CN107696863A - 电动汽车的能量管理系统及其控制方法、电动汽车 - Google Patents

电动汽车的能量管理系统及其控制方法、电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车的能量管理系统及其控制方法、电动汽车，所述系统包括：动力电池，动力电池包括多个电池模组；多个均衡DC‑DC转换器模块，每个模块的第一端与每个电池模组对应相连，第二端并联到低压直流母线；双向车载充电器，其交流端用于连接电网/充电盒，第一直流端连接到低压直流母线，第二直流端连接到高压直流母线；采样模块；控制模块根据采样的信息分别对每个均衡DC‑DC转换器模块进行控制以对多个电池模组进行均衡管理、对低压电器供电和给低压电池充电，并对双向车载充电器进行控制以对低压电器供电和给低压电池充电。该系统实现了为整车低压部件供电、对动力电池均衡以及关键功能的冗余设计，提高了系统安全性和可靠性。

Description

电动汽车的能量管理系统及其控制方法、电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的能量管理系统、一种具有该系统的电动汽车以及一种电动汽车的能量管理系统的控制方法。
背景技术
随着化石能源的消耗，环境污染以及人们环保意识的逐步提升，加上各地政府陆续推出新能源汽车扶持政策，电动汽车越来越受到广大消费者追捧。
相关技术中，电动汽车的能量管理系统如图1所示，主要包括以下模块：
(1)高压电池包：用于电动汽车电能存储，为整车提供动力；
(2)BMS(Battery Management System，电池管理系统)：对高压电池包进行监控及管理；
(3)DC-DC转换器1：将高压电池包的高压电转换为低压电给整车低压电器(如12V或24V)供电，并给低压启动电池充电；
(4)车载充电器：车载充电器通常包括：PFC模块、DC-DC转换器2和DC-DC转换器3，车载充电器将电网/充电盒的交流电转换为高压直流电，给高压电池包充电，同时通过DC-DC转换器3转换为低压电给低压启动电池补电。
但是，高压电池包是由众多单体电池通过串、并联等方式组合而成。受制于电池制造工艺、材料等因素，电池的容量、自放电、内阻等性能参数存在或多或少的差异，这些差异在环境温度以及电池包散(受)热条件等不均匀外力作用下，表现为电池一致性变差，电池包可用容量将减少。这就需要BMS在对电池包能量进行管理的同时，对影响电池包一致性的单体电池进行均衡，以达到最大能量输出。相关技术中，采多节电池共用一个均衡电路的形式，通过选通电路，实现对不同电池的均衡。缺点是：选通电路的控制较为复杂，同时，由于需均衡的电池分布具有随机性，当多节电池处于共用均衡电路的电池组中时，均衡能力将大大减弱，而且均衡电路用途单一。
另外，DC-DC转换器1是整车低压系统的动力来源，当DC-DC转换器1出现故障或者不能正常工作时，整车将不能正常运行。同时，DC-DC转换器1的输入端是高压电池包的直流母线，其电压一般为几百伏，这对电路中器件的耐压能力和绝缘能力的要求较高。而且，实际使用时，DC-DC转换器1的功率密度大、发热量高，需采用大流量强迫风冷或液冷方式进行散热，散热方案的实现较为复杂。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的能量管理系统，该系统实现了为整车低压部件的供电、对动力电池的均衡以及关键功能冗余设计，提高了系统安全性和可靠性。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车。
本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车的能量管理系统的控制方法。
为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种电动汽车的能量管理系统，包括：动力电池，所述动力电池包括多个电池模组；多个均衡DC-DC转换器模块，每个均衡DC-DC转换器模块的第一端与每个电池模组对应相连，所述多个均衡DC-DC转换器模块的第二端并联到低压直流母线，以通过所述低压直流母线分别给所述电动汽车的低压电器供电、给低压电池充电；双向车载充电器，所述双向车载充电器的交流端用于连接电网/充电盒，所述双向车载充电器的第一直流端连接到所述低压直流母线，所述双向车载充电器的第二直流端连接到高压直流母线，其中，所述高压直流母线连接所述动力电池；采样模块，所述采样模块用于采样所述每个电池模组的状态信息、所述低压电池的状态信息、所述动力电池的状态信息和所述低压电器的负载信息；控制模块，所述控制模块用于根据所述每个电池模组的状态信息、所述低压电池的状态信息、所述动力电池的状态信息和所述低压电器的负载信息分别对所述每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对所述多个电池模组进行均衡管理、对所述低压电器供电和给所述低压电池充电，并对所述双向车载充电器进行控制以对所述低压电器供电和给所述低压电池充电。
根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统，动力电池包括多个电池模组，每个均衡DC-DC转换器模块的第一端与每个电池模组对应相连，多个均衡DC-DC转换器模块的第二端并联到低压直流母线，以通过低压直流母线分别给电动汽车的低压电器供电、给低压电池充电。双向车载充电器的交流端与电网/充电盒相连，且第一直流端与低压直流母线相连，第二直流端与高压直流母线相连，高压直流母线与动力电池相连。控制模块根据采样模块采集的信息分别对每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对多个电池模组进行均衡管理、对低压电器供电和给低压电池充电，并对双向车载充电器进行控制以对低压电器供电和给低压电池充电，从而实现了为整车低压部件供电、对动力电池均衡以及关键功能的冗余设计，提高了系统安全性和可靠性。
根据本发明的一个实施例，所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述采样模块和所述控制模块集成为电池管理系统。
根据本发明的一个实施例，所述双向车载充电器包括：双向AC/DC变换电路，所述双向AC/DC变换电路的交流端为所述双向车载充电器的交流端；第一DC/DC变换电路，所述第一DC/DC变换电路的第一直流端与所述双向AC/DC变换电路的直流端相连，所述第一DC/DC变换电路的第二直流端为所述双向车载充电器的第二直流端；第二DC/DC变换电路，所述第二DC/DC变换电路的第一直流端分别与所述双向AC/DC变换电路的直流端和所述第一DC/DC变换电路的第一直流端相连，所述第二DC/DC变换电路的第二直流端为所述双向车载充电器的第一直流端；其中，所述控制模块通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以实现动力电池充电功能、低压电池充电功能、动力电池逆变交流电功能、低压电池逆变交流电功能、动力电池输出低压带载功能中的任意一种。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于，对所述双向AC/DC变换电路、所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池充电功能和所述低压电池充电功能、或者所述动力电池逆变交流电功能和所述动力电池输出低压带载功能、或者所述动力电池逆变交流电功能和所述低压电池逆变交流电功能。
根据本发明的一个实施例，在所述电动汽车充电过程中，所述控制模块通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第二DC/DC变换电路和所述每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以使所述每个均衡DC-DC转换器模块对相应的电池模组进行充电和对所述多个电池模组进行均衡管理，同时通过对所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路进行控制以对所述动力电池进行充电。
根据本发明的一个实施例，在所述电动汽车逆变放电过程中，所述控制模块通过对所述第一DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能和/或通过对所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述第二DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能，其中，在对所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述第二DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能时，还实现对所述多个电池模组进行均衡管理。
根据本发明的一个实施例，在所述电动汽车放电过程中，所述控制模块还根据所述低压电池的状态信息判断所述低压电池是否处于欠压状态，其中，如果所述低压电池处于欠压状态，所述控制模块则通过控制所述多个均衡DC-DC转换器模块给所述低压电池充电；如果所述低压电池未处于欠压状态，所述控制模块则进一步根据所述动力电池的状态信息判断所述动力电池是否处于欠压状态；如果所述动力电池处于欠压状态，所述控制模块则禁止所述动力电池进行放电。
根据本发明的一个实施例，当所述动力电池未处于欠压状态，所述控制模块控制所述动力电池给所述电动汽车供电，并通过控制所述多个均衡DC-DC转换器模块以给所述低压电器供电，以及采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流，并计算所述低压电器的总供应电流。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于根据所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的最大允许供应电流，并判断所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压是否被拉低和所述低压电器的总供应电流是否超过所述最大允许供应电流，其中，如果所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压被拉低且所述低压电器的总供应电流超过所述最大允许供应电流，所述控制模块则通过对所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以使所述动力电池同时给所述低压电器供电，并在接收到交流放电需求指令时控制所述双向AC/DC变换电路进行工作以使所述动力电池同时通过所述第一DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行交流放电。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较，其中，如果所述平均电压与任意一个电池模组的电压相等，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以所述平均电流进行输出；如果任意一个电池模组的电压大于所述平均电压，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数；如果任意一个电池模组的电压小于所述平均电压，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第二电流进行输出，其中，所述第二电流＝所述平均电流Im-K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
根据本发明的一个实施例，在所述电动汽车充电过程中，所述控制模块还根据所述低压电池的状态信息判断所述低压电池是否处于欠压状态，其中，如果所述低压电池处于欠压状态，所述控制模块则通过控制所述双向AC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路以使所述电网/充电盒通过所述双向AC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路给所述低压电池充电；如果所述低压电池未处于欠压状态，所述控制模块则进一步根据所述动力电池的状态信息判断所述动力电池是否需要充电，并在所述动力电池需要充电时通过控制所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路以使所述电网/充电盒通过所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路给所述动力电池充电。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于通过采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较，其中，如果任意一个电池模组的电压大于所述平均电压，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于根据所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流，并计算所述低压电器的总供应电流，以及在所述多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流大于所述总供应电流时控制所述第二DC/DC变换电路停止工作。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于通过采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较，其中，如果任意一个电池模组的电压小于所述平均电压，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流对该电池模组进行反向充电，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
为实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电动汽车，其包括上述的电动汽车的能量管理系统。
本发明实施例的电动汽车，通过上述的电动汽车的能量管理系统，能够实现为整车低压部件供电、对动力电池均衡以及关键功能的冗余设计，提高了整车的安全性和可靠性。
为实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电动汽车的能量管理系统的控制方法，所述电动汽车的能量管理系统包括动力电池、多个均衡DC-DC转换器模块和双向车载充电器，所述动力电池包括多个电池模组，每个均衡DC-DC转换器模块的第一端与每个电池模组对应相连，所述多个均衡DC-DC转换器模块的第二端并联到低压直流母线，以通过所述低压直流母线分别给所述电动汽车的低压电器供电、给低压电池充电，所述双向车载充电器的交流端用于连接电网/充电盒，所述双向车载充电器的第一直流端连接到所述低压直流母线，所述双向车载充电器的第二直流端连接到高压直流母线，所述高压直流母线连接所述动力电池，所述方法包括以下步骤：采样所述每个电池模组的状态信息、所述低压电池的状态信息和所述动力电池的状态信息，并采样所述低压电器的负载信息；根据所述每个电池模组的状态信息、所述低压电池的状态信息、所述动力电池的状态信息和所述低压电器的负载信息分别对所述每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对所述多个电池模组进行均衡管理、对所述低压电器供电和给所述低压电池充电，并对所述双向车载充电器进行控制以对所述低压电器供电和给所述低压电池充电。
根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统的控制方法，实时采样每个电池模组的状态信息、低压电池的状态信息、动力电池的状态信息以及低压电器的负载信息，然后，根据每个电池模组的状态信息、低压电池的状态信息、动力电池的状态信息和低压电器的负载信息分别对每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对多个电池模组进行均衡管理、对低压电器供电和给低压电池充电，并对双向车载充电器进行控制以对低压电器供电和给低压电池充电，从而实现了为整车低压部件供电、对动力电池均衡以及关键功能的冗余设计，提高了系统安全性和可靠性。
根据本发明的一个实施例，所述双向车载充电器包括双向AC/DC变换电路、第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路，所述双向AC/DC变换电路的交流端为所述双向车载充电器的交流端，所述第一DC/DC变换电路的第一直流端与所述双向AC/DC变换电路的直流端相连，所述第一DC/DC变换电路的第二直流端为所述双向车载充电器的第二直流端，所述第二DC/DC变换电路的第一直流端分别与所述双向AC/DC变换电路的直流端和所述第一DC/DC变换电路的第一直流端相连，所述第二DC/DC变换电路的第二直流端为所述双向车载充电器的第一直流端，所述方法还包括：通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以实现动力电池充电功能、低压电池充电功能、动力电池逆变交流电功能、低压电池逆变交流电功能、动力电池输出低压带载功能中的任意一种。
根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池充电功能和所述低压电池充电功能、或者所述动力电池逆变交流电功能和所述动力电池输出低压带载功能、或者所述动力电池逆变交流电功能和所述低压电池逆变交流电功能。
根据本发明的一个实施例，在所述电动汽车充电过程中，还通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第二DC/DC变换电路和所述每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以使所述每个均衡DC-DC转换器模块对相应的电池模组进行充电和对所述多个电池模组进行均衡管理，同时通过对所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路进行控制以对所述动力电池进行充电。
根据本发明的一个实施例，在所述电动汽车逆变放电过程中，还通过对所述第一DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能和/或通过对所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述第二DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能，其中，在对所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述第二DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能时，还实现对所述多个电池模组进行均衡管理。
根据本发明的一个实施例，在所述电动汽车放电过程中，还根据所述低压电池的状态信息判断所述低压电池是否处于欠压状态，其中，如果所述低压电池处于欠压状态，则通过控制所述多个均衡DC-DC转换器模块给所述低压电池充电；如果所述低压电池未处于欠压状态，则进一步根据所述动力电池的状态信息判断所述动力电池是否处于欠压状态；如果所述动力电池处于欠压状态，则禁止所述动力电池进行放电。
根据本发明的一个实施例，当所述动力电池未处于欠压状态，控制所述动力电池给所述电动汽车供电，并通过控制所述多个均衡DC-DC转换器模块以给所述低压电器供电，以及采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流，并计算所述低压电器的总供应电流。
根据本发明的一个实施例，还根据所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的最大允许供应电流，并判断所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压是否被拉低和所述低压电器的总供应电流是否超过所述最大允许供应电流，其中，如果所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压被拉低且所述低压电器的总供应电流超过所述最大允许供应电流，则通过对所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以使所述动力电池同时给所述低压电器供电，并在接收到交流放电需求指令时控制所述双向AC/DC变换电路进行工作以使所述动力电池同时通过所述第一DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行交流放电。
根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较；如果所述平均电压与任意一个电池模组的电压相等，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以所述平均电流进行输出；如果任意一个电池模组的电压大于所述平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数；如果任意一个电池模组的电压小于所述平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第二电流进行输出，其中，所述第二电流＝所述平均电流Im-K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
根据本发明的一个实施例，在所述电动汽车充电过程中，还根据所述低压电池的状态信息判断所述低压电池是否处于欠压状态，其中，如果所述低压电池处于欠压状态，则通过控制所述双向AC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路以使所述电网/充电盒通过所述双向AC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路给所述低压电池充电；如果所述低压电池未处于欠压状态，则进一步根据所述动力电池的状态信息判断所述动力电池是否需要充电，并在所述动力电池需要充电时通过控制所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路以使所述电网/充电盒通过所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路给所述动力电池充电。
根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：通过采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较；如果任意一个电池模组的电压大于所述平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：根据所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流，并计算所述低压电器的总供应电流，以及在所述多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流大于所述总供应电流时控制所述第二DC/DC变换电路停止工作。
根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：通过采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较；如果任意一个电池模组的电压小于所述平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流对该电池模组进行反向充电，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
附图说明
图1是相关技术中电动汽车的能量管理系统的方框图；
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的能量管理系统的方框图；
图3是根据本发明另一个实施例的电动汽车的能量管理系统的方框图；
图4是根据本发明一个实施例的双向车载充电器的电路图；
图5是根据本发明一个实施例的均衡DC-DC转换器模块的电路图；
图6是根据本发明一个实施例的电池管理系统的电路图；
图7是根据本发明一个实施例的电动汽车放电时的供电及均衡流程图；
图8是根据本发明一个实施例的电动汽车充电时的供电及均衡流程图；
图9是根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统的控制方法的流程图；以及
图10是根据本发明实施例的电动汽车的方框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来描述本发明实施例提出的电动汽车的能量管理系统、具有该系统的电动汽车以及电动汽车的能量管理系统的控制方法。
图2是根据本发明一个实施例的电动汽车的能量管理系统的方框图。
如图2所示，该电动汽车的能量管理系统包括：动力电池10、多个均衡DC-DC转换器模块BDCA、双向车载充电器20、采样模块30和控制模块40。
其中，动力电池10包括多个电池模组11。每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的第一端与每个电池模组11对应相连，多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的第二端并联到低压直流母线，以通过低压直流母线分别给电动汽车的低压电器50供电、给低压电池60充电。双向车载充电器20的交流端用于连接电网/充电盒70，双向车载充电器20的第一直流端连接到低压直流母线，双向车载充电器20的第二直流端连接到高压直流母线，其中，高压直流母线连接动力电池10。
采样模块30用于采样每个电池模组11的状态信息、低压电池60的状态信息、动力电池10的状态信息和低压电器50的负载信息。控制模块40用于根据每个电池模组11的状态信息、低压电池60的状态信息、动力电池10的状态信息和低压电器50的负载信息分别对每个均衡DC-DC转换器模块BCDA进行控制以对多个电池模组11进行均衡管理、对低压电器50供电和给低压电池60充电，并对双向车载充电器20进行控制以对低压电器50供电和给低压电池60充电。
具体地，如图2所示，动力电池10由多个电池模组11串联组成，每个电池模组11的电压约为2.5-3.6V。每个电池模组11连接有一个均衡DC-DC转换器模块BDCA，并且多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的第二端并联后，输出如12V的低压电给低压电器50供电和给低压电池60充电。
采样模块30包括多个电池信息采集器BIC，每个电池模组11连接有一个电池信息采集器BIC。在整车正常运行中，通过电池信息采集器BIC实时采样每个电池模组11的状态信息，同时，采样模块30还实时采样低压电池60的状态信息、动力电池10的状态信息和低压电器50的负载信息，并将采集的信息传输至控制模块40，其中，状态信息包括电压、电流及温度等。
控制模块40根据低压电器50的用电功率需求对多个均衡DC-DC转换器模块BDCA进行控制，多个均衡DC-DC转换器模块BDCA共同分担整车低压电器50的用电，同时，控制模块40还根据低压电器50的负载信息以及每个电池模组11的状态信息实时调整多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流。当某个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流大于平均值时，对该电池模组11来说，即等效为放电均衡；当某个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流小于平均值时，对该电池模组来说，即等效为充电均衡。
另外，当低压电器50的负荷较大，或者多个均衡DC-DC转换器模块BDCA出现异常时，控制模块40可以对双向车载充电器20进行控制，以通过双向车载充电器20将动力电池10的高压电转换为低压电给低压电器50供电和给低压电池60充电；或者，同时通过双向车载充电器20和未发生异常的均衡DC-DC转换器模块BDCA给低压电器50供电和给低压电池60充电。
因此，本发明实施例的电动汽车的能量管理系统，既实现了相关技术中高压DC-DC转换器为整车低压电子部件、电器供电的功能，又实现了对动力电池进行能量管理的功能，同时，还可通过双向车载充电器给低压电器供电和给低压电池充电，使得电动汽车不再需一个独立的用来为其低压电子部件、电器供电的高压DC-DC转换器，也不再需要一个具有专用均衡电路的BMS，而且实现了对低压供电功能的冗余设计。另外，由于多个均衡DC-DC转换器模块并联供电，因此当少量的均衡DC-DC转换器模块发生损坏时，并不影响对低压电器的供电，提高了整车低压用电的可靠性。此外，多个均衡DC-DC转换器模块可以小型化，分散安装，减小了发热密度，有利于散热方案的简化，而且易于扩展和兼容。
根据本发明的一个实施例，多个均衡DC-DC转换器模块BDCA、采样模块30和控制模块40可集成为电池管理系统BMS。
具体地，如图3所示，可以将均衡DC-DC转换器模块BDCA和电池信息采集器BIC集成在一起组成电池管理及均衡单元BMBU，然后与控制模块40集成为电池管理系统BMS。
根据本发明的一个实施例，如图2或图3所示，双向车载充电器20包括：双向AC/DC变换电路21、第一DC/DC变换电路22和第二DC/DC变换电路23，双向AC/DC变换电路21的交流端为双向车载充电器20的交流端；第一DC/DC变换电路22的第一直流端与双向AC/DC变换电路21的直流端相连，第一DC/DC变换电路22的第二直流端为双向车载充电器20的第二直流端；第二DC/DC变换电路23的第一直流端分别与双向AC/DC变换电路21的直流端和第一DC/DC变换电路22的第一直流端相连，第二DC/DC变换电路23的第二直流端为双向车载充电器20的第一直流端。
其中，控制模块40通过对双向AC/DC变换电路21、第一DC/DC变换电路22和第二DC/DC变换电路23进行控制以实现动力电池10充电功能、低压电池60充电功能、动力电池10逆变交流电功能、低压电池60逆变交流电功能、动力电池10输出低压带载功能中的任意一种。
进一步地，控制模块40还用于对双向AC/DC变换电路21、第一DC/DC变换电路22和第二DC/DC变换电路23进行控制以实现动力电池10充电功能和低压电池60充电功能、或者动力电池10逆变交流电功能和动力电池10输出低压带载功能、或者动力电池10逆变交流电功能和低压电池60逆变交流电功能。
具体而言，双向AC/DC变换电路21可以将电网/充电盒70输出的交流电转换为如380-400V的直流电，也可以将直流电转换为交流电；第二DC/DC变换电路23可以将双向AC/DC变换电路21输出的直流电转换为如12V的低压电给低压电器50供电和给低压电池60充电，同时也可以将低压电转换为高压直流电；第一DC/DC变换电路22可以将双向AC/DC变换电路21输出的直流电转换为高压电给整个动力电池10充电，也可以将动力电池10的高压电转换为如380-400V的直流电用于其他。
也就是说，通过双向AC/DC变换电路21和第二DC/DC变换电路23可实现低压电池60充电功能和逆变交流电功能，通过双向AC/DC变换电路21和第一DC/DC变换电路22可实现动力电池10充电功能和逆变交流电功能，通过第一DC/DC变换电路22和第二DC/DC变换电路23可实现动力电池10输出低压带载功能。而且，通过对双向AC/DC变换电路21、第一DC/DC变换电路22和第二DC/DC变换电路23的控制，还可同时实现给动力电池10和低压电池60充电，或者同时将动力电池10的高压电和低压电池60的低压电逆变成交流电，或者将动力电池10的高压电逆变成交流电的同时，通过第二DC/DC变换电路23输出低压给低压电器60供电或给低压电池60充电。具体双向车载充电器20的电路可参见图4，具体这里不再详述。
本发明实施例的电动汽车的能量管理系统，通过具有多功能的双向AC/DC变换电路、第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路实现了双向车载充电器的功能多元化，不仅可以在停车充电时工作，还可以在整车运行时工作，有效提高了双向车载充电器的使用率，不存在因空闲造成的成本浪费。
根据本发明的一个实施例，在电动汽车充电过程中，控制模块40通过对双向AC/DC变换电路21、第二DC/DC变换电路23和每个均衡DC-DC转换器模块BDCA进行控制以使每个均衡DC-DC转换器模块BDCA对相应的电池模组11进行充电和对多个电池模组11进行均衡管理，同时通过对双向AC/DC变换电路21和第一DC/DC变换电路22进行控制以对动力电池10进行充电。
进一步地，在电动汽车逆变放电过程中，控制模块40通过对第一DC/DC变换电路22和双向AC/DC变换电路21进行控制以实现动力电池10逆变交流电功能和/或通过对多个均衡DC-DC转换器模块BDCA、第二DC/DC变换电路23和双向AC/DC变换电路21进行控制以实现动力电池10逆变交流电功能，其中，在对多个均衡DC-DC转换器模块BDCA、第二DC/DC变换电路23和双向AC/DC变换电路21进行控制以实现动力电池10逆变交流电功能时，还实现对多个电池模组11进行均衡管理。
也就是说，在整车充电过程中，双向AC/DC变换电路21将电网/充电盒70的交流电转换为直流电后，可通过第二DC/DC变换电路23转换为如12V低压电给每个电池模组11充电，同时对每个电池模组11进行智能均衡，也可以通过第一DC/DC变换电路22直接给整个动力电池10充电，同时两者可并联充电且智能均衡，不仅可以提高充电功率，同时可提升均衡效率。
在整车逆变放电过程中，可通过第一DC/DC变换电路22将动力电池10的高压电转换为如380-400V的直流电，再通过双向AC/DC变换电路21转换为交流电给电网或负载供电，也可以通过多个均衡DC-DC转换器模块BDCA和第二DC/DC变换电路23将多个电池模组11输出的电压转换为如380-400V的直流电，再通过双向AC/DC变换电路21转换为交流电给电网或负载供电，同时对每个电池模组11进行智能均衡。
因此，本发明实施例的电动汽车的能量管理系统，能够同时具有智能均衡、双向逆变的功能，不仅可以实现对动力电池中单个电池模组充电，也可对整个动力电池充电，单个损坏时，不影响整体功能，实现了关键功能的冗余设计，提高了整车的可靠性，并且可加倍充电功率。另外，当动力电池的电压抬升时，只需要抬升第一DC/DC变换电路的耐压，其它均实现了低电压间的能量转换，减小了器件的电压应力。
根据本发明的一个实施例，在电动汽车放电过程中，控制模块40还根据低压电池60的状态信息判断低压电池60是否处于欠压状态。其中，如果低压电池60处于欠压状态，控制模块40则通过控制多个均衡DC-DC转换器模块BDCA给低压电池60充电；如果低压电池60未处于欠压状态，控制模块40则进一步根据动力电池10的状态信息判断动力电池10是否处于欠压状态；如果动力电池10处于欠压状态，控制模块40则禁止动力电池10进行放电。
进一步地，当动力电池10未处于欠压状态，控制模块40控制动力电池10给电动汽车供电，并通过控制多个均衡DC-DC转换器模块BDCA以给低压电器50供电，以及采样每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电压和输出电流，并计算低压电器50的总供应电流。
根据本发明的一个实施例，控制模块40还用于根据每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流计算多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的最大允许供应电流，并判断每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电压是否被拉低和低压电器50的总供应电流是否超过最大允许供应电流。其中，如果每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电压被拉低且低压电器50的总供应电流超过最大允许供应电流，控制模块40则通过对第一DC/DC变换电路22和第二DC/DC变换电路23进行控制以使动力电池10同时给低压电器50供电，并在接收到交流放电需求指令时控制双向AC/DC变换电路21进行工作以使动力电池10同时通过第一DC/DC变换电路22和双向AC/DC变换电路21进行交流放电。
具体地，当整车运行上电后，先判断低压电池60是否处于欠压状态，如果处于欠压状态，则整车低压系统无法正常运行，此时需要启动多个均衡DC-DC转换器模块BDCA输出如12V的低压电给低压电池60补电。当低压电池60的电量达到一定值时，启动整车低压系统。然后，采集模块30采集动力电池10的状态信息并传输至控制模块40，控制模块40判断动力电池10是否可以放电。如果动力电池10的电压比较低，则禁止动力电池10放电，并发出报警提示，以提示用户进行充电；如果动力电池10可以放电，则可以通过多个均衡DC-DC转换器模块BDCA给低压电器50供电。
作为本发明的一个具体示例，每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的电路结构如图5所示，控制模块40通过对开关管进行控制，以将电池模组11的电压转换为如12V的低压电给低压电器50供电。进一步地，多个均衡DC-DC转换器模块BDCA、采样模块30和控制模块40集成为电池管理系统BMS时，电路图如图6所示，具体这里不再详述。
在多个均衡DC-DC转换器模块BDCA给低压电器50供电时，采集模块30实时采样每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电压Ub和输出电流Ib，并判断多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流之和是否可以满足整车使用，同时判断每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电压Ub是否过低。如果多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流之和无法满足整车使用，即多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的最大允许供应电流Imax小于低压电器50的总供应电流Isum，并且，每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电压Ub过低，控制模块40则控制第一DC/DC变换电路22和第二DC/DC变换电路23工作，以将动力电池10的高压电转换为如12V的低压电给低压电器50供电。在给低压电器50供电过程中，如果接收到交流放电需求指令，控制模块40则控制第一DC/DC变换电路22和AC/DC变换电路21工作，以将动力电池10的高压电转换为交流电输出。
进一步地，根据本发明的一个实施例，控制模块40还用于计算多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的平均电压和平均电流，并对平均电压与每个电池模组11的电压进行比较。如果平均电压与任意一个电池模组11的电压相等，控制模块40则控制该电池模组11对应的均衡DC-DC转换器模块BDCA以平均电流进行输出；如果任意一个电池模组11的电压大于平均电压，控制模块40则控制该电池模组11对应的均衡DC-DC转换器模块BDCA以第一电流进行输出，其中，第一电流＝平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组11的电压，Um为平均电压，K为调节系数；如果任意一个电池模组11的电压小于平均电压，控制模块40则控制该电池模组11对应的均衡DC-DC转换器模块BDCA以第二电流进行输出，其中，第二电流＝平均电流Im-K*|Ua-Um|。
也就是说，在通过多个均衡DC-DC转换器模块BDCA对低压电器50供电时，还对多个电池模组11进行智能均衡。其均衡过程为：通过采样模块30采样每个电池模组11的电压Ua，并计算多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的平均电压Um和平均输出电流Im。若Ua＝Um，则单个均衡DC-DC转换器模块BDCA为Im；若Ua＞Um，则对应的均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流为Im+K*|Ua-Um|；若Ua＜Um，则对应的均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流为Im-K*|Ua-Um|，其中，K通过比例积分运算获得。
图7是根据本发明一个实施例的电动汽车放电时的供电及均衡流程图。如图7所示，该电动汽车放电过程可包括以下步骤：
S101，整车放电。
S102，采集低压电池的电压、荷电状态等信息。
S103，判断低压电池是否欠压。如果是，执行步骤S104；如果否，执行步骤S105。
S104，启动均衡DC-DC转换器模块给低压电池充电。
S105，整车上低压电。
S106，采集动力电池的电压、荷电状态等信息。
S107，判断动力电池是否欠压。如果是，执行步骤S108；如果否，执行步骤S110。
S108，禁止放电，整车告警。
S109，充电过程。
S110，动力电池给整车供电，同时通过均衡DC-DC转换器模块给低压电池充电。
S111，判断可用的均衡DC-DC转换器模块的数量以及均衡DC-DC转换器模块总数。
S112，采集每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压Ub和输出电流Ib，并计算低压电器的总供应电流Isum。
S113，判断Ub是否被拉低，Isum＞Imax是否成立。如果是，执行步骤S114；如果否，返回步骤S110。
S114，启动第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路。
S115，判断是否需要逆变输出。如果是，执行步骤S116；如果否，返回步骤S114。
S116，启动双向AC/DC变换电路，以输出交流电。
S117，采集每个电池模组的电压Ua，计算多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压Um和平均电流Im。
S118，判断Ua＝Um是否成立。如果是，执行步骤S119；如果否，执行步骤S120。
S119，对应的均衡DC-DC转换器模块的输出电流为Im.
S120，判断Ua＞Um是否成立。如果是，执行步骤S121；如果否，执行步骤S122。
S121，对应的多个均衡DC-DC转换器模块的输出电流为Im+K*|Ua-Um|。
S122，对应的多个均衡DC-DC转换器模块的输出电流为Im-K*|Ua-Um|。
S123，根据输出电流计算PWM，以控制对应的均衡DC-DC转换器模块工作。
根据本发明的一个实施例，在电动汽车充电过程中，控制模块40还根据低压电池60的状态信息判断低压电池60是否处于欠压状态，其中，如果低压电池60处于欠压状态，控制模块40则通过控制双向AC/DC变换电路21和第二DC/DC变换电路23以使电网/充电盒70通过双向AC/DC变换电路21和第二DC/DC变换电路23给低压电池60充电；如果低压电池60未处于欠压状态，控制模块40则进一步根据动力电池10的状态信息判断动力电池10是否需要充电，并在动力电池10需要充电时通过控制双向AC/DC变换电路21和第一DC/DC变换电路22以使电网/充电盒70通过双向AC/DC变换电路21和第一DC/DC变换电路22给动力电池10充电。
进一步地，控制模块40还用于通过采样每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电压和输出电流以计算多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的平均电压和平均电流，并对平均电压与每个电池模组11的电压进行比较。如果任意一个电池模组11的电压大于平均电压，控制模块40则控制该电池模组11对应的均衡DC-DC转换器模块BDCA以第一电流进行输出，其中，第一电流＝平均电流Im+K*|Ua-Um|。
根据本发明的一个实施例，控制模块40还用于根据每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流以计算多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的放电电流，并计算低压电器50的总供应电流，以及在多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的放电电流大于总供应电流时控制第二DC/DC变换电路23停止工作。
具体地，当整车充电时，也需要先判断低压电池60是否处于欠压状态，如果处于欠压状态，则整车低压系统无法正常运行，此时需要启动双向AC/DC变换电路21和第二DC/DC变换电路23给低压电池60补电。当低压电池60的电量达到一定值时，启动整车低压系统，并判断动力电池10是否需要充电。如果需要，则启动双向AC/DC变换电路21和第一DC/DC变换电路22给动力电池10充电。
在对动力电池10充电过程中，还对多个电池模组11进行智能均衡。其均衡过程为：通过采样模块30采样每个电池模组11的电压Ua，并计算多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的平均电压Um和平均输出电流Im。若Ua≤Um，则均衡；若Ua＞Um，则对应的均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电流为Im+K*|Ua-Um|。另外，控制模块40还判断多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的放电电流是否大于低压电器50的总供应电流Isum，如果大于，则控制第二DC/DC变换电路23停止工作。
图8是根据本发明一个实施例的电动汽车充电时的供电及均衡流程图。如图8所示，该电动汽车充电过程可包括以下步骤：
S201，整车充电。
S202，采集低压电池的电压、荷电状态等信息。
S203，判断低压电池是否欠压。如果是，执行步骤S204；如果否，执行步骤S205。
S204，启动第二DC/DC变换电路给低压电池充电。
S205，整车上低压电。
S206，采集动力电池的电压、荷电状态等信息。
S207，判断动力电池是否过压。如果是，执行步骤S208；如果否，执行步骤S209。
S208，充电停止。
S209，启动双向AD/DC变换电路和第一DC/DC变换电路工作。
S210，采集每个电池模组的电压Ua，计算多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压Um。
S211，判断Ua＝Um是否成立。如果是，执行步骤S212；如果否，执行步骤S213。
S212，无处理。
S213，判断Ua＞Um是否成立。如果是，执行步骤S214；如果否，返回步骤S212。
S214，对应的多个均衡DC-DC转换器模块的输出电流为Im+K*|Ua-Um|。
S215，根据输出电流计算PWM，以控制对应的均衡DC-DC转换器模块工作。
S216，判断可用的均衡DC-DC转换器模块的数量以及均衡DC-DC转换器模块总数。
S217，采集每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压Ub和输出电流Ib，并计算低压电器的总供应电流Isum。
S218，控制第二DC/DC变换电路停止工作。
根据本发明的另一个实施例，控制模块40还用于通过采样每个均衡DC-DC转换器模块BDCA的输出电压和输出电流以计算多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的平均电压和平均电流，并对平均电压与每个电池模组11的电压进行比较。如果任意一个电池模组11的电压小于平均电压，控制模块40则控制该电池模组11对应的均衡DC-DC转换器模块BDCA以第一电流对该电池模组11进行反向充电，其中，第一电流＝平均电流Im+K*|Ua-Um|。
也就是说，在对动力电池10充电过程中，还可以采用反向充电方式来实现均衡，同时可加快充电效率。具体均衡过程为：通过采样模块30采样每个电池模组11的电压Ua，并计算多个均衡DC-DC转换器模块BDCA的平均电压Um和平均输出电流Im。若Ua≥Um，则均衡；若Ua＜Um，则反向给电池模组11充电，其充电电流为Im+K*|Ua-Um|。
因此，本发明实施例的电动汽车的能量管理系统，在整车充放电过程中，通过调整均衡DC-DC转换器模块的输出电流，可实现动力电池的动态主动均衡，提升了均衡能力且均衡电流可调，而且每个电池模组对应一个均衡DC-DC转换器模块，从而使得所有需要均衡的电池模组可以同时均衡，提高了工作效率。
综上所述，根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统，动力电池包括多个电池模组，每个均衡DC-DC转换器模块的第一端与每个电池模组对应相连，多个均衡DC-DC转换器模块的第二端并联到低压直流母线，以通过低压直流母线分别给电动汽车的低压电器供电、给低压电池充电。双向车载充电器的交流端与电网/充电盒相连，且第一直流端与低压直流母线相连，第二直流端与高压直流母线相连，高压直流母线与动力电池相连。控制模块根据采样模块采集的信息分别对每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对多个电池模组进行均衡管理、对低压电器供电和给低压电池充电，并对双向车载充电器进行控制以对低压电器供电和给低压电池充电，从而实现了为整车低压电器供电、动力电池管理和动力电池充电功能，而且电路复用实现能量双向流通，使系统关键功能冗余设计，提高了整车安全性和系统可靠性。
图9是根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统的控制方法的流程图。
需要说明的是，对于本公开电动汽车的能量管理系统的控制方法实施例中未被披露的细节，请参照本公开电动汽车的能量管理系统实施例。
在本发明的实施例中，电动汽车的能量管理系统包括动力电池、多个均衡DC-DC转换器模块和双向车载充电器。动力电池包括多个电池模组，每个均衡DC-DC转换器模块的第一端与每个电池模组对应相连，多个均衡DC-DC转换器模块的第二端并联到低压直流母线，以通过低压直流母线分别给电动汽车的低压电器供电、给低压电池充电，双向车载充电器的交流端用于连接电网/充电盒，双向车载充电器的第一直流端连接到低压直流母线，双向车载充电器的第二直流端连接到高压直流母线，高压直流母线连接动力电池。
如图9所示，该电动汽车的能量管理系统的控制方法，包括以下步骤：
S1，采样每个电池模组的状态信息、低压电池的状态信息和动力电池的状态信息，并采样低压电器的负载信息。
S2，根据每个电池模组的状态信息、低压电池的状态信息、动力电池的状态信息和低压电器的负载信息分别对每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对多个电池模组进行均衡管理、对低压电器供电和给低压电池充电，并对双向车载充电器进行控制以对低压电器供电和给低压电池充电。
根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统的控制方法，既能实现相关技术中高压DC-DC转换器为整车低压电子部件、电器供电的功能，又能够实现对动力电池进行能量管理的功能，同时，还可通过双向车载充电器给低压电器供电和给低压电池充电，使得电动汽车不再需一个独立的用来为其低压电子部件、电器供电的高压DC-DC转换器，也不再需要一个具有专用均衡电路的BMS，而且实现了对低压供电功能的冗余设计。另外，由于多个均衡DC-DC转换器模块并联供电，因此当少量的均衡DC-DC转换器模块发生损坏时，并不影响对低压电器的供电，提高了整车低压用电的可靠性。此外，多个均衡DC-DC转换器模块可以小型化，分散安装，减小了发热密度，有利于散热方案的简化，而且易于扩展和兼容。
根据本发明的一个实施例，双向车载充电器包括双向AC/DC变换电路、第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路，双向AC/DC变换电路的交流端为双向车载充电器的交流端，第一DC/DC变换电路的第一直流端与双向AC/DC变换电路的直流端相连，第一DC/DC变换电路的第二直流端为双向车载充电器的第二直流端，第二DC/DC变换电路的第一直流端分别与双向AC/DC变换电路的直流端和第一DC/DC变换电路的第一直流端相连，第二DC/DC变换电路的第二直流端为双向车载充电器的第一直流端。
其中，通过对双向AC/DC变换电路、第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路进行控制以实现动力电池充电功能、低压电池充电功能、动力电池逆变交流电功能、低压电池逆变交流电功能、动力电池输出低压带载功能中的任意一种。
进一步地，通过对双向AC/DC变换电路、第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路进行控制以实现动力电池充电功能和低压电池充电功能、或者动力电池逆变交流电功能和动力电池输出低压带载功能、或者动力电池逆变交流电功能和低压电池逆变交流电功能。
根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统的控制方法，通过对多功能的双向AC/DC变换电路、第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路的控制，能够实现双向车载充电器的功能多元化，不仅可以在停车充电时工作，还可以在整车运行时工作，有效提高了双向车载充电器的使用率，不存在因空闲造成的成本浪费。
根据本发明的一个实施例，在电动汽车充电过程中，还通过对双向AC/DC变换电路、第二DC/DC变换电路和每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以使每个均衡DC-DC转换器模块对相应的电池模组进行充电和对多个电池模组进行均衡管理，同时通过对双向AC/DC变换电路和第一DC/DC变换电路进行控制以对动力电池进行充电。
进一步地，在电动汽车逆变放电过程中，还通过对第一DC/DC变换电路和双向AC/DC变换电路进行控制以实现动力电池逆变交流电功能和/或通过对多个均衡DC-DC转换器模块、第二DC/DC变换电路和双向AC/DC变换电路进行控制以实现动力电池逆变交流电功能，其中，在对多个均衡DC-DC转换器模块、第二DC/DC变换电路和双向AC/DC变换电路进行控制以实现动力电池逆变交流电功能时，还实现对多个电池模组进行均衡管理。
因此，根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统的控制方法，能够使能量管理系统同时具有智能均衡、双向逆变的功能，不仅可以实现对动力电池中单个电池模组充电，也可对整个动力电池充电，单个损坏时，不影响整体功能，实现了关键功能的冗余设计，提高了整车的可靠性，并且可加倍充电功率。
根据本发明的一个实施例，在电动汽车放电过程中，还根据低压电池的状态信息判断低压电池是否处于欠压状态，其中，如果低压电池处于欠压状态，则通过控制多个均衡DC-DC转换器模块给低压电池充电；如果低压电池未处于欠压状态，则进一步根据动力电池的状态信息判断动力电池是否处于欠压状态；如果动力电池处于欠压状态，则禁止动力电池进行放电。
进一步地，当动力电池未处于欠压状态，控制动力电池给电动汽车供电，并通过控制多个均衡DC-DC转换器模块以给低压电器供电，以及采样每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流，并计算低压电器的总供应电流。
根据本发明的一个实施例，还根据每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流计算多个均衡DC-DC转换器模块的最大允许供应电流，并判断每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压是否被拉低和低压电器的总供应电流是否超过最大允许供应电流，其中，如果每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压被拉低且低压电器的总供应电流超过最大允许供应电流，则通过对第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路进行控制以使动力电池同时给低压电器供电，并在接收到交流放电需求指令时控制双向AC/DC变换电路进行工作以使动力电池同时通过第一DC/DC变换电路和双向AC/DC变换电路进行交流放电。
进一步地，根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：计算多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对平均电压与每个电池模组的电压进行比较；如果平均电压与任意一个电池模组的电压相等，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以平均电流进行输出；如果任意一个电池模组的电压大于平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，第一电流＝平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为平均电压，K为调节系数；如果任意一个电池模组的电压小于平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第二电流进行输出，其中，第二电流＝平均电流Im-K*|Ua-Um|。
根据本发明的一个实施例，在电动汽车充电过程中，还根据低压电池的状态信息判断低压电池是否处于欠压状态，其中，如果低压电池处于欠压状态，则通过控制双向AC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路以使电网/充电盒通过双向AC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路给低压电池充电；如果低压电池未处于欠压状态，则进一步根据动力电池的状态信息判断动力电池是否需要充电，并在动力电池需要充电时通过控制双向AC/DC变换电路和第一DC/DC变换电路以使电网/充电盒通过双向AC/DC变换电路和第一DC/DC变换电路给动力电池充电。
进一步地，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：通过采样每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对平均电压与每个电池模组的电压进行比较；如果任意一个电池模组的电压大于平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，第一电流＝平均电流Im+K*|Ua-Um|。
根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：根据每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流以计算多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流，并计算低压电器的总供应电流，以及在多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流大于总供应电流时控制第二DC/DC变换电路停止工作。
根据本发明的另一个实施例，上述的电动汽车的能量管理系统的控制方法，还包括：通过采样每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对平均电压与每个电池模组的电压进行比较；如果任意一个电池模组的电压小于平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流对该电池模组进行反向充电，其中，第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|。
因此，根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统的控制方法，在整车充放电过程中，通过调整均衡DC-DC转换器模块的输出电流，可实现动力电池的动态主动均衡，提升了均衡能力且均衡电流可调，而且每个电池模组对应一个均衡DC-DC转换器模块，从而使得所有需要均衡的电池模组可以同时均衡，提高了工作效率。
综上所述，根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统的控制方法，实时采样每个电池模组的状态信息、低压电池的状态信息、动力电池的状态信息以及低压电器的负载信息，然后，根据每个电池模组的状态信息、低压电池的状态信息、动力电池的状态信息和低压电器的负载信息分别对每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对多个电池模组进行均衡管理、对低压电器供电和给低压电池充电，并对双向车载充电器进行控制以对低压电器供电和给低压电池充电，从而实现了为整车低压电器供电、动力电池管理和动力电池充电功能，而且电路复用实现能量双向流通，使系统关键功能冗余设计，提高了整车安全性和系统可靠性。
图10是根据本发明实施例的电动汽车的能量管理系统。如图10所示，该电动汽车100包括图1-图6中描述的电动汽车的能量管理系统110，在此不再赘述。
本发明实施例的电动汽车，通过上述的电动汽车的能量管理系统，能够实现为整车低压电器供电、动力电池管理和动力电池充电功能，而且电路复用实现能量双向流通，使系统关键功能冗余设计，提高了整车安全性和系统可靠性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (28)

1.一种电动汽车的能量管理系统，其特征在于，包括：
动力电池，所述动力电池包括多个电池模组；
多个均衡DC-DC转换器模块，每个均衡DC-DC转换器模块的第一端与每个电池模组对应相连，所述多个均衡DC-DC转换器模块的第二端并联到低压直流母线，以通过所述低压直流母线分别给所述电动汽车的低压电器供电、给低压电池充电；
双向车载充电器，所述双向车载充电器的交流端用于连接电网/充电盒，所述双向车载充电器的第一直流端连接到所述低压直流母线，所述双向车载充电器的第二直流端连接到高压直流母线，其中，所述高压直流母线连接所述动力电池；
采样模块，所述采样模块用于采样所述每个电池模组的状态信息、所述低压电池的状态信息、所述动力电池的状态信息和所述低压电器的负载信息；
控制模块，所述控制模块用于根据所述每个电池模组的状态信息、所述低压电池的状态信息、所述动力电池的状态信息和所述低压电器的负载信息分别对所述每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对所述多个电池模组进行均衡管理、对所述低压电器供电和给所述低压电池充电，并对所述双向车载充电器进行控制以对所述低压电器供电和给所述低压电池充电。
2.根据权利要求1所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述采样模块和所述控制模块集成为电池管理系统。
3.根据权利要求1所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，所述双向车载充电器包括：
双向AC/DC变换电路，所述双向AC/DC变换电路的交流端为所述双向车载充电器的交流端；
第一DC/DC变换电路，所述第一DC/DC变换电路的第一直流端与所述双向AC/DC变换电路的直流端相连，所述第一DC/DC变换电路的第二直流端为所述双向车载充电器的第二直流端；
第二DC/DC变换电路，所述第二DC/DC变换电路的第一直流端分别与所述双向AC/DC变换电路的直流端和所述第一DC/DC变换电路的第一直流端相连，所述第二DC/DC变换电路的第二直流端为所述双向车载充电器的第一直流端；
其中，所述控制模块通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以实现动力电池充电功能、低压电池充电功能、动力电池逆变交流电功能、低压电池逆变交流电功能、动力电池输出低压带载功能中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，所述控制模块还用于，对所述双向AC/DC变换电路、所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池充电功能和所述低压电池充电功能、或者所述动力电池逆变交流电功能和所述动力电池输出低压带载功能、或者所述动力电池逆变交流电功能和所述低压电池逆变交流电功能。
5.根据权利要求3所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，在所述电动汽车充电过程中，所述控制模块通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第二DC/DC变换电路和所述每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以使所述每个均衡DC-DC转换器模块对相应的电池模组进行充电和对所述多个电池模组进行均衡管理，同时通过对所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路进行控制以对所述动力电池进行充电。
6.根据权利要求3所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，在所述电动汽车逆变放电过程中，所述控制模块通过对所述第一DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能和/或通过对所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述第二DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能，其中，在对所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述第二DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能时，还实现对所述多个电池模组进行均衡管理。
7.根据权利要求3所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，在所述电动汽车放电过程中，所述控制模块还根据所述低压电池的状态信息判断所述低压电池是否处于欠压状态，其中，
如果所述低压电池处于欠压状态，所述控制模块则通过控制所述多个均衡DC-DC转换器模块给所述低压电池充电；
如果所述低压电池未处于欠压状态，所述控制模块则进一步根据所述动力电池的状态信息判断所述动力电池是否处于欠压状态；
如果所述动力电池处于欠压状态，所述控制模块则禁止所述动力电池进行放电。
8.根据权利要求7所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，当所述动力电池未处于欠压状态，所述控制模块控制所述动力电池给所述电动汽车供电，并通过控制所述多个均衡DC-DC转换器模块以给所述低压电器供电，以及采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流，并计算所述低压电器的总供应电流。
9.根据权利要求8所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的最大允许供应电流，并判断所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压是否被拉低和所述低压电器的总供应电流是否超过所述最大允许供应电流，其中，
如果所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压被拉低且所述低压电器的总供应电流超过所述最大允许供应电流，所述控制模块则通过对所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以使所述动力电池同时给所述低压电器供电，并在接收到交流放电需求指令时控制所述双向AC/DC变换电路进行工作以使所述动力电池同时通过所述第一DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行交流放电。
10.根据权利要求8所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，所述控制模块还用于计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较，其中，
如果所述平均电压与任意一个电池模组的电压相等，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以所述平均电流进行输出；
如果任意一个电池模组的电压大于所述平均电压，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数；
如果任意一个电池模组的电压小于所述平均电压，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第二电流进行输出，其中，所述第二电流＝所述平均电流Im-K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
11.根据权利要求3所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，在所述电动汽车充电过程中，所述控制模块还根据所述低压电池的状态信息判断所述低压电池是否处于欠压状态，其中，
如果所述低压电池处于欠压状态，所述控制模块则通过控制所述双向AC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路以使所述电网/充电盒通过所述双向AC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路给所述低压电池充电；
如果所述低压电池未处于欠压状态，所述控制模块则进一步根据所述动力电池的状态信息判断所述动力电池是否需要充电，并在所述动力电池需要充电时通过控制所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路以使所述电网/充电盒通过所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路给所述动力电池充电。
12.根据权利要求11所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，所述控制模块还用于通过采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较，其中，
如果任意一个电池模组的电压大于所述平均电压，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
13.根据权利要求12所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流，并计算所述低压电器的总供应电流，以及在所述多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流大于所述总供应电流时控制所述第二DC/DC变换电路停止工作。
14.根据权利要求11所述的电动汽车的能量管理系统，其特征在于，所述控制模块还用于通过采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较，其中，
如果任意一个电池模组的电压小于所述平均电压，所述控制模块则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流对该电池模组进行反向充电，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
15.一种电动汽车，其特征在于，包括根据权利要求1-14中任一项所述的电动汽车的能量管理系统。
16.一种电动汽车的能量管理系统的控制方法，其特征在于，所述电动汽车的能量管理系统包括动力电池、多个均衡DC-DC转换器模块和双向车载充电器，所述动力电池包括多个电池模组，每个均衡DC-DC转换器模块的第一端与每个电池模组对应相连，所述多个均衡DC-DC转换器模块的第二端并联到低压直流母线，以通过所述低压直流母线分别给所述电动汽车的低压电器供电、给低压电池充电，所述双向车载充电器的交流端用于连接电网/充电盒，所述双向车载充电器的第一直流端连接到所述低压直流母线，所述双向车载充电器的第二直流端连接到高压直流母线，所述高压直流母线连接所述动力电池，所述方法包括以下步骤：
采样所述每个电池模组的状态信息、所述低压电池的状态信息和所述动力电池的状态信息，并采样所述低压电器的负载信息；
根据所述每个电池模组的状态信息、所述低压电池的状态信息、所述动力电池的状态信息和所述低压电器的负载信息分别对所述每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以对所述多个电池模组进行均衡管理、对所述低压电器供电和给所述低压电池充电，并对所述双向车载充电器进行控制以对所述低压电器供电和给所述低压电池充电。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述双向车载充电器包括双向AC/DC变换电路、第一DC/DC变换电路和第二DC/DC变换电路，所述双向AC/DC变换电路的交流端为所述双向车载充电器的交流端，所述第一DC/DC变换电路的第一直流端与所述双向AC/DC变换电路的直流端相连，所述第一DC/DC变换电路的第二直流端为所述双向车载充电器的第二直流端，所述第二DC/DC变换电路的第一直流端分别与所述双向AC/DC变换电路的直流端和所述第一DC/DC变换电路的第一直流端相连，所述第二DC/DC变换电路的第二直流端为所述双向车载充电器的第一直流端，所述方法还包括：
通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以实现动力电池充电功能、低压电池充电功能、动力电池逆变交流电功能、低压电池逆变交流电功能、动力电池输出低压带载功能中的任意一种。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：
通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池充电功能和所述低压电池充电功能、或者所述动力电池逆变交流电功能和所述动力电池输出低压带载功能、或者所述动力电池逆变交流电功能和所述低压电池逆变交流电功能。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述电动汽车充电过程中，还通过对所述双向AC/DC变换电路、所述第二DC/DC变换电路和所述每个均衡DC-DC转换器模块进行控制以使所述每个均衡DC-DC转换器模块对相应的电池模组进行充电和对所述多个电池模组进行均衡管理，同时通过对所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路进行控制以对所述动力电池进行充电。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述电动汽车逆变放电过程中，还通过对所述第一DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能和/或通过对所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述第二DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能，其中，在对所述多个均衡DC-DC转换器模块、所述第二DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行控制以实现所述动力电池逆变交流电功能时，还实现对所述多个电池模组进行均衡管理。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述电动汽车放电过程中，还根据所述低压电池的状态信息判断所述低压电池是否处于欠压状态，其中，
如果所述低压电池处于欠压状态，则通过控制所述多个均衡DC-DC转换器模块给所述低压电池充电；
如果所述低压电池未处于欠压状态，则进一步根据所述动力电池的状态信息判断所述动力电池是否处于欠压状态；
如果所述动力电池处于欠压状态，则禁止所述动力电池进行放电。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，当所述动力电池未处于欠压状态，控制所述动力电池给所述电动汽车供电，并通过控制所述多个均衡DC-DC转换器模块以给所述低压电器供电，以及采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流，并计算所述低压电器的总供应电流。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还根据所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的最大允许供应电流，并判断所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压是否被拉低和所述低压电器的总供应电流是否超过所述最大允许供应电流，其中，
如果所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压被拉低且所述低压电器的总供应电流超过所述最大允许供应电流，则通过对所述第一DC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路进行控制以使所述动力电池同时给所述低压电器供电，并在接收到交流放电需求指令时控制所述双向AC/DC变换电路进行工作以使所述动力电池同时通过所述第一DC/DC变换电路和所述双向AC/DC变换电路进行交流放电。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括：
计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较；
如果所述平均电压与任意一个电池模组的电压相等，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以所述平均电流进行输出；
如果任意一个电池模组的电压大于所述平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数；
如果任意一个电池模组的电压小于所述平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第二电流进行输出，其中，所述第二电流＝所述平均电流Im-K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
25.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述电动汽车充电过程中，还根据所述低压电池的状态信息判断所述低压电池是否处于欠压状态，其中，
如果所述低压电池处于欠压状态，则通过控制所述双向AC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路以使所述电网/充电盒通过所述双向AC/DC变换电路和所述第二DC/DC变换电路给所述低压电池充电；
如果所述低压电池未处于欠压状态，则进一步根据所述动力电池的状态信息判断所述动力电池是否需要充电，并在所述动力电池需要充电时通过控制所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路以使所述电网/充电盒通过所述双向AC/DC变换电路和所述第一DC/DC变换电路给所述动力电池充电。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括：
通过采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较；
如果任意一个电池模组的电压大于所述平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流进行输出，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，还包括：
根据所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流，并计算所述低压电器的总供应电流，以及在所述多个均衡DC-DC转换器模块的放电电流大于所述总供应电流时控制所述第二DC/DC变换电路停止工作。
28.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，还包括：
通过采样所述每个均衡DC-DC转换器模块的输出电压和输出电流以计算所述多个均衡DC-DC转换器模块的平均电压和平均电流，并对所述平均电压与每个电池模组的电压进行比较；
如果任意一个电池模组的电压小于所述平均电压，则控制该电池模组对应的均衡DC-DC转换器模块以第一电流对该电池模组进行反向充电，其中，所述第一电流＝所述平均电流Im+K*|Ua-Um|，Ua为该电池模组的电压，Um为所述平均电压，K为调节系数。
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