一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备与流程

1.本发明涉及动力电池均衡设备领域，尤其涉及一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备。


背景技术：

2.随着全球环保意识的增强，越来越多的人在购买汽车时选择电动汽车(electric vehicles，ev)，这使得电动汽车越来越普及。
3.电动汽车的核心部件为动力电池模组，为了使动力电池模组的电流能够均衡输出，一般要使用均衡设备对动力电池模组中的各个电池进行负载均衡控制，以消除动力电池模组中电源差异影响，提高电动汽车的系统安全性。
4.当前，动力电池模组均衡设备的实现方案，充电部分基本都由多个小电源模块组合而成，由于电源模块之间个体差异会引起的负荷不均衡。放电部分由多个电阻或者mos管(mos管是mosfet(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管)进行自然放电，无法实现放电电流的精确控制。从而使动力电池模组均衡设备不能合理地均衡各个电源模块的负荷，降低动力电池模组的工作效率，降低动力电池系统的安全性。


技术实现要素：

5.本发明实施例旨在提供一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备，可以解决现有的动力电池模组均衡设备不能合理地均衡各个电源模块的负荷，降低动力电池模组的工作效率，降低动力电池系统的安全性的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明第一方面实施例提供一种动力电池模组均衡设备的负荷均衡控制方法，所述负荷均衡控制方法包括：
7.在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡；
8.在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致。
9.可选地，所述在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡的步骤包括：
10.在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块进行并联组合，各个电源模块的输出电流一致，实现动力电池模组的负荷均衡；
11.在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块进行串联组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号，实现各个电源模块的输出电流一致。
12.可选地，动力电池模组均衡设备包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一电源模块、第二电源模块、二选一选择器、第一隔离电源、第一电流采样电阻和第二电流采样电阻；
13.所述在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡的步骤包括：
14.在确定动力电池模组均衡设备中各个电源模块的工作模式后，所述在动力电池模组充电时，将输入的pwm占空比信号转换成参考电压，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器采用相同的所述参考电压，所述第一电流采样电阻的反馈输出到所述第一运算放大器的负输入，所述第二电流采样电阻的反馈输出到所述第二运算放大器的负输入；
15.所述第一运算放大器输出充电控制信号控制所述第一电源模块；
16.所述第二运算放大器的输出和所述第一隔离电源将来自第一运算放大器输出的充电控制信号经过所述二选一选择器选择后输出给所述第二电源模块，使所述第二电源模块具有和所述第一电源模块相同的充电控制信号。
17.可选地，所述在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，包括：
18.第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围；
19.第二级放电策略包括通过mos管结合运算放大器调整放电电流的具体大小，实现放电电流的精确控制。
20.可选地，所述第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围，包括：
21.配置四个放电通道，分别为第一放电通道、第二放电通道、第三放电通道和第四放电通道，每个放电通道对称分布，每个放电通道配置若干个放电电阻和若干个开关，每一个放电电阻与一个开关并联，由所述开关控制与其并联的放电电阻是否加入放电回路。
22.可选地，所述第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围，还包括：
23.配置第一mos管，所述第三放电通道和第一放电通道串联后连接至所述第一mos管的漏极，所述第一mos管的源极与第一分流器电性连接；
24.配置第二mos管，所述第四放电通道和第二放电通道串联后连接至所述第二mos管的漏极，所述第二mos管的源极与第二分流器电性连接。
25.可选地，所述动力电池模组均衡设备包括第三运算放大器、第七mos管、第八mos管、第三电流采样电阻、第四电流采样电阻、第一负载电阻、第二负载电阻和第二隔离电源；
26.所述第二级放电策略包括通过mos管结合运算放大器调整放电电流的具体大小，包括：
27.在确定所述动力电池模组均衡设备放电的工作模式后，所述动力电池模组均衡设备在放电时，将输入的pwm占空比信号转换成参考电压，所述第三运算放大器的输出控制第七mos管和通过所述第二隔离电源控制第八mos管；所述第三电流采样电阻的反馈输入到所述第三运算放大器的负输入端；
28.使用所述第二隔离电源，使第八mos管的参考地与第七mos管的参考地一致；
29.所述第一负载电阻和第二负载电阻大小相等，对称分布，使得通过第一负载电阻和第二负载电阻的放电电流相等。
30.可选地，所述负荷均衡控制方法还包括：在动力电池模组放电时，根据放电电流和动态配置放电电阻，将放电产生的热量分布上在按照预设电阻组合选择算法选出的易于散热的放电电阻上。
31.可选地，所述预设电阻组合选择算法包括：
32.a1、测量动力电池模组的当前电压，根据期望的放电电流，计算期望放电电阻；
33.a2、在放电电阻组合中，查找比期望放电电阻阻值小的最大放电电阻组合；
34.a3、计算最大放电电阻上分布的功率和在mos管上分布功率，如果最大放电电流大于期望放电电流，则采用期望放电电流参与计算；如果最大放电电流小于期待放电电流，则采用最大放电电流参与计算；
35.a4、如果在mos管上分布功率小于允许的最大功率，则选用所述最大放电电阻组合放电；否则转步骤a5；
36.a5、从放电电阻组合中查找比期望放电电阻大的放电电阻组合，重新执行步骤a3和步骤a4，直到找到在mos管上分布功率在允许的最大放电功率为止。
37.相应地，本发明第二方面实施例提供一种动力电池模组均衡设备，应用于本发明第一方面实施例所述的一种动力电池模组均衡设备的负荷均衡控制方法，所述动力电池模组均衡设备包括充电均衡组件和放电均衡组件；其中：
38.所述充电均衡组件用于在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡；
39.所述放电均衡组件用于在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致。
40.与现有技术相比较，本发明实施例提供的一种负荷均衡控制方法及动力电池模组均衡设备，通过在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡；在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致，可以合理地均衡动力电池模组中各个电源模块的负荷，实现电流在各个电源模块上的均衡分布，均衡的负荷分布可以最大化地提高动力电池模组的工作效率，同时提高动力电池系统的安全性和动力电池模组均衡设备的寿命。从而可以解决现有的动力电池模组均衡设备不能合理分布各个电源模块的负荷，负荷无法得到均衡，降低动力电池模组的工作效率，降低动力电池系统的安全性的问题。
附图说明
41.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
42.图1是本发明实施例提供的一种负荷均衡控制方法的流程示意图；
43.图2是本发明实施例提供的一种动力电池模组均衡设备的结构示意图；
44.图3是本发明实施例提供的一种动力电池模组均衡设备进行均衡充电控制的示意图；
45.图4是本发明实施例提供的一种动力电池模组均衡设备处于并联放电工作模式的示意图；
46.图5是本发明实施例提供的一种动力电池模组均衡设备处于串联放电工作模式的
示意图；
47.图6是本发明实施例提供的一种动力电池模组均衡设备进行均衡放电控制的示意图；
48.图7是本发明实施例提供的一种负荷均衡控制方法的另一流程示意图。
具体实施方式
49.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
50.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
51.此外，下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
52.在一个实施例中，请参考图1，本发明提供一种动力电池模组均衡设备的负荷均衡控制方法，所述负荷均衡控制方法包括：
53.s1、在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡；
54.s2、在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致。
55.在本实施例中，通过在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡；在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致，可以合理地均衡动力电池模组中各个电源模块的负荷，实现电流在各个电源模块上的均衡分布，均衡的负荷分布可以最大化地提高动力电池模组的工作效率，同时提高动力电池系统的安全性和动力电池模组均衡设备的寿命。从而可以解决现有的动力电池模组均衡设备不能合理分布各个电源模块的负荷，负荷无法得到均衡，降低动力电池模组的工作效率，降低动力电池系统的安全性的问题。
56.在一个实施例中，所述步骤s1中，所述在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡，具体包括：
57.在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块进行并联组合，各个电源模块的输出控制独立，但各个电源模块的输出电流一致，实现动力电池模组的负荷均衡，以解决
各个电源模块之间个体差异引起的负荷不均衡。
58.在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块进行串联组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号，实现各个电源模块的输出电流一致，以解决各个电源模块之间个体差异引起的负荷不均衡。
59.请参考图2和图3。图2是本发明提供的动力电池模组均衡设备的结构示意图。图3是本发明提供的动力电池模组均衡设备进行均衡充电控制的示意图。在图2和图3中，所述动力电池模组均衡设备100包括充电均衡组件1，所述充电均衡组件1用于在动力电池模组充电时，使用多个小容量电源模块组合，各个电源模块之间使用统一的充电控制信号实现动力电池模组的负荷均衡。
60.所述充电均衡组件1包括第一运算放大器11、第二运算放大器12、第一电源模块p1、第二电源模块p2、二选一选择器13、第一隔离电源14、第一电流采样电阻re1和第二电流采样电阻re2；其中：
61.所述第一运算放大器11的正输入端与参考电压vref电性连接，所述第一运算放大器11的输出端与所述第一电源模块p1电性连接，由第一运算放大器11的输出充电控制信号控制第一电源模块p1，所述第一电流采样电阻re1与所述第一电源模块p1电性连接，所述第一电流采样电阻re1的反馈输出连接至所述第一运算放大器11的负输入端。所述第一运算放大器11的输出端与所述第一隔离电源14电性连接，由第一运算放大器11的输出充电控制信号给所述第一隔离电源14。
62.所述第二运算放大器12的正输入端与控制参考电压vref电性连接，所述第二运算放大器12的输出端与所述二选一选择器13电性连接，所述二选一选择器13与所述第二电源模块p2电性连接，所述第二运算放大器12的输出通过所述二选一选择器13控制第二电源模块p2，所述第二电流采样电阻re2与所述第二电源模块p2电性连接，所述第二电流采样电阻re2的反馈输出连接至所述第二运算放大器12的负输入端。
63.所述第一隔离电源14的输入端分别与所述第一运算放大器11的输出端和所述第一电源模块p1的负极输出端电性连接，所述第一隔离电源14的输出端分别与所述二选一选择器13和所述第二电源模块p2的负极输出端电性连接。通过所述第一隔离电源14将来自第一运算放大器11输出的充电控制信号经过所述二选一选择器13输出给所述第二电源模块p2，使所述第二电源模块p2具有和所述第一电源模块p1相同的充电控制信号，使得相同的充电控制信号在不同的电源模块采用所述第一隔离电源14进行充电控制信号传递，以解决串联时不同电源模块之间的基础电压不一致的问题。此外，所述第一隔离电源14的增益为1:1电压变换，所述第一隔离电源14的输出端与所述第二电源模块p2的负极输出端电性连接，使所述第二电源模块p2的负极电压与第一电源模块p1的负极电压一致，以解决不同电源模块之间的负极电压不一致的问题。
64.如图3所示，所述充电均衡组件1包括第一rc电路15。所述参考电压vref控制输出电流的大小，所述参考电压vref是通过第一rc电路15将pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制)占空比信号转换而成，参考电压vref与pwm占空比成线性变化关系，pwm占空比变化时，参考电压vref也同步进行变化。
65.此外，所述参考电压vref还可以被开启信号进行控制，开启信号关闭时，参考电压vref输出关闭，关闭所述第一运算放大器11的输出。所述第一运算放大器11的输出控制还
可以通过dac(digital to analog converter，数字模拟转换器)输出直接控制，方便进行电路调试与故障定位。
66.在图3中，在确定所述动力电池模组均衡设备100中所述充电均衡组件中1的各个电源模块的串并联工作模式后。
67.输入的pwm占空比信号转换成参考电压vref，第一运算放大器11输出充电控制信号控制第一电源模块p1输出，第二运算放大器12输出控制第二电源模块p2输出，第一运算放大器11和第二运算放大器12采用相同的参考电压vref，确保第一电源模块p1和第二电源模块p2的输出电流设置一致。第一电流采样电阻re1的反馈输出到第一运算放大器11的负输入，第二电流采样电阻re2的反馈输出到第二运算放大器12的负输入。根据运算放大器的原理可知，在平衡时，第一电流采样电阻re1和第二电流采样电阻re2上的采样电压与参考电压vref一致，在运算放大器的工作能力范围内，运算放大器自动调控输出电压控制电源，使电源输出电流与设置的目标电流一致，实现对输出电流的控制。
68.当确定所述动力电池模组均衡设备中所述充电均衡组件1中的各个电源模块的工作模式为并联(即第一电源模块p1和第二电源模块p2并联)时，第一电源模块p1的输出由第一运算放大器11输出的充电控制信号控制，第二电源模块p2由所述二选一选择器13选择所述第二运算放大器12输出的充电控制信号控制。第一运算放大器11和第二运算放大器12正输入端输入相同的参考电压vref，确保第一电源模块p1和第二电源模块p2的输出电流一致，第一运算放大器11的负输入端接入第一电流采样电阻re1的反馈电压，第二运算放大器12的负输入端接入第二电流采样电阻re2的反馈电压，确保第一电源模块p1和第二电源模块p2输出相同的输出电流。
69.当确定所述动力电池模组均衡设备中所述充电均衡组件1中的各个电源模块的工作模式为串联(即第一电源模块p1和第二电源模块p2串联)时，第一电源模块p1和第二电源模块p2通过的电流是一致，第一电源模块p1和第二电源模块p2统一采用第一运算放大器11的输出的充电控制信号进行控制，从而可以避免出现第一电源模块p1和第二电源模块p2输入控制不是采用独立的控制方式，造成运算放大器之间的竞争可能会导致一个电源输出会把另一个电源的输出钳位，导致输出不了期待的输出电流的问题。所述第二电源模块p2由所述二选一选择器13选择来自第一运算放大器p1输出的经过所述第一隔离电源14输出的充电控制信号控制，即所述第一运算放大器11输出的充电控制信号，在传递到第二电源模块p2之前，采用所述第一隔离电源14进行隔离变换，所述第一隔离电源14输出的负极为第二电源模块p2的负极，所述第一隔离电源14输出的电压与输入电压一致(因为所述隔离电源的增益为1:1电压变换)，使所述第二电源模块p2的负极电压与第一电源模块p1的负极电压一致，从而可以避免由于第二电源模块p2的负极电压与第一电源模块p1的负极电压不一致的问题。
70.在本实施例中，在充电时，根据应用需求，多个小电源模块可以采用并联或者串联的方式，在并联时，可以提高电流的输出能力；串联时，可以提高电压输出能力。从而可以用同一个参考电压vref，控制各个电源模块输出同一个输出电流，在对动力电池模组进行充电时，可以通过这个参考电压，调整电源输出能力；且充电时多个电源模块组合采用对称设计，保持对称路径上的输出电流一致。
71.在一个实施例中，所述步骤s2中，所述在动力电池模组放电时，使用两级放电策略
调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致，具体包括：所述第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围；所述第二级放电策略包括通过mos管结合运算放大器调整放电电流的具体大小，实现放电电流的精确控制。
72.进一步地，如图4和图5所示，所述第一级放电策略包括通过动态配置放电电阻调整放电电流范围，具体包括：
73.配置四个放电通道，分别为第一放电通道ch1、第二放电通道ch2、第三放电通道ch3和第四放电通道ch4，每个放电通道对称分布，每个放电通道配置若干个放电电阻和若干个开关，每一个放电电阻与一个开关并联，由所述开关控制与其并联的放电电阻是否加入放电回路，从而动态改变电阻大小实现动态调整放电电流范围。
74.如图4和图5所示，所述第一放电通道ch1配置第一放电电阻r1、第二放电电阻r2、第三放电电阻r3和第一开关k1、第二开关k2、第三开关k3，第一放电电阻r1与第一开关k1并联，第二放电电阻r2与第二开关k2并联，第三放电电阻r3与第三开关k3并联。
75.所述第二放电通道ch2配置第四放电电阻r4、第五放电电阻r5、第六放电电阻r6和第四开关k4、第五开关k5、第六开关k6，第四放电电阻r4与第四开关k4并联，第五放电电阻r5与第五开关k5并联，第六放电电阻r6与第六开关k6并联。
76.所述第三放电通道ch3配置第七放电电阻r7、第八放电电阻r8、第九放电电阻r9和第七开关k7、第八开关k8、第九开关k9，第七放电电阻r7与第七开关k7并联，第八放电电阻r8与第八开关k8并联，第九放电电阻r9与第九开关k9并联。
77.所述第四放电通道ch4配置第十放电电阻r10、第十一放电电阻r11、第十二放电电阻r12和第十开关k10、第十一开关k11、第十二开关k12，第十放电电阻r10与第十开关k10并联，第十一放电电阻r11与第十一开关k11并联，第十二放电电阻r12与第十二开关k12并联。
78.在配置的四个放电通道中，第三放电通道ch3和第四放电通道ch4配置相同，第一放电通道ch1和第二放电通道ch2配置相同。第三放电通道ch3和第一放电通道ch1串联，第四放电通道ch4和第二放电通道ch2串联。
79.其中，配置第一mos管q1，所述第三放电通道ch3和第一放电通道ch1串联后连接至所述第一mos管q1的漏极，所述第一mos管q1的源极与第一分流器rf1电性连接。
80.配置第二mos管q2，所述第四放电通道ch4和第二放电通道ch2串联后连接至所述第二mos管q2的漏极，所述第二mos管q2的源极与第二分流器rf2电性连接。
81.在动力电池模组均衡设备放电的工作模式中，一般是存在并联放电或串联放电两种工作模式，具体地：
82.如图4所示，是本发明实施例提供的一种动力电池模组均衡设备处于并联放电工作模式的示意图。在图4中，第一放电通道ch1和第三放电通道ch3与第二放电通道ch2和第四放电通道ch4通道之间并联，即第三放电通道ch3和第一放电通道ch1串联，第四放电通道ch4和第二放电通道ch2串联，第三放电通道ch3与第四放电通道ch4连接，第一放电通道ch1与所述第一mos管q1的漏极连接，所述第一mos管q1的源极与第一分流器rf1电性连接，所述第二mos管q2的源极与第二分流器rf2电性连接，所述第一分流器rf1与所述第二分流器rf2电性连接。
83.如图5所示是本发明实施例提供的一种动力电池模组均衡设备处于串联放电工作
模式的示意图。在图5中，第三放电通道ch3和第一放电通道ch1串联放电后，再串联到第四放电通道ch4和第二放电通道ch2。即第三放电通道ch3和第一放电通道ch1串联放电后，第一放电通道ch1与所述第一mos管q1的漏极连接，所述第一mos管q1的源极与第一分流器rf1电性连接后与第四放电通道ch4连接，第四放电通道ch4与和第二放电通道ch2串联放电。由于对称分布，只要第一放电通道ch1的第一mos管q1与第二放电通道ch2的第二mos管q2控制得当，在所有放电路径上的放电电流一致。
84.作为一个可选的实施例，配置第三mos管q3和第四mos管q4，第三mos管q3的栅极与第四mos管q4的栅极电性连接，第三mos管q3的源极与第四mos管q4的源极电性连接后与第一分流器rf1电性连接，第三mos管q3的漏极与第四mos管q4的漏极电性连接，第三通道ch3和第一通道ch1串联后连接至第三mos管q3的漏极。
85.配置第五mos管q5和第六mos管q6，第五mos管q5的栅极与第六mos管q6的栅极电性连接，第五mos管q5的源极与第六mos管q6的源极电性连接后与第二分流器rf2电性连接，第五mos管q5的漏极与第六mos管q6的漏极电性连接，第三通道ch3和第一通道ch1串联后连接至第五mos管q5的漏极。
86.作为另一个可选的实施例，配置第一igbt管(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)t1，所述第三放电通道ch3和第一放电通道ch1串联后连接至所述第一igbt管t1的集电极，所述第一igbt管t1的发射极与第一分流器rf1电性连接。
87.配置第二igbt管t2，所述第四放电通道ch4和第二放电通道ch2串联串联后连接至所述第二igbt管t2的集电极，所述第二igbt管t2的发射极与第二分流器rf2电性连接。
88.在一个实施例中，所述第二级放电策略包括通过mos管结合运算放大器调整放电电流的具体大小，实现放电电流的精确控制。
89.具体地，请参考图6，图6是本发明动力电池模组均衡设备进行均衡放电控制的示意图。在图2和图6中，所述动力电池模组均衡设备100包括放电均衡组件2，所述放电均衡组件2用于在动力电池模组放电时，使用两级放电策略调整放电电流，形成多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号实现各个放电通道的放电电流一致。
90.所述放电均衡组件2包括第三运算放大器23、第七mos管q7、第八mos管q8、第三电流采样电阻re3、第四电流采样电阻re4、第一负载电阻rl1、第二负载电阻rl2和第二隔离电源24；其中：
91.所述第三运算放大器23的正输入端与参考电压vref电性连接，所述第三运算放大器23的输出端与所述第七mos管q7的栅极电性连接，所述第三电流采样电阻re3与所述第七mos管q7的源极电性连接，所述第七mos管q7的漏极与所述第一负载电阻rl1电性连接，所述第七mos管q7的源极连接至所述第三运算放大器23的负输入端。所述第三电流采样电阻re3的反馈输出连接至第二rc电路25的输出端。
92.所述第二隔离电源24的输入端分别与所述第三运算放大器23的输出端和所述第三电流采样电阻re3的反馈输出电性连接，所述第二隔离电源24的输出段与所述第八mos管q8的栅极电性连接。
93.所述第八mos管q8的栅极与所述第二隔离电源24的输出端电性连接，所述第八mos管q8的漏极与所述第二负载电阻rl2电性连接，所述第八mos管q8的源极与所述第四电流采样电阻re4电性连接。
94.所述第四电流采样电阻re4的反馈输出连接至所述第二隔离电源24的输出端。
95.所述放电均衡组件2包括还包括第二rc电路25。所述参考电压vref控制输出电流的大小，所述参考电压vref是通过第二rc电路25将pwm占空比信号转换而成，参考电压vref与pwm占空比成线性变化关系，pwm占空比变化时，参考电压vref也同步进行变化。
96.此外，所述参考电压vref还可以被开启信号进行控制，开启信号关闭时，参考电压vref输出关闭，关闭所述第三运算放大器23的输出。所述第三运算放大器23的输出控制还可以通过dac输出直接控制，方便进行电路调试与故障定位。
97.在图6中，在确定所述动力电池模组均衡设备放电的工作模式后，所述动力电池模组均衡设备在放电时，放电电流采用单一的运算放大器的控制方案(无论并联和串联)。控制放电电流大小的参考电压vref由pwm的占空比控制输出，第三运算放大器23的输出控制第一负载电阻rl1的第七mos管q7和通过所述第二隔离电源控制第二负载电阻rl2的第八mos管q8。在控制第二负载电阻rl2的第七mos管q7时，通过了增益为1的第二隔离电源24，解决在串联时第二负载电阻rl2的第八mos管q8参考地与第一负载电阻rl1的第七mos管q7参考地不一致问题。第三电流采样电阻re3的反馈输入到第三运算放大器23的负输入端，根据运算放大器的特点，在电流平衡时，第三电流采样电阻re3的电流采样电压与参考电压vref一致，所以改变参考电压vref，就可以改变放电电流。由于第一负载电阻rl1和第二负载电阻rl2大小相等，对称分布，第一负载电阻rl1的第七mos管q7与第二负载电阻rl2的第八mos管q8参数一致，所以在放电时，使得通过第一负载电阻rl1和第二负载电阻rl2的放电电流相等，通过第七mos管q7和第八mos管q8的放电电流也一致。
98.在本实施例中，在放电时，通过使用两级放电策略调整放电电流，第一级放电策略包括通过动态配置电阻调整放电电流范围，第二级放电策略包括通过mos管结合运算放大器调整放电电流的具体大小，实现放电电流的精确控制；并配置多个放电通道，多个放电通道采用统一放电控制信号，从而实现各个放电通道的放电电流一致。
99.在一个实施例中，如图7所示，所述负荷均衡控制方法还包括：s3、在动力电池模组放电时，根据放电电流和动态配置放电电阻，将放电产生的热量分布上在按照预设电阻组合选择算法选出的易于散热的放电电阻上。
100.目前，现有的放电电阻的散热一般的采用风扇风冷直接散热，mos管的散热是采用扇热片风冷散热。
101.但在本发明中，由于采用的放电电阻的散热面积大，可承受的热量高，所以在放电时，将放电产生的热量分布上在按照预设电阻组合选择算法选出的易于散热的放电电阻上，以保护mos管安全，同时降低设计成本。
102.假定动力电池的电压为ubat，放电电流为i，配置的放电电阻为r，则在放电电阻r上分布的功率pr和在mos管上分布功率p
mos
如以下公式(1)和公式(2)所示，在放电电阻r上所产生的热量与其分布的功率pr密切相关，在mos管上所产生的热量与其分布的率p
mos
密切相关，功率越大，产生的热量越多。
103.pr＝i2·rꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
104.p
mos
＝u
bat
·
i-i2·rꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
105.放电电流i是预先定义的，要使mos管的功率pmos最小，则放电电阻r必须尽可能大。但放电电流i受放电电阻r的影响，如公式(3)所示，当放电电阻r持续增大时，最大放电
电流imax比期待的放电电流i小，所以放电能力跟不上去，所以放电电阻r只能取一个合适的值，放电电阻r在满足放电电流情况下，尽可能最大。
[0106][0107]
在图3和图4中，放电电阻r是由多个放电电阻串联组合而成，每一个放电电阻上并联一个开关，当开关断开时，放电电阻串联在放电回路中。串联的单个放电电阻之间阻值可能不同。第三放电通道ch3和第一放电通道ch1串联组成的放电通道中，共有6个放电电阻(r1-r6)，其中，有5个放电电阻可以自由配置(例如r1-r3、r5-r6)，有1个放电电阻固定(例如r4)(保证在任何情况下都有一个放电电阻在放电回路中，提高放电回路的安全性)。在5个可配置的放电电阻，存在可能的放电电阻组合数量f(n)如公式(4)所示，其中c为组合符号。
[0108][0109]
所述预设电阻组合选择算法包括：
[0110]
a1、测量动力电池模组的当前电压ubat，根据期望的放电电流i，计算期望放电电阻ri；
[0111]
a2、在放电电阻组合f(n)中，查找比期望放电电阻ri阻值小的最大放电电阻组合rr；
[0112]
a3、使用公式(1)、(2)和(3)计算最大放电电阻rr上分布的功率pr和在mos管上分布功率p
mos
。在计算过程中，如果发现最大放电电流imax大于期望放电电流i，则采用期望放电电流i参与上述公式的计算，放大电流大小由图5中的mos管控制；如果最大放电电流imax小于期待放电电流i，则图5中的mos管全导通，采用最大放电电流imax参与上述公式的计算；
[0113]
a4、如果在mos管上分布功率pmos小于允许的最大功率，则选用这组最大放电电阻组合rr放电；否则转步骤a5；
[0114]
a5、从放电电阻组合f(n)中查找比期望放电电阻ri大的放电电阻组合，重新执行步骤a3和步骤a4，直到找到在mos管上分布功率pmos在允许的最大放电功率为止。
[0115]
在本实施例中，通过根据放电电流和动态配置放电电阻，将放电产生的热量分布上在按照预设电阻组合选择算法选出的易于散热的放电电阻上，保证大部分放电功率分布在选出的易于散热的放电电阻上，从而保障mos管q7和q8处于安全的工作范围，以保护mos管安全，同时降低设计成本。
[0116]
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
[0117]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以
以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。