[发明专利]用于电池组的主动均衡装置

说明书

技术领域

本申请涉及电池充电领域，具体涉及一种用于电池组的主动均衡装置。

背景技术

在电力领域，锂电池以其能量密度高、体积小、环保等优势逐渐成为电动汽车、储能以及通信后备电源的主流动力来源。

在实际使用时，锂电池均采用电池组的形式。但锂电池在生产时由于环境、生产机器等方面的原因会不可避免地出现的微小性能差异，这就导致了锂电池组中的每个锂电池可能出现每节电池的电压值不同的情况，在多次使用后，这些电池的电压差会逐渐增大，如果不及时进行均衡处理，这些不断增大的不一致性会导致锂电池组的寿命提前耗尽。

目前常见的均衡方式是采用被动均衡电路，该被动均衡电路主要通过在每节电池单体两端并联一个功率电阻和开关，当某节电池电压较高时，吸合开关，消耗部分电量，直至达到均衡状态。

这样的均衡电路虽然可以在一定程度上对电池进行均衡处理。但是，由于均衡过程是将电能转化为热能，尤其是在对由多电池组组成的电池阵列进行均衡时，其散热过程就必须配置相应的冷却设备，这就使得工业生产中的成本大大增加并且将电能转化成热能会造成无谓的电力浪费；此外，如果散热不合理的话，会导致整个电池组合均衡模块温度过高，导致电池加速衰减以及均衡模块烧毁的后果。

申请内容

本申请的目的是提供一种用于电池组的主动均衡装置，该主动均衡装置能够将锂电池组中电压高的锂电池中的电量转化到电压低的锂电池中，取代了将电能转化成热能的均衡流程，同时采用多层均衡电路的组成形式，能够同时对多电池组组成的电池阵列进行均衡，不仅节约了能源，同时还降低了电池因为散热不当而导致寿命耗尽过快的风险。此外，本申请提供的主动均衡装置还通过温度传感器实时检测自身的温度，当自身温度过高时，通过警报器提示工作人员，防止装置本身因为温度过高而损坏电池的问题发生。

为了实现上述目的，本申请提供一种用于电池组的主动均衡装置，该主动均衡装置包括：温度传感器，用于检测主动均衡装置的温度；警报器；多层均衡电路，每一层均衡电路包括至少一个均衡单元，每一个均衡单元包括串联的两个可控开关和一个储能元件，该串联的两个可控开关连接到多个电池单元中的串联的至少两个电池单元的两端，一个储能元件连接在两个可控开关之间的节点与至少两个电池单元中间节点之间，该中间节点将至少两个电池单元分成电池单元数量相同的两组电池单元；电压传感器，用于检测每一个电池单元两端的电压；控制器，用于：接收温度传感器检测的温度并根据该温度判断是否启动警报器；接收电压传感器检测到的每一组电池单元两端的电压，根据该电压逐层控制多层均衡电路中的每一层均衡电路执行电压均衡操作。

可选地，控制器可以用于：针对每一层均衡电路，控制该层均衡电路中的均衡单元间隔执行电压均衡操作。

可选地，控制器可以用于：针对每一个均衡单元，判断检测到的该均衡单元连接的两组电池单元中的一组电池单元两端的电压是否大于另一组电池单元两端的电压；在判断一组电池单元两端的电压大于另一组电池单元两端的电压的情况下，闭合该均衡单元中的两个可控开关中与一组电池单元对应的第一可控开关，使得一组电池单元给该均衡单元中的储能元件充电；在给储能元件充电结束后，断开第一可控开关，闭合两个可控开关中的第二可控开关，使得储能元件对另一组电池单元进行充电，以均衡两组电池单元两端的电压。

可选地，控制器可以用于：判断两组电池单元两端的电压的差值是否大于预设值；在判断两组电池单元两端的电压的差值大于预设值的情况下，闭合第一可控开关，以使得一组电池单元对储能元件充电。

可选地，在判断一组电池单元两端的电压大于另一组电池单元两端的电压的情况下，闭合该均衡单元中的两个可控开关中与一组电池单元对应的第一可控开关，使得一组电池单元给该均衡单元中的储能元件充电包括：如果两组电池单元两端的电压的差值减小到初始差值的一半，则断开第一可控开关，以停止给储能元件充电，该初始差值为开始给储能元件充电时两组电池单元两端的电压的差值。

可选地，控制器还可以用于：在检测到两组电池单元两端的电压都小于预定电压的情况下，不对两组电池单元进行均衡。

可选地，多层均衡电路中的第一层均衡电路中的每一个均衡单元所连接的电池单元的数量可以为2个。

可选地，多层均衡电路中的最后一层均衡电路可以包括一个均衡单元，与该一个均衡单元连接的两组电池单元中的每一组电池单元的数量为多个电池单元的数量的一半。