均衡模块9的输出能力。电池管理系统8需要配备有足够多的控制端口用于各均衡模块9的独立控制。[0034]其中,分布式的电池模块主动均衡系统对均衡模块9的供电形式的选择可以实现电池系统级别(整个电池组)或电池模块级别(电池模块内部)中所有电池单体10间的互相充电,但是不限于此,如果使用者要求使用电池组给均衡模块9供电,实现能量状态高的电池单体10放电给能量低的电池单体10充电,这个分布式的电池模块主动均衡系统能够实现使用者要求。但只是其中一种工作实现形式,具体实现时,根据均衡模块9的供电电源的不同,来确定对均衡模块9的供电形式,本实用新型实施例对此不做限制。[0035]下面参见图3和图4详细介绍一下分布式的电池模块主动均衡系统的工作原理, 参见下文[0036]分布式的电池模块主动均衡系统开始工作时,电池管理系统8根据采样线5得到电池单体信息来分析电池单体10的能量状态及单体电池10 —致性状况,并依此控制均衡模块9的工作,电池管理系统8通过供电继电器控制线2控制供电继电器1闭合,给均衡模块9供电,电池管理系统8通过均衡模块控制线4对所有的均衡模块9进行独立控制,均衡模块9通过均衡模块输出线6对相应的电池单体10进行充电均衡。参见图3,给出了一个电池单体10均衡过程中电池模块主动均衡系统工作的步骤如下所示[0037](1)电池管理系统8通过采样线5得到电池单体10的信息来分析电池单体的能量状态及一致性状况,确定是否进行均衡操作,如果是,执行步骤O);如果否,结束工作,不进行均衡操作;[0038](2)电池管理系统8通过供电继电器控制线2,控制供电继电器1闭合,均衡模块 9通过均衡模块供电线3得到供电,启动均衡过程;[0039](3)电池管理系统8通过均衡模块控制线4控制均衡模块9的工作状态,启动输出或关闭输出;[0040](4)均衡进行中,电池管理系统8通过采样线5得到的信息判断是否结束对该电池单体10的均衡操作,如果是,执行步骤(5);如果否,执行步骤(6);[0041](5)电池模块主动均衡系统切断对均衡模块9的供电,均衡操作结束;[0042](6)电池管理系统8保持对电池单体10的状态检测,并执行步骤(4)。[0043]由于电池单体10存在的不一致性,使得各个电池单体10完成均衡操作的时间不一致,为此图4中给出了多个电池单体10均衡过程中电池模块主动均衡系统工作过程,当其中一个电池单体10完成均衡操作后,还需判断其他的电池单体是否完成均衡操作,直到所有的电池单体10完成均衡操作后,电池模块主动均衡系统的均衡操作结束。[0044]综上所述,本实用新型实施例提供了一种分布式的电池模块主动均衡系统,该电池模块主动均衡系统缩短了均衡充电线路,使得均衡充电线路上的能量损耗和电压压降尽可能的减少到最低限度,有效解决了均衡充电线路对主动均衡系统的限制,提高了电池单体的均衡效率和效果,实现主动均衡系统在实际应用中的普遍使用,延长动力电池使用寿命,优化动力电池使用性能;同时,通过均衡模块供电线接多种电源形式,扩大了电池模块主动均衡系统的使用范围。[0045]本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图,上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。[0046]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。权利要求1.一种分布式的电池模块主动均衡系统,包括至少四个电池单体(10)和至少一个供电继电器(1),其特征在于,所述供电继电器(1)通过供电继电器控制线( 和电池管理系统(8)相连;所述电池管理系统(8)控制所述供电继电器(1)的闭合;每个所述电池单体(10)对应配置有均衡模块(9);所述均衡模块(9)通过均衡模块供电线C3)得到供电;所述电池管理系统( 通过均衡模块控制线(4)控制所述均衡模块(9)的工作状态;所述电池管理系统(8)通过采样线(5)采集所述电池单体(10)的信息并依此分析电池单体(10)的能量状态,确定是否对所述电池单体(10)进行均衡操作;所述均衡模块(9)通过均衡模块输出线(6)对相应的所述电池单体(10)进行充电均衡;所述均衡模块(9)和所述电池单体(10)之间的安装距离小于等于3厘米,或所述均衡模块(9)通过PCB板安装在所述电池单体(10)的正负极上。
2.根据权利要求1所述的一种分布式的电池模块主动均衡系统,其特征在于,所述均衡模块(9)的对外接口包括电源输入端(11)、均衡输出端(12)和使能控制端(13),所述电源输入端(11)与所述均衡模块供电线C3)相连,所述使能控制端(1 和所述电池管理系统(8)相连;所述均衡输出端(1 由所述均衡模块(9)控制通断。
3.根据权利要求1或2所述的一种分布式的电池模块主动均衡系统,其特征在于,所述均衡模块供电线⑶接AC220V、DC340V、DC12V和DC36V其中的一种。
专利摘要本实用新型公开了一种分布式的电池模块主动均衡系统,供电继电器通过供电继电器控制线和电池管理系统相连;电池管理系统控制供电继电器的闭合;每个电池单体对应配置有均衡模块;均衡模块通过均衡模块供电线得到供电;电池管理系统通过均衡模块控制线控制均衡模块的工作状态;电池管理系统通过采样线采集电池单体的信息来分析电池单体的能量状态,确定是否对电池单体进行均衡操作;均衡模块通过均衡模块输出线对相应的电池单体进行充电均衡;均衡模块和电池单体之间的安装距离小于等于3厘米,或均衡模块通过PCB板安装在电池单体的正负极上。缩短了均衡充电线路,使得均衡输出线上的能量损耗和电压压降尽可能的减少到最低限度。
文档编号H02J7/00GK202276161SQ20112035346
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者刘青山, 宫学庚, 梁枫, 王颖, 韩毅, 马宇坤 申请人:天津清源电动车辆有限责任公司