CN111884297A - 电位均衡装置及其均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电位均衡装置及方法，其中，该电位均衡装置包括：电流检测模块、高压配电模块和与高压配电模块连接的电位均衡回路，电位均衡回路包括第一端、第一接触器、第二接触器、功率电阻和第二端，第一端通过第一接触器与第二端构成主回路，第一端、第二接触器、功率电阻和第二端构成次级回路，高压配电模块接收到运行指令时控制第二接触器闭合形成次级回路，并在电流检测模块检测到的电流小于预设的第一阈值时控制第一接触器闭合以及第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡；由此，使得连接该电位均衡装置的两个待均衡电池之间的正极线束成为等电势点，从而避免两个待均衡电池串联安装时出现打火花的现象，进而大大降低了使用成本。

Description

电位均衡装置及其均衡方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电位均衡装置和一种电位均衡装置的均衡方法。

背景技术

相关技术中，电池容量已经成为新能源车辆的一大评价指标，为了提高新能源车辆的电池容量，通常采用串并联的连接方式增加电池包的数量，但是，由于单体电池包之间的电量不一致，所以导致电池包在并联成电池组时必然产生压差，而压差会导致电池包串联时引出的接线端子出现打火花的情况，从而造成端子损坏，具有一定的安全隐患，目前，为了避免出现打火花造成的安全隐患通常在连接的线束末端使用连接器连接，例如使用接触件、绝缘体或者外壳连接，该方式虽然避免了产生安全隐患，但是同样会损坏连接器，从而大大增加了使用成本。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电位均衡装置，使得连接该电位均衡装置的两个待均衡电池之间的正极线束成为等电势点，从而避免安装时出现打火花的现象，进而大大降低了使用成本。

本发明的第二个目的在于提出一种电位均衡装置的均衡方法。

为达到上述目的，本发明第一方面提出的一种电位均衡装置，该电位均衡装置包括：电流检测模块、高压配电模块和与所述高压配电模块连接的电位均衡回路，所述电位均衡回路包括第一端、第一接触器、第二接触器、功率电阻和第二端，所述第一端通过第一接触器与所述第二端构成主回路，所述第一端通过串联连接的所述第二接触器和所述功率电阻与所述第二端构成次级回路，所述高压配电模块在接收到运行指令时控制所述第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡，并在所述电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值时控制所述第一接触器闭合以及所述第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡。

根据本发明提出的电位均衡装置，在高压配电模块接收到运行指令时控制第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡，并在电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值时控制第一接触器闭合以及第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡；由此，使得连接该电位均衡装置的两个待均衡电池之间的正极线束成为等电势点，从而避免两个待均衡电池串联安装时出现打火花的现象，进而大大降低了使用成本。

另外，根据本发明上述提出的电位均衡装置还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，所述电位均衡装置还包括第一正极引线和第二正极引线，所述第一端通过所述第一正极引线与待均衡的第一电池正极线束相连接，所述第二端通过所述第二正极引线与待均衡的第二电池正极线束相连接。

可选地，所述电位均衡装置还包括第一电压检测模块和第二电压检测模块，所述第一电压检测模块连接到所述电位均衡回路的第一端，所述第二电压检测模块连接到所述电位均衡回路的第二端，所述高压配电模块在所述第一电压检测模块和所述第二电压检测模块检测到的电压值均小于预设的第二阈值时，判断所述待均衡的第一电池正极线束和所述待均衡的第二电池正极线束均连接正常，以便进行电位均衡操作。

可选地，所述高压配电模块在接收到停止指令时控制所述第一接触器和所述第二接触器断开。

可选地，所述高压配电模块在所述电流检测模块检测到的输入电流大于第三阈值或者所述第一电压检测模块或所述第二电压检测模块检测到的电压值大于预设的第四阈值时判断均衡故障。

可选地，所述预设的第三阈值大于所述预设的第一阈值，所述预设的第四阈值大于所述预设的第二阈值。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电位均衡装置的均衡方法，其中该电位均衡装置包括电流检测模块、高压配电模块和与所述高压配电模块连接的电位均衡回路，所述电位均衡回路包括第一端、第一接触器、第二接触器、功率电阻和第二端，所述第一端通过第一接触器与所述第二端构成主回路，所述第一端通过串联连接的所述第二接触器和所述功率电阻与所述第二端构成次级回路，所述均衡方法包括以下步骤：当所述高压配电模块接收到运行指令时控制所述第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡；所述电流检测模块检测到的电流小于预设的第一阈值时控制所述第一接触器闭合以及所述第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡。

根据本发明提出电位均衡装置的均衡方法，通过在高压配电模块接收到运行指令时控制第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡；以及在电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值时通过高压配电模块控制第一接触器闭合以及第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡；由此，使得连接该电位均衡装置的两个待均衡电池之间的正极线束成为等电势点，从而避免两个待均衡电池串联安装时出现打火花的现象，进而大大降低了使用成本。

可选地，所述电位均衡装置还包括第一电压检测模块和第二电压检测模块，所述第一电压检测模块连接到所述电位均衡回路的第一端，所述第二电压检测模块连接到所述电位均衡回路的第二端；所述高压配电模块在所述第一电压检测模块和所述第二电压检测模块检测到的电压值均小于预设的第二阈值时，判断所述待均衡的第一电池正极线束和所述待均衡的第二电池正极线束均连接正常，以便进行电位均衡操作。

可选地，所述高压配电模块在接收到停止指令时控制所述第一接触器和所述第二接触器断开。

可选地，所述高压配电模块在所述电流检测模块检测到的输入电流大于第三阈值或者所述第一电压检测模块或所述第二电压检测模块检测到的电压值大于预设的第四阈值时判断均衡故障。

附图说明

图1为根据本发明实施例的电位均衡装置的方框示意图；

图2为根据本发明实施例的电位均衡装置的高压原理示意图；

图3为根据本发明一个实施例的电位均衡装置的外观示意图；

图4为根据本发明实施例的电位均衡装置的均衡方法的流程示意图；

图5为根据本发明一个实施例的电位均衡装置的均衡方法的流程示意图。

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。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参考图1所示，本发明实施例提出的电位均衡装置，包括电流检测模块10、高压配电模块20和与高压配电模块20连接的电位均衡回路30。

其中，如图2所示，电位均衡回路30包括第一端、第一接触器K1、第二接触器K2、功率电阻R1和第二端，第一端通过第一接触器K1与第二端构成主回路，第一端通过串联连接的第二接触器K2和功率电阻R1与第二端构成次级回路。

也就是说，电位均衡回路30包括主回路和次级回路两个回路，且主回路和次级回路并联连接，当闭合第一接触器K1时，待均衡的两个电池组之间的电流通过第一接触器K1形成主回路，当闭合第二接触器K2时，待均衡的两个电池组之间的电流通过第二接触器K2和功率电阻R1形成次级回路。

其中，高压配电模块20在接收到运行指令时控制第二接触器K2闭合，形成次级回路以进行电位均衡，并在电流检测模块10检测到的输入电流小于预设的第一阈值时控制第一接触器K1闭合以及第二接触器K2断开，形成主回路以完成电位均衡。

需要说明的是，上述第一接触器K1和第二接触器K2为常开接触器。

也就是说，在待均衡的两个电池组接入到电位均衡回路30以及高压配电模块20接收到用户的运行指令后，高压配电模块20立即控制第二接触器K2闭合，使得次级回路导通，此时，电流从高处流向低处，从而对两个待均衡的电池组进行电位均衡，直到电流检测模块10检测到的输入电流小于预设的第一阈值时，高压配电模块20判断待均衡的两个电池组之间的压差较小，从而控制第一接触器K1闭合以及第二接触器K2断开，形成主回路以完成电位均衡。

需要说明的是，电流检测模块10实时监测输入的电流大小，并将采集到的电流值发送给高压配电模块20。

作为一个实施例，预设的第一阈值为用户预先定义的，该值根据实际需要设置，本发明对此不作具体限定。

作为一个具体实施例，电流检测模块10设置于主回路的铜排处。

作为一个具体实施例，如图3所示，用户通过按压运行按键以将运行指令的信号发送给高压配电模块20，此时，运行指示灯亮起。

作为一个具体实施例，上述电位均衡装置还包括第一正极引线和第二正极引线，所述第一端通过所述第一正极引线与待均衡的第一电池正极线束相连接，所述第二端通过所述第二正极引线与待均衡的第二电池正极线束相连接。

作为一个实施例，如图3所示，第一正极引线为电池正极引线1，第二正极引线为电池正极引线2，电池正极引线1和电池正极引线2用于将电位均衡装置与待均衡的两组电池组对应的正极线束相连接。

需要说明的是，电位均衡装置还包括电池负极引线，用于与待均衡的两组电池组的公共负极线束相连接。

作为一个具体实施例，上述电位均衡装置还包括第一电压检测模块和第二电压检测模块，第一电压检测模块连接到电位均衡回路的第一端，第二电压检测模块连接到电位均衡回路的第二端，高压配电模块20在第一电压检测模块和第二电压检测模块检测到的电压值均小于预设的第二阈值时，判断待均衡的第一电池正极线束和待均衡的第二电池正极线束均连接正常，以便进行电位均衡操作。

也就说是，在进行电位均衡时，首先通过第一电压检测模块和第二电压检测模块检测对应的电压值，如果两个电压值均小于第二阈值，则说明待均衡的两个电池组与电位均衡装置连接正常。

作为一个实施例，如图3所示，当第一电压检测模块和第二电压检测模块检测对应的电压值均小于预设的第二阈值时，则高压配电模块20控制待机指示灯亮起，说明待两个待均衡的电池组正常接进电位均衡装置，可以进行运行操作。

作为一个实施例，第一电压检测模块设置在第一电池组的正极端子、第二电压检测模块设置在第二电池组的正极端子，分别测量两个电池组接进电位均衡装置的电压值。

作为一个实施例，预设的第二阈值为用户预先定义的，该值根据实际需要设置，具体的可为400V，本发明对此不作具体限定。

作为一个实施例，高压配电模块20在接收到停止指令时控制第一接触器K1和第二接触器K2断开。

如图3所示，用户通过按压停止按键以将停止指令的信号发送给高压配电模块20，此时，停止指示灯亮起。

作为一个实施例，还包括急停按键，该急停按键用于控制高压配电模块20紧急切断电位均衡回路30。

作为一个实施例，高压配电模块20在电流检测模块10检测到的输入电流大于第三阈值或者第一电压检测模块或第二电压检测模块检测到的电压值大于预设的第四阈值时判断均衡故障。

也就是说，当电流检测模块10检测到的输入电流大于第三阈值时，高压配电模块20根据电流检测模块10检测到的输入电流判断均衡故障，此时故障指示灯亮起；当第一电压检测模块或第二电压检测模块检测到的电压值大于预设的第四阈值时，压配电模块20根据第一电压检测模块或第二电压检测模块检测到的电压值判断均衡故障，此时故障指示灯亮起。

作为一个实施例，预设的第三阈值大于预设的第一阈值，预设的第四阈值大于预设的第二阈值。

需要说明的是，新能源车辆的安装顺序为：先装电池组，再装辅驱五合一控制器，而在安装辅驱五合一控制器的线束时，从电池组引出的线束带电，此时需要用到电位均衡装置，在线束安装完成后，电位均衡装置即可拆掉，从而通过电位均衡装置避免了安装时出现的打火花现象，且不需要使用连接器，使用普通的OT端子即可，进而大幅度降低了使用成本。

综上所述，根据本发明提出的电位均衡装置，在高压配电模块接收到运行指令时控制第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡，并在电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值时控制第一接触器闭合以及第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡；由此，使得连接该电位均衡装置的两个待均衡电池之间的正极线束成为等电势点，从而避免两个待均衡电池串联安装时出现打火花的现象，进而大大降低了使用成本。

此外，如图4所示，本发明实施例还提出了一种电位均衡装置的均衡方法，其中，该电位均衡装置包括电流检测模块、高压配电模块和与高压配电模块连接的电位均衡回路，电位均衡回路包括第一端、第一接触器、第二接触器、功率电阻和第二端，第一端通过第一接触器与第二端构成主回路，第一端通过串联连接的第二接触器和功率电阻与第二端构成次级回路，均衡方法包括以下步骤：

步骤101，根据运行指令控制第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡。

步骤102，实时判断电流检测模块检测到的输入电流是否小于预设的第一阈值。

步骤103，如果电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值，则控制第一接触器闭合以及第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡。

需要说明的是，高压配电模块根据运行指令控制第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡，并实时获取电流检测模块检测到的输入电流，以及判断电流检测模块检测到的输入电流是否小于预设的第一阈值，如果电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值，则控制第一接触器闭合以及第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡。

进一步地，电位均衡装置还包括第一电压检测模块和第二电压检测模块，第一电压检测模块连接到电位均衡回路的第一端，第二电压检测模块连接到电位均衡回路的第二端；高压配电模块在第一电压检测模块和第二电压检测模块检测到的电压值均小于预设的第二阈值时，判断待均衡的第一电池正极线束和待均衡的第二电池正极线束均连接正常，以便进行电位均衡操作。

进一步地，高压配电模块在接收到停止指令时控制第一接触器和第二接触器断开。

进一步地，高压配电模块在电流检测模块检测到的输入电流大于第三阈值或者第一电压检测模块或第二电压检测模块检测到的电压值大于预设的第四阈值时判断均衡故障。

此外，如图5所示，本发明实施例还提出了一种电位均衡装置的均衡方法，其中，该均衡方法包括以下步骤：

步骤201，高压检测点1电压大于设定阈值。

也就是说，判断图2中高压检测点1电压是否大于设定阈值如果是则执行下一步骤。

步骤202，高压检测点1电压大于设定阈值。

也就是说，判断图2中高压检测点2电压是否大于设定阈值如果是则执行下一步骤。

步骤203，待机指示灯工作。

也就是说，当前两步骤都满足时，图3中的待机指示灯亮起。

步骤204，运行按键信号。

也就是说，判断是否接收到用户按压运行按键，如果用户按压运行按键则接收到运行按键信号，执行下一步骤。

步骤205，闭合次级接触器K2。

也就是说，当接收到运行按键信号后，控制次级接触器K2闭合。

步骤206，电流传感器测量值小于设定阈值。

也就是说，电流传感器实时进行测量，并判断测量的值是否小于预设的阈值。

步骤207，闭合主接触器K1，断开次级接触器K2。

也就是说，如果电流传感器实时测量的值小于预设的阈值时，控制主接触器K1闭合，以及断开次级接触器K2，从而形成电位均衡回路。

需要说明的是，前述对于电位均衡装置的举例说明同样适用于本实施例的电位均衡装置的均衡方法，此处不再赘述。

根据本发明提出电位均衡装置的均衡方法，通过在高压配电模块接收到运行指令时控制第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡；以及在电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值时通过高压配电模块控制第一接触器闭合以及第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡；由此，使得连接该电位均衡装置的两个待均衡电池之间的正极线束成为等电势点，从而避免两个待均衡电池串联安装时出现打火花的现象，进而大大降低了使用成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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应理解为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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，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进行接合和组合。

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 (10)

1.一种电位均衡装置，其特征在于，包括电流检测模块、高压配电模块和与所述高压配电模块连接的电位均衡回路，所述电位均衡回路包括第一端、第一接触器、第二接触器、功率电阻和第二端，所述第一端通过第一接触器与所述第二端构成主回路，所述第一端通过串联连接的所述第二接触器和所述功率电阻与所述第二端构成次级回路，所述高压配电模块在接收到运行指令时控制所述第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡，并在所述电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值时控制所述第一接触器闭合以及所述第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡。

2.如权利要求1所述的电位均衡装置，其特征在于，还包括第一正极引线和第二正极引线，所述第一端通过所述第一正极引线与待均衡的第一电池正极线束相连接，所述第二端通过所述第二正极引线与待均衡的第二电池正极线束相连接。

3.如权利要求2所述的电位均衡装置，其特征在于，还包括第一电压检测模块和第二电压检测模块，所述第一电压检测模块连接到所述电位均衡回路的第一端，所述第二电压检测模块连接到所述电位均衡回路的第二端，所述高压配电模块在所述第一电压检测模块和所述第二电压检测模块检测到的电压值均小于预设的第二阈值时，判断所述待均衡的第一电池正极线束和所述待均衡的第二电池正极线束均连接正常，以便进行电位均衡操作。

4.如权利要求1所述的电位均衡装置，其特征在于，所述高压配电模块在接收到停止指令时控制所述第一接触器和所述第二接触器断开。

5.如权利要求3所述的电位均衡装置，其特征在于，所述高压配电模块在所述电流检测模块检测到的输入电流大于第三阈值或者所述第一电压检测模块或所述第二电压检测模块检测到的电压值大于预设的第四阈值时判断均衡故障。

6.如权利要求5所述的电位均衡装置，其特征在于，所述预设的第三阈值大于所述预设的第一阈值，所述预设的第四阈值大于所述预设的第二阈值。

7.一种电位均衡装置的均衡方法，其特征在于，所述电位均衡装置包括电流检测模块、高压配电模块和与所述高压配电模块连接的电位均衡回路，所述电位均衡回路包括第一端、第一接触器、第二接触器、功率电阻和第二端，所述第一端通过第一接触器与所述第二端构成主回路，所述第一端通过串联连接的所述第二接触器和所述功率电阻与所述第二端构成次级回路，所述均衡方法包括以下步骤：

根据运行指令控制第二接触器闭合，形成次级回路以进行电位均衡；

实时判断电流检测模块检测到的输入电流是否小于预设的第一阈值；

如果电流检测模块检测到的输入电流小于预设的第一阈值，则控制第一接触器闭合以及第二接触器断开，形成主回路以完成电位均衡。

8.如权利要求7所述的电位均衡装置的均衡方法，其特征在于，所述电位均衡装置还包括第一电压检测模块和第二电压检测模块，所述第一电压检测模块连接到所述电位均衡回路的第一端，所述第二电压检测模块连接到所述电位均衡回路的第二端；

所述高压配电模块在所述第一电压检测模块和所述第二电压检测模块检测到的电压值均小于预设的第二阈值时，判断所述待均衡的第一电池正极线束和所述待均衡的第二电池正极线束均连接正常，以便进行电位均衡操作。

9.如权利要求8所述的电位均衡装置的均衡方法，其特征在于，所述高压配电模块在接收到停止指令时控制所述第一接触器和所述第二接触器断开。

10.如权利要求9所述的电位均衡装置的均衡方法，其特征在于，所述高压配电模块在所述电流检测模块检测到的输入电流大于第三阈值或者所述第一电压检测模块或所述第二电压检测模块检测到的电压值大于预设的第四阈值时判断均衡故障。

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