电池组的均衡控制方法及装置与流程

本发明属于电池技术领域，尤其涉及电池组的均衡控制方法及装置。

背景技术：

动力电池具有能量密度高、自放电率低、循环寿命长等优点，目前已广泛应用于储能领域。在动力电池使用过程中，需要将多节单体电池通过串联成组后为负载提供能量。此时单体电池性能的差异会导致电池组出现不一致性现象，而电池组的不一致性会造成电池组使用性能的下降，导致其可用容量和使用寿命衰减。因此，动力电池通常需要进行均衡管理。

然而，现有的电池均衡方案，通常为各电池单体分别并联电阻，通过电阻消耗单体电池的电量提高各电池的电量一致性。这里，有待提高电池均衡的效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供供电控制方法、装置、存储介质及配电设备，以解决现有技术中电池均衡效率低的问题，达到电池均衡速度的效果。

本发明提供一种电池组的均衡控制方法，所述电池组包括多个电池包，每个电池包包括多个电池单体，其特征在于，所述方法包括：

获取所述多个电池包中各电池单体的状态信息；

在根据所述状态信息，确定对所述多个电池包中至少两个电池包进行电量均衡时，对所述至少两个电池包进行电量均衡；

在根据所述状态信息，确定对所述多个电池包中至少一个电池包中电池单体进行电量均衡时，对所述至少一个电池包中每个电池包内电池单体进行电量均衡。

在一些实施例中，所述获取所述多个电池包中各电池单体的状态信息，包括：通过多个电池包管理单元获取所述多个电池包中电池单体的状态信息，其中，每个电池包管理单元用于监测与其对应的电池包。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：根据所述多个电池包中各电池单体的状态信息，确定所述多个电池包的第一电量均值；确定每个电池包与所述第一电量均值的第一差值；确定每个电池包对应的第一差值的绝对值是否超过第一阈值；在确定至少两个电池包对应的绝对值超过所述第一阈值时，确定对所述至少两个电池包进行电量均衡。

在一些实施例中，所述对所述至少两个电池包进行电量均衡，包括：利用所述至少两个电池包中，所述第一差值大于所述第一阈值的电池包对所述第一差值小于第一阈值的电池包进行充电。

在一些实施例中，所述对所述至少两个电池包进行电量均衡，包括：

通过所述至少两个电池包对应的第一均衡单元和多绕组变压器，对所述至少两个电池包进行电量均衡，其中，每个第一均衡单元与所述多绕组变压器中与该第一均衡单元对应的一个绕组耦接，每个第一均衡单元还与该第一均衡单元对应的一个电池包耦接。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：

根据所述多个电池包中各电池单体的状态信息，确定所述多个电池包的所有电池单体的第二电量均值；

确定所述多个电池包中每个电池单体与第二电量均值的第二差值；

确定每个电池单体对应的第二差值的绝对值是否超过所述第二阈值；

对于任一个电池包，在确定其中至少两个电池单体对应的绝对值超过所述第二阈值时，确定对所述电池包中电池单体进行电量均衡。

在一些实施例中，所述确定对所述电池包中电池单体进行电量均衡，包括：

对于所述电池包中任意相邻的两个电池单体，利用高电量的一个电池单体对另一个电池单体进行充电。

本发明提供一种电池组的均衡控制装置，所述电池组包括多个电池包，每个电池包包括多个电池单体，其特征在于，所述装置包括：

多绕组变压器；

多个第一均衡单元，其中每个第一均衡单元与所述多绕组变压器中与该第一均衡单元对应的一个绕组耦接，每个第一均衡单元还与该第一均衡单元对应的一个电池包耦接；

多个电池包管理单元，每个电池包管理单元用于监测与其对应的电池包；

主控单元，与所述多个第一均衡单元耦接，与所述多个电池包管理单元耦接，所述主控单元用于：

从所述多个电池包管理单元获取所述多个电池包中电池单体的状态信息；

在根据所述状态信息，确定对所述多个电池包中至少两个电池包进行电量均衡时，通过所述至少两个电池包对应的第一均衡单元和所述多绕组变压器，对所述至少两个电池包进行电量均衡；

在根据所述状态信息，确定对所述多个电池包中至少一个电池包中电池单体进行电量均衡时，通过所述至少一个电池包中每个电池包对应的电池包管理单元对每个电池包中电池单体进行电量均衡。

在一些实施例中，所述每个电池包对应的电池包管理单元包括：

多个第二均衡单元，每个第二均衡单元与该电池包中一个电池单体耦接，每个第二均衡单元包括储能器件，每个第二均衡单元通过其包括的储能器件对相应电池单体进行放电，并通过相邻的第二均衡单元的储能器件对所述相应电池单体进行充电。

在一些实施例中，所述主控单元还用于：

根据所述多个电池包中各电池单体的状态信息，确定所述多个电池包的第一电量均值；

确定每个电池包与所述第一电量均值的第一差值；

确定每个电池包对应的第一差值的绝对值是否超过第一阈值；

在确定至少两个电池包对应的绝对值超过所述第一阈值时，确定对所述至少两个电池包进行电量均衡。

在一些实施例中，所述主控单元还用于：

利用所述至少两个电池包中，所述第一差值大于所述第一阈值的电池包对所述第一差值小于第一阈值的电池包进行充电。

在一些实施例中，所述主控单元还用于：

通过所述至少两个电池包对应的第一均衡单元和多绕组变压器，对所述至少两个电池包进行电量均衡，其中，每个第一均衡单元与所述多绕组变压器中与该第一均衡单元对应的一个绕组耦接，每个第一均衡单元还与该第一均衡单元对应的一个电池包耦接。

在一些实施例中，所述主控单元还用于：

根据所述多个电池包中各电池单体的状态信息，确定所述多个电池包的所有电池单体的第二电量均值；

确定所述多个电池包中每个电池单体与第二电量均值的第二差值；

确定每个电池单体对应的第二差值的绝对值是否超过所述第二阈值；

对于任一个电池包，在确定其中至少两个电池单体对应的绝对值超过所述第二阈值时，确定对所述电池包中电池单体进行电量均衡。

在一些实施例中，所述主控单元还用于：

对于所述电池包中任意相邻的两个电池单体，利用高电量的一个电池单体对另一个电池单体进行充电。

综上，本申请的均衡控制方案通过第一均衡单元、电池包管理单元和多绕组变压器，可以实现电池包之间电池充放电的解耦，且可以快速且灵活地均衡各个电池包之间的电量。在此基础上，本申请的均衡控制方案可以在对各电池包内部的电池单体进行电量均衡。这里，通过电池包之间电量均衡方式和电池包内部的电池单体之间的电量均衡方式的配合，本申请的均衡方案可以提高对电池组中电池进行均衡的速度，且减少能量损耗。另外说明的是，本申请的均衡方案可以通过两种方式进行电量均衡，可以极大提高电池组电量均衡的灵活性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电池组的均衡控制装置的示意图；

图2为本发明的电池组的均衡控制方法200的一实施例的流程示意图；

图3为本发明的确定是否对电池包进行均衡的方法300的一实施例的流程示意图；

图4为本发明的确定是否对电池包内电池单体进行均衡的方法400的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明的电池组的均衡控制装置的示意图。

如图1所示，电池组可以包括多个电池包，例如图1标出的电池包51和52。每个电池包可以包括多个单体电池。例如，电池包51可以包括电池b1、b2、…、bm。每个电池包内单体电池例如为串联，但不限于此。

均衡控制装置可以包括主控单元30、多绕组变压器40、多个第一均衡单元(例如11和12)、多个电池包管理单元(例如21和22)。

其中，主控单元30与电池包管理单元耦接，可以与电池包管理单元进行通信。例如，主控单元30可以通过can总线协议等各种通信方式与电池包管理单元进行通信。

每个电池包管理单元用于监测与其对应的电池包。例如，电池包管理单元可以监测电池包中每个电池单体的状态信息。状态信息例如可以是电压、电量(soc)和温度等电池状态参数。

每个第一均衡单元(例如11)与多绕组变压器40中与该第一均衡单元(例如11)对应的一个绕组(例如41)耦接。每个第一均衡单元(例如11)还与该第一均衡单元(例如11)对应的一个电池包(例如51)耦接。

主控单元30可以从所述多个电池包管理单元获取所述多个电池包中电池单体的状态信息。在此基础上，主控单元30可以确定是否对电池组进行电量均衡操作。主控单元30例如可以根据电池组中各单体电池的电量确定是否进行电量均衡操作。这里，主控单元30可以采用各种适合的判断方式确定是否进行电量均衡操作，本申请对此不做限制。

在一些实施例中，在根据状态信息，确定对多个电池包中至少两个电池包进行电量均衡时，主控单元30通过所述至少两个电池包对应的第一均衡单元和多绕组变压器40，对所述至少两个电池包进行电量均衡。例如，主控单元确定对电池包51和52进行电量均衡。其中，电池包51的电量高于电池包52的电量。主控单元30可以控制第一均衡单元11对电池包51进行放点。绕组41可以存储电池包51的电能。在此基础上，绕组42可以获取绕组41中电能。主控单元30通过控制第一均衡单元12，可以让绕组42对电池包52整体进行充电。综上，本申请的均衡控制装置可以以电池包为一个充放电单元，进行电池包之间的电量均衡。

在一些实施例中，在根据状态信息，确定对所述多个电池包中至少一个电池包中电池单体进行电量均衡时，主控单元30可以通过所述至少一个电池包中每个电池包对应的电池包管理单元对每个电池包中电池单体进行电量均衡。例如，主控单元30在确定电池包51需要对电池单体进行电量均衡时，可以通过电池包51对应的电池包管理单元21对电池包51进行电量均衡。在一些实施例中，主控单元30可以利用所述至少两个电池包中，所述第一差值大于所述第一阈值的电池包对所述第一差值小于第一阈值的电池包进行充电。

在一些实施例中，主控单元30可以根据状态信息，首先在电池包之间进行电量均衡，然后可以选择是否对各个电池包内部的电池单体进行电量均衡。

综上，主控单元30通过第一均衡单元、电池包管理单元和多绕组变压器40，可以实现电池包之间电池充放电的解耦，且可以快速且灵活地均衡各个电池包之间的电量。在此基础上，主控单元30可以在对各电池包内部的电池单体进行电量均衡。这里，通过电池包之间电量均衡方式和电池包内部的电池单体之间的电量均衡方式的配合，本申请的均衡装置可以提高对电池组中电池进行均衡的速度，且减少能量损耗。另外说明的是，本申请的均衡装置可以通过两种方式进行电量均衡，可以极大提高电池组电量均衡的灵活性。

在一些实施例中，每个电池包对应的电池包管理单元包括：多个第二均衡单元。每个第二均衡单元与该电池包中一个电池单体耦接，每个第二均衡单元包括储能器件。每个第二均衡单元通过其包括的储能器件对相应电池单体进行放电，并通过相邻的第二均衡单元的储能器件对所述相应电池单体进行充电。以电池包51为例，电池包管理单元21可以包括第二均衡单元61和62。

如图1所示，第二均衡单元61可以包括串联在电池单体b1两端的第一开关器件s1d和电感l1。其中，电感l1第一端与电池b1的负极耦接，第二均衡单元61可以包括串联在电池单体b2两端的第一开关器件s2d和电感l2。第二均衡单元61还包括连接在电池单体b2负极与电感l1的第二端之间的第二开关器件s2u。在电池单体b1需要对电池单体b2进行充电时，电池包管理单元21可以通过控制模块1脉冲式闭合第一开关器件s1d，以便对储能器件(即电感l1)进行充电。另外，电池包管理单元21可以通过控制模块2脉冲式控制第二开关器件s2u进行闭合，以使的电感l1对电池单体b2进行充电，从而均衡两个电池单体的电量。类似地，主控单元30可以通过电池包管理单元对电池组中任意相邻的电池单体进行电量均衡。另外说明的是，第二均衡单元并不限于图1所示的电路模块(例如61和62)，还可以是其他能够对电池包内电池单体之间进行电量均衡的电路模块，本申请对此不做限制。第一开关器件和第二开关器件可以是功率开关管或者igbt等各种开关器件。控制模块(例如图1中控制模块1、2和m)可以是各种控制第一开关器件和第二开关器件开断的驱动模块。

在一些实施例中，主控单元30还可以执行如下操作：根据所述多个电池包中各电池单体的状态信息，确定所述多个电池包的第一电量均值；

确定每个电池包与所述第一电量均值的第一差值；

确定每个电池包对应的第一差值的绝对值是否超过第一阈值；

在确定至少两个电池包对应的绝对值超过所述第一阈值时，确定对所述至少两个电池包进行电量均衡。应当理解，主控单元还可以利用其它方式确定是否在电池包之间进行电量均衡，本申请对此不做限制。

在一些实施例中，主控单元30还可以执行如下操作：

根据所述多个电池包中各电池单体的状态信息，确定所述多个电池包的所有电池单体的第二电量均值；

确定所述多个电池包中每个电池单体与第二电量均值的第二差值；

确定每个电池单体对应的第二差值的绝对值是否超过所述第二阈值；

对于任一个电池包，在确定其中至少两个电池单体对应的绝对值超过所述第二阈值时，确定对所述电池包中电池单体进行电量均衡。另外，主控单元30还可以根据其他方式确定是否对电池包内单体电池进行电量均衡。

在一些实施例中，对于任一电池包中任意相邻的两个电池单体，主控单元30利用高电量的一个电池单体对另一个电池单体进行充电。

图2为本发明的电池组的均衡控制方法200的一实施例的流程示意图。均衡控制方式例如可以由主控单元30执行，但不限于此。

如图2所示，在步骤s201中，获取多个电池包中各电池单体的状态信息。

在步骤s202中，在根据状态信息，确定对多个电池包中至少两个电池包进行电量均衡时，对所述至少两个电池包进行电量均衡。在一些实施例中，步骤s202利用所述至少两个电池包中，第一差值大于第一阈值的电池包对第一差值小于第一阈值的电池包进行充电。在一些实施例中，通过所述至少两个电池包对应的第一均衡单元和多绕组变压器，对所述至少两个电池包进行电量均衡，其中，每个第一均衡单元与所述多绕组变压器中与该第一均衡单元对应的一个绕组耦接，每个第一均衡单元还与该第一均衡单元对应的一个电池包耦接。

在步骤s203中，在根据状态信息，确定对多个电池包中至少一个电池包中电池单体进行电量均衡时，对所述至少一个电池包中每个电池包内电池单体进行电量均衡。

方法200更具体的实施方式与图1中均衡控制装置一致，这里不再赘述。

综上，均衡控制方法200可以快速且灵活地均衡各个电池包之间的电量。在此基础上，均衡控制方法200可以在对各电池包内部的电池单体进行电量均衡。这里，通过电池包之间电量均衡方式和电池包内部的电池单体之间的电量均衡方式的配合，本申请的方法200可以提高对电池组中电池进行均衡的速度，且减少能量损耗。另外说明的是，方法200可以通过两种方式进行电量均衡，可以极大提高电池组电量均衡的灵活性。

在一些实施例中，步骤s201通过多个电池包管理单元获取多个电池包中电池单体的状态信息，其中，每个电池包管理单元用于监测与其对应的电池包。

在一些实施例中，本申请的实施例可以在执行步骤s202之前执行方法300。

如图3所示，在步骤s301中，根据所述多个电池包中各电池单体的状态信息，确定所述多个电池包的第一电量均值；

在步骤s302中，确定每个电池包与第一电量均值的第一差值。

在步骤s303中，确定每个电池包对应的第一差值的绝对值是否超过第一阈值。

在步骤s304中，在确定至少两个电池包对应的绝对值超过所述第一阈值时，确定对所述至少两个电池包进行电量均衡。综上，方法300可以根据电池包与电池包平均电量的差值，确定各电池包的电量状态，从而确定是否执行步骤s202。

在一些实施例中，本申请的实施例可以在执行步骤s203之前执行方法400。

如图4所示，在步骤s401中，根据所述多个电池包中各电池单体的状态信息，确定所述多个电池包的所有电池单体的第二电量均值。

在步骤s402中，确定所述多个电池包中每个电池单体与第二电量均值的第二差值。

在步骤s403中，确定每个电池单体对应的第二差值的绝对值是否超过所述第二阈值。

在步骤s404中，对于任一个电池包，在确定其中至少两个电池单体对应的绝对值超过所述第二阈值时，确定对所述电池包中电池单体进行电量均衡。

在一些实施例中，步骤s404可以确定：对于所述电池包中任意相邻的两个电池单体，利用高电量的一个电池单体对另一个电池单体进行充电。综上，方法400可以确定每个电池包内，电池单体之间的电量差异，从而确定是否对电池单体之间进行电量均衡。

在一些实施例中，步骤s203可以依次选定需要进行电量均衡的电池单体。对于任一个选定的电池单体，步骤s203可以在电量低于第二电量均值时对电池单体进行充电，在电量高于第二电量均值时，对电池单体进行放点。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。