电动车单体电池电量均衡电路、装置及方法与流程

本发明涉及电工控制技术领域，尤其涉及一种电动车单体电池电量均衡电路、装置及方法。

背景技术

当前，国内外对电动汽车电池组的电量均衡都是以串联为对象，对电池组的每个串联电路分别进行均衡。均衡电路复杂，元器件繁多。

对于国外纯电动汽车电池电量均衡，多采用主动均衡功能设计，将多余电量移至单体电量较低的电池中。当对电池组的每串电路进行均衡时，均衡元器件繁多，结构复杂。而国内广泛采用被动式均衡设计，将多于电量以热能散失。当对电池组的每串电路进行均衡时，电量损失严重，降低了汽车电池电量的利用率。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种电动车单体电池电量均衡电路、装置及方法，成本低廉，控制效率高，速度快，结构简单，可适应绝大部分电动车的电池系统，提高电池的使用寿命和能量利用率。

为了实现上述目的，本发明提供一种电动车单体电池电量均衡电路，包括多个电池连接端，每相邻的两所述电池连接端之间连接有一电量均衡模块，所述电量均衡模块包括反向并联的两二极管，所述二极管的型号相同。

本发明的一种基于本发明所述的电动车单体电池电量均衡电路的单体电池电量均衡装置，包括一电路板，固定于所述电路板的所述电动车单体电池电量均衡电路和多个引脚，所述引脚和所述电池连接端一一对应连接。

本发明的一种基于本发明所述的电动车单体电池电量均衡电路的单体电池电量均衡方法，包括步骤：

s1：根据一目标电池组电路的实际结构确定所需接入的所述电动车单体电池电量均衡电路的数量；所述目标电池组电路包括至少一电池组单元，所述电池组单元包括至少两并联支路，每一所述并联支路包括数量相同的复数个单体电池；

s2：将所述电动车单体电池电量均衡电路连接入所述目标电池组电路，使得每一所述并联支路的每两相邻所述单体电池之间与相邻所述并联支路的对应两相邻所述单体电池之间连接有一所述电量均衡模块。

优选地，所述电动车单体电池电量均衡电路的所述电池连接端的数量与对应所述电池组单元的所述并联支路的数量相同；所述电池组单元接入所述电动车单体电池电量均衡电路的数量为该电池组单元的所述并联支路上所述单体电池的数量减一；

所述电动车单体电池电量均衡电路的所述电池连接端分别一一对应地连接于对应所述电池组单元的各所述并联支路相同位置的两相邻所述单体电池之间。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

通过电量均衡模块包括反向并联的两二极管的结构的采用，使得本发明的电动车单体电池电量均衡电路能够利用二级管的单向导电性和二极管的截止电压判断电量的高低，实现相应的充电电路的导通，进而实现对目标电池组电路的电量的自动均衡调节，且具有成本低廉、控制效率高、速度快和结构简单的优点，并可以适应绝大部分电动车的电池系统，很好的提高了电池的使用寿命、能量利用率和续航里程。本发明实施例的一种基于本实施例的电动车单体电池电量均衡电路的单体电池电量均衡装置，将电动车单体电池电量均衡电路集成为带有引脚的电路板，使得电动车单体电池电量均衡电路的连接操作更为便捷。

附图说明

图1为本发明实施例的电动车单体电池电量均衡装置的结构示意图；

图2为本发明实施例的电动车单体电池电量均衡方法的流程图；

图3～图5为本发明实施例的目标电池组电路的结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图1～图5，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图1，本发明实施例的一种电动车单体电池电量均衡电路1，包括多个电池连接端11，每相邻的两电池连接端11之间连接有一电量均衡模块12，电量均衡模块12包括反向并联的两二极管d，二极管d的型号相同。

本发明实施例的一种电动车单体电池电量均衡电路1利用二级管d的单向导电性和二极管d的截止电压判断电量的高低，并实现相应的充电电路的导通，对于提高电动汽车电池组的电池使用寿命和续航里程有很大的帮助。

本发明实施例的一种基于本实施例的电动车单体电池电量均衡电路1的单体电池电量均衡装置，包括一电路板2，固定于电路板2的电动车单体电池电量均衡电路1和多个引脚3，引脚3和电池连接端11一一对应连接。

请参阅图1～图5，本发明实施例的一种基于本发明的电动车单体电池电量均衡电路1的单体电池电量均衡方法，包括步骤：

s1：根据一目标电池组电路4的实际结构确定所需接入的电动车单体电池电量均衡电路1的数量；目标电池组电路4包括至少一电池组单元41，电池组单元41包括至少两并联支路，每一并联支路包括数量相同的复数个单体电池411；

s2：将电动车单体电池411电量均衡电路1连接入目标电池组电路4，使得每一并联支路的每两相邻单体电池411之间与相邻并联支路的对应两相邻单体电池411之间连接有一电量均衡模块12。

其中，电动车单体电池411电量均衡电路1的电池连接端11的数量与对应电池组单元41的并联支路的数量相同；电池组单元41接入电动车单体电池411电量均衡电路1的数量为该电池组单元41的并联支路上单体电池411的数量减一；电动车单体电池411电量均衡电路1的电池连接端11分别一一对应地连接于对应电池组单元41的各并联支路相同位置的两相邻单体电池411之间。

本发明实施例的一种基于本发明的电动车单体电池电量均衡电路1的单体电池电量均衡方法，通过连接二极管d组成的电量均衡模块12。用一对反向的二极管d将相互并联的串联电路串联相对位置相同的单体电池411正极接通，使电动车电池系统中并联相对位置一样的单体电池411电量均衡，确保并联电池系统中，每一列的单体电池411电量相互均衡。

图4为连接有电量均衡模块12的2×2的电池组单元41，其均衡电量的工作原理如下：

首先，二极管d对四个单体电池411：第一单体电池4111、第二单体电池4112、第三单体电池4113和第四单体电池4114的正极端电位进行对比(设第一单体电池4111的电量为c，第二单体电池4112的电量为b,第三单体电池4113的电量为c，第四单体电池4114的电量为d，且电量c>a，b>d，a+b＝c+d)。得vb>vc则左侧二极管d导通，第二单体电池4112给第三单体电池4113充电电路形成。

然后，第二单体电池4112电压下降，第三单体电池4113电压上升，导致a+b<c+d。则由于二者是并联连接，故可以相互充电。

接着，二极管d确定b＝d后自动截止，bc充电电路截止。此时b＝c，a+b＝c+d，所以a＝c。均衡完成。

最后，二极管d实时监测各单体电池411的电压的相对变化，当差别较大时，实施均衡。

图5为连接有电量均衡模块12的3×4的电池组单元41，在系统中的每一并联相对位置相同的列中，相对电量存在着7种可能，现仅以其中第二列的第五单体电池4115、第六单体电池4116、第七单体电池4117为研究对象，其均衡电量的工作原理如下：

设第五单体电池4115的电量为e，第六单体电池4116的电量为f，第七单体电池4117的电量为g，有如下几种电量情况的可能：e>f>g、e>g>f、f>e>g、f>g>e、g>e>f、g>f>e和e＝f＝g。

现对各情况分别叙述：

1、电量e>f>g

首先，第五单体电池4115同时给第六单体电池4116和第七单体电池4117充电。当电量e＝f时，第五单体电池4115和第六单体电池4116同时对第七单体电池4117充电，直至e＝f＝g。

2、电量e>g>f

首先，第五单体电池4115同时给第六单体电池4116和第七单体电池4117充电。当电量e＝f时，第五单体电池4115和第七单体电池4117同时对第六单体电池4116充电，直至e＝f＝g。

3、电量f>e>g

首先，第六单体电池4116同时给第五单体电池4115和第七单体电池4117充电。当电量f＝e时，第五单体电池4115和第六单体电池4116同时对第七单体电池4117充电，直至e＝f＝g。

4、电量f>g>e

首先，第六单体电池4116同时给第五单体电池4115和第七单体电池4117充电。当电量f＝g时，第六单体电池4116和第七单体电池4117充电同时对第五单体电池4115充电，直至e＝f＝g。

5、电量g>e>f

首先，第七单体电池4117同时给第五单体电池4115和第六单体电池4116充电。当电量g＝e时，第五单体电池4115和第七单体电池4117同时对第六单体电池4116充电，直至e＝f＝g。

6、电量g>f>e

首先，第七单体电池4117同时给第五单体电池4115和第六单体电池4116充电。当电量g＝f时，第七单体电池4117和第六单体电池4116同时对第五单体电池4115充电，直至e＝f＝g。

7、电量e＝f＝g

二极管d截止，所有单体电池411充电电路断路。

在实际使用中，目标电池组电路4中的单体电池411往往数目较多，本发明实施例的一种基于本实施例的电动车单体电池电量均衡电路1的单体电池电量均衡装置，将电动车单体电池电量均衡电路1集成为带有引脚3的电路板2，使得电动车单体电池电量均衡电路1的连接操作更为便捷，使用时，可直接将串并连相对位置相同的单体电池411正极与单体电池电量均衡装置的引脚3连接即可。

本发明实施例的一种电动车单体电池电量均衡电路、装置及方法具有成本低廉，控制效率高，速度快和结构简单的优点，并可以适应绝大部分电动车的电池系统，很好的提高了电池的使用寿命和能量利用率。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。