一种双向均衡矩阵管理模块的制作方法

背景技术：

0、技术背景

1、本申请涉及电池均衡技术领域，具体涉及一种双向均衡矩阵管理模块。

2、基于新能源变革的需求，汽车、通信、电力、铁路、船舶、水下设备、无人机等各个领域的电动化应用日趋广泛；基于各个应用场合对于电池电压等级需求的不同，应用的电池串数不尽相同，在锂电池应用中，需要将单体锂电池进行串联和并联，组成不同电压和不同容量的电池组进行使用，电池串联在一起后，由于每节电池的自身差异，在电池使用过程中，每节电池的电压和容量是有差异的，在电池组充放电的过程中，最低容量的单节电池会限制电池组的整体放电和充电，导致整体容量的缩减，而均衡的作用就是在充放电过程中，将提前充满的单体电池电量进行消耗或转移，使其它还未充满或放空的单体能够继续充电，从而保证电池组整体可以充的更满，这对于单体电池一致性的控制提出了更高的要求；

3、当前针电池一致性的均衡控制，多采用电阻放电式的被动均衡，受限于电阻体积和散热设计，均衡电流一般为百毫安级，均衡效率低，传统的电阻放电式均衡是针对每一个单体增加放电电阻，在体积和散热方面都存在问题，所以需要一种能够对多串电池组实现均衡管理的模块，本实用新型针对这一技术问题进行解决。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种双向均衡矩阵管理模块，实现了对过高单体的放电或对过低单体的充电工作，从而有针对性的对多个单体实现一致性的控制，提高均衡的效果。

2、一种双向均衡矩阵管理模块，包括双向dcdc模块、与所述双向dcdc模块连接的矩阵切换单元、与所述矩阵切换单元连接的多路开关，所述矩阵切换单元内并联有若干开关，若干开关分别与若干自复式保险丝串联，所述多路开关用于控制若干所述开关的原边。

3、进一步的，所述双向dcdc模块上连接有电压输入接口p+和电压输出接口p-，还连接有适用于单体电池的输出接口b+和输入接口b-，所述b+和b-分别与所述矩阵切换单元连接。

4、进一步的，所述双向dcdc模块连接有用于控制输入和输出方向的chg_en、dsg_en控制口线。

5、进一步的，所述双向dcdc模块与用于控制b+、b-的恒流值的i_ref口线连接。

6、进一步的，若干所述双向dcdc模块和所述多路开关分别与同一个cpu连接。

7、进一步的，若干所述双向dcdc模块和所述多路开关分别与若干cpu连接，若干所述cpu分别与同一个主机连接。

8、本实用新型的技术效果如下：

9、(1)本方案通过双向dcdc模块结合矩阵切换单元的控制，来实现多选一的双向均衡，即在多个电池中选取其中一个电池进行控制，并且可以灵活选择均衡方向，实现对电流过高的电池单体的放电，或者对电流过低的电池单体的充电，实现有针对性的控制，从而通过上述方式，实现了多电池情况下的均衡控制；

10、(2)多路开关用于实现多选一功能，从原边进行控制，避免多路选通的可能性，从而避免串联电池因均衡操作不当导致的并联短路；

11、(3)矩阵切换单元受控于多路开关电路的输出，同时仅有一路导通，从而基于单体一致性实现对某一节过高单体或过低单体电池的放电或充电；

12、(4)为了进一步避免短路情况的发生，本方案在矩阵切换单元内串接自复式保险丝，并且在短路异常恢复后

技术特征：

1.一种双向均衡矩阵管理模块，其特征在于，包括双向dcdc模块(1)、与所述双向dcdc模块(1)连接的矩阵切换单元(3)、与所述矩阵切换单元(3)连接的多路开关(2)，所述矩阵切换单元(3)内并联有若干开关且串联有若干电池(6)，若干开关分别与若干自复式保险丝(5)串联，所述多路开关(2)用于控制若干所述开关的原边。

2.根据权利要求1所述的双向均衡矩阵管理模块，其特征在于，所述双向dcdc模块(1)上连接有电压输入接口p+和电压输出接口p-，还连接有适用于单体电池(6)的输出接口b+和输入接口b-，所述b+和b-分别与所述矩阵切换单元(3)连接。

3.根据权利要求2所述的双向均衡矩阵管理模块，其特征在于，所述双向dcdc模块(1)连接有用于控制输入和输出方向的chg_en、dsg_en控制口线。

4.根据权利要求3所述的双向均衡矩阵管理模块，其特征在于，所述双向dcdc模块(1)与用于控制b+、b-的恒流值的i_ref口线连接。

5.根据权利要求4所述的双向均衡矩阵管理模块，其特征在于，若干所述双向dcdc模块(1)和所述多路开关(2)分别与同一个cpu(7)连接。

6.根据权利要求4所述的双向均衡矩阵管理模块，其特征在于，若干所述双向dcdc模块(1)和所述多路开关(2)分别与若干cpu(7)连接，若干所述cpu(7)分别与同一个主机(9)连接。

技术总结
一种双向均衡矩阵管理模块，包括双向DCDC模块、与双向DCDC模块连接的矩阵切换单元、与矩阵切换单元连接的多路开关，矩阵切换单元内并联有若干开关，若干开关分别与若干自复式保险丝串联，多路开关用于控制若干开关的原边，双向DCDC模块上连接有电压输入接口P+和电压输出接口P‑，还连接有适用于单体电池的输出接口B+和输入接口B‑，B+和B‑分别与矩阵切换单元连接，双向DCDC模块连接有用于控制输入和输出方向的CHG_EN、DSG_EN控制口线。本技术提供的双向均衡矩阵管理模块，实现了对过高单体的放电或对过低单体的充电工作，从而有针对性的对多个单体实现一致性的控制，提高均衡的效果。

技术研发人员：马晓涛,张干,李晓伟
受保护的技术使用者：烟台东方电子玉麟电气有限公司
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/1/15