CN113725503B - 一种用于动力电池的外部均衡维护设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种用于动力电池的外部均衡维护设备及方法，包括电源、上位机、控制单元、单体采集继电器组、可控电源模块、黏连检测模块、充电继电器组，电源分别为控制单元、单体采集继电器组、可控电源模块、黏连检测模块、充电继电器组进行供电，控制单元分别与单体采集继电器组、可控电源模块相连，可控电源模块与充电继电器组相连，黏连检测模块分别与可控电源模块、充电继电器组以及连接在可控电源模块与充电继电器组之间的线路相连，单体采集继电器组、充电继电器组均与待测电池包相连。本发明创造所述的一种用于动力电池的外部均衡维护设备及方法解决了现有电池电压一致性效果差的问题。

Description

一种用于动力电池的外部均衡维护设备及方法

技术领域

本发明创造属于新能源汽车动力电池领域，尤其是涉及一种用于动力电池的外部均衡维护设备及方法。

背景技术

电芯生产过程中差异性，使得电池初始容量、电池内阻等性能存在不一致性。此外，在电池包服役过程中，其初始差异性被不断积累，从而加速电芯的不一致性。继而导致各电池单体荷电状态和健康状态不一致性。动力电池包内单体SOC的不均衡，不但会影响整个电池包的放电容量和放电功率，还会显著影响电池包的可用寿命，甚至会导致严重的热失控问题。因此，电池包的均衡技术越来越受到国内外研究机构和电动汽车生产企业的广泛关注。

目前，电池包均衡方法主要分为主动均衡和被动均衡两种。主动均衡基本原理是一种能量转移方式，它将高电量单体的电荷转移到低电量单体。而被动均衡基本原理是一种能量消耗方式，它将高电量的单体通过电阻放电形式散发出去。这两种方法一般通过电池管理系统从控板内部均衡电路和均衡策略对电池单体进行均衡管理控制。但是这两种方法均衡电流很小，在电池包长期使用之后，均衡误差积累越来越大，使得电池包最大可用容量逐渐变小，最终电池续航逐渐变差。

发明内容

有鉴于此，本发明创造提出一种用于动力电池的外部均衡维护设备及方法以解决现有电池均衡技术均衡效果差的问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一方面，一种用于动力电池的外部均衡维护设备，包括电源、上位机、控制单元、单体采集继电器组、可控电源模块、黏连检测模块、充电继电器组，电源分别为控制单元、单体采集继电器组、可控电源模块、黏连检测模块、充电继电器组进行供电，控制单元分别与单体采集继电器组、可控电源模块相连，可控电源模块与充电继电器组相连，黏连检测模块分别与可控电源模块、充电继电器组以及连接在可控电源模块与充电继电器组之间的线路相连，单体采集继电器组、充电继电器组均与待测电池包相连。

进一步的，电源与开关模块相连，开关模块包括供电开关，供电开关与12v电源相连，12v电源与控制单元相连。

进一步的，开关模块还包括急停开关，急停开关一端与供电开关相连，另一端与12v电源相连。

进一步的，可控电源模块包括可控电源、可控电源正继电器、可控电源负继电器、通讯转换子模块，可控电源分别与电源、可控电源正继电器、可控电源负继电器、通讯转换子模块相连，通讯转换子模块与控制单元相连，可控电源正继电器、可控电源负继电器远离可控电源的一端均与充电继电器组相连。

进一步的，黏连检测模块包括隔离子模块、黏连检测正极开关、黏连检测负极开关、黏连检测公共5V+继电器，隔离子模块一端分别与电源、通讯转换子模块相连，另一端分别与黏连检测正极开关、黏连检测负极开关、黏连检测公共5V+继电器的一端相连，黏连检测正极开关另一端连接在可控电源正继电器与充电继电器组之间的线路上，黏连检测负极开关另一端连接在可控电源负继电器与充电继电器组之间的线路上，黏连检测公共5V+继电器的另一端与充电继电器组相连。

进一步的，充电继电器组包括充电正极继电器组、充电负极继电器组，充电正极继电器组分别与黏连检测公共5V+继电器的另一端、可控电源正继电器的另一端相连，充电负极继电器组与可控电源正继电器的另一端相连，充电负极继电器组，充电正极继电器组均与被测电池包相连，控制单元连接在可控电源正继电器与充电正极继电器组之间的线路上，控制单元连接在可控电源负继电器与充电负极继电器组之间的线路上。

进一步的，还包括保险盒，保险盒一端分别与充电正极继电器组、充电负极继电器组相连，另一端与被测电池包相连。

进一步的，还包括提示灯模块，提示灯模块包括电源灯、状态灯、故障灯，故障灯一端与控制单元相连，另一端与12v电源的负极相连，状态灯的一端与12v电源的负极相连，状态灯的另一端与控制单元相连，电源灯的一端与与12v电源的正极相连，另一端与电源的负极相连。

另一方面，基于一种用于动力电池的外部均衡维护设备的均衡方法，包括以下步骤：

S1：将所述的一种用于动力电池的外部均衡维护设备的输出端与待测电池包相连；

S2：打开供电开关，使急停开关处于接通状态，设备上电，所有继电器设置成断开状态；

S3：通过上位机控制黏连检测模块进行检测，判断继电器是否黏连，如果黏连，则证明出现故障，检测结束，否则进行步骤4；

S4：分别闭合电池包中的每一节电池对应的继电器，检测线束连接是否正确，如果连接正确，则进行步骤S5,否则证明出现故障，检测结束；

S5：闭合单体采集继电器，控制单元采集每一节电池的单体电压，并计算单体电压平均值；

S6：将每一节电池的单体电压与单体电压平均值进行比对，如果电池的单体电压低于平均值，则对此电池进行均衡充电。

进一步的，步骤S4所述测线束连接是否正确的方法如下：

S41：闭合与第一节电池对应的充电负极继电器组，控制单元收到闭合指令后闭合与第一节电池对应的充电正极继电器组；

S42：CAN总线收到闭合指令后，控制单元通过线路TZ+连接在充电正极继电器组与充电正极继电器之间的线路上，将控制单元通过线路TZ1-连接在充电负极继电器组与充电负极继电器之间的线路上，在控制单元与电池对应单体采集继电器之间分别连接线路TZ2+和线路TZ-，控制单元检测线路TZ+与线路TZ1-之间电压，如果电压为2～5V之间判断电压正常，进行步骤S43，否则判断电压异常，报故障结束检测；

S43：断开第一节电池对应的充电正极继电器组，延时后再断开第一节电池对应的负极继电器，都断开后检测线路TZ+与线路TZ-电压判断是否有正极继电器组黏连，如果无黏连故障进行步骤S44，否则故障灯亮，结束检测；

S44：检测TZ2+与TZ1-电压判断是否有负极继电器组黏连，如果无黏连故障进行步骤S45，否则故障灯亮，结束检测；

S45：重新进行步骤S41，对下一节电池进行检查，直到所有电池均完成检查为止。

进一步的，步骤S6测线束连接是否正确的方法如下：

S61：将可控电源电压调节到第一节电池实际电压值，进行使能输出；

S62：可控电源负极继电器闭合第一节充电极负继电器，控制单元收到闭合指令后，闭合第一节均衡正极继电器，控制单元在收到反馈信号后，闭合可控电源负继电器，再闭合可控电源正继电器；

S63：所有继电器闭合后，将可控电源电压调节到上位机标定的上限目标电压，此时以设定的恒流形式充电；

S64：当电压充到目标电压后，停止可控电源的使能输出；

S65：断开第一节电池充电正极继电器组，延时后断开第一节电池充电负极继电器组；

S66：控制单元收到反馈回的断开指令后，检测线路TZ+与线路TZ-电压判断是否有正极继电器组黏连，检测线路TZ2+与线路TZ1-电压判断是否有负极继电器组黏连，在无黏连故障后，第一节均衡完毕，进入下一节电池均衡。

相对于现有技术，本发明创造具有以下有益效果：

(1)本发明创造提出一种用于动力电池的外部均衡维护设备及方法解决了电池末期不一致性维护难题，通过对较低电压的电池单体进行充电维护，减小电池压差，从而提升电池整体容量，增加车辆续驶里程，延长电池使用寿命。

(2)充电控制单元实时监控电池状态，保护电池安全，均衡过程无需专人值守。

(3)上位机具有数据记录功能，控制单元通过CAN通讯将充电数据上传到上位机，充电过程可记录可溯源。

(4)具有接插件接口状态检测、线束位置检测功能，通过采集均衡线束电压判断线束顺序，防止人为接线错误，误插拔接插件等人为操作错误造成安全事故。

(5)继电器组黏连检测、充电通道独立保险设计，通过控制逻辑和硬件设计进行故障诊断和安全保护，提高设备操作安全性。

(6)支持一键式自动均衡和手动均衡2种模式，根据电池单体电压状态控制单元自动完成电池单体均衡维护，从而实现一键式均衡。上位机提供手动均衡模式，可满足售后维护人员对指定单体单独均衡需求；

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的一种用于动力电池的外部均衡维护设备示意图；

图2为本发明创造实施例所述的电池均衡原理示意图；

图3为本发明创造实施例所述的电池均衡方法示意图。

附图标记说明：

1、供电开关；2、急停开关；3、12V电源；4、电源灯；5、状态灯；6、故障灯；7、控制单元；8、黏连检测公共5V+继电器；9、单体采集继电器组；10、待均衡电池包；11、保险盒；12、充电负极继电器组；13、充电正极继电器组；14、黏连检测负极开关；15、黏连检测正极开关；16、可控电源正继电器；17、可控电源负继电器；18、隔离子模块；19、可控电源；20、通讯转换子模块；21、上位机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，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创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1所示，一种用于动力电池的外部均衡维护设备，包括电源、上位机21、控制单元7、单体采集继电器组、可控电源模块、黏连检测模块、充电继电器组，电源分别为控制单元7、单体采集继电器组、可控电源模块、黏连检测模块、充电继电器组进行供电，控制单元7分别与单体采集继电器组、可控电源模块相连，可控电源模块与充电继电器组相连，黏连检测模块分别与可控电源模块、充电继电器组以及连接在可控电源模块与充电继电器组之间的线路相连，单体采集继电器组、充电继电器组均与待测电池包相连。

如图1所示，电源与开关模块相连，开关模块包括供电开关1，供电开关1与12V电源3相连，12V电源3与控制单元7相连。

如图1所示，开关模块还包括急停开关2，急停开关2一端与供电开关1相连，另一端与12V电源3相连。

如图1所示，可控电源模块包括可控电源19、可控电源正继电器16、可控电源负继电器17、通讯转换子模块20，可控电源19分别与电源、可控电源正继电器16、可控电源负继电器17、通讯转换子模块20相连，通讯转换子模块20与控制单元7相连，可控电源正继电器16、可控电源负继电器17远离可控电源19的一端均与充电继电器组相连。

如图1所示，黏连检测模块包括隔离子模块18、黏连检测正极开关15、黏连检测负极开关14、黏连检测公共5V+继电器18，隔离子模块18一端分别与电源、通讯转换子模块20相连，另一端分别与黏连检测正极开关15、黏连检测负极开关14、黏连检测公共5V+继电器18的一端相连，黏连检测正极开关15另一端连接在可控电源正继电器16与充电继电器组之间的线路上，黏连检测负极开关14另一端连接在可控电源负继电器17与充电继电器组之间的线路上，黏连检测公共5V+继电器18的另一端与充电继电器组相连。

如图1、图2所示，充电继电器组包括充电正极继电器组13、充电负极继电器组12，充电正极继电器组13分别与黏连检测公共5V+继电器18的另一端、可控电源正继电器16的另一端相连，充电负极继电器组12与可控电源正继电器16的另一端相连，充电负极继电器组12，充电正极继电器组13均与被测电池包相连，控制单元7连接在可控电源正继电器16与充电正极继电器组13之间的线路上，控制单元7连接在可控电源负继电器17与充电负极继电器组12之间的线路上。

如图1所示，还包括保险盒11，保险盒11一端分别与充电正极继电器组13、充电负极继电器组12相连，另一端与被测电池包相连。

如图1所示，还包括提示灯模块，提示灯模块包括电源灯4、状态灯5、故障灯6，故障灯6一端与控制单元7相连，另一端与12v电源3的负极相连，状态灯5的一端与12V电源3的负极相连，状态灯5的另一端与控制单元7相连，电源灯4的一端与12V电源3的正极相连，另一端与12v电源3的负极相连。

供电开关1为设备的总开关，控制整个设备的供电；急停开关2用于设备的紧急停止，当出现紧急情况时，按下急停开关2断电；12V电源3用于控制器的供电，将交流220V电压转换为12V电压。信息指示灯包括电源指示灯、状态指示灯和故障指示灯，当供电正常供电指示灯常亮，均衡过程中状态指示灯闪烁，当出现故障时故障指示灯亮起。

控制单元7负责单体电压的采集、电池模组电压的采集、继电器的控制和故障的诊断。

黏连检测继电器包括检测公共5V+继电器、黏连检测负极开关14和黏连检测正极开关15，用于检测均衡继电器组的黏连状态；单体采集继电器组9用于控制电池与控制单元7单体采集部分的连接和断开；保险盒11串联在电池均衡回路中，用于保护电池包和电池均衡设备，防止过流或短路产生危险；充电正极继电器组13是用于控制电池单体正极与可控电源19正极的连接与断开；充电负极继电器组12是用于控制电池单体负极与可控电源19负极的连接与断开；可控电源19继电器分为可控电源19正极继电器和可控电源19负极继电器，用于均衡设备在上电检测阶段和充电均衡阶段的切换；隔离子模块18用于继电器组黏连检测时的供电输入；可控电源19通过与控制单元7通信来控制电源输出；通讯转换子模块20用于控制单元7与可控电源19的通讯，控制可控电源19的输出；上位机21负责整个均衡过程的控制指令输入和状态信息显示。

根据本发明提供的电池包外部均衡维护设备，均衡流程包括下面几个部分：

设备上电后，分为4步进入均衡逻辑，第一步，设备上电，均衡设备接插件和电池包接插件断开，均衡设备继电器组黏连自检；第二步，均衡设备接插件和电池包接插件连接，线束连接位置检测；第三步，线束连接位置无误后，闭合单体电压检测继电器，判断待均衡位置；第四步，完成所有检测，开启电池包均衡控制。

供电开关1为设备的总开关，控制整个设备的供电；急停开关2用于设备的紧急停止，当出现紧急情况时，按下急停开关2断电，当供电开关1和急停开关2都处于导通状态下，12V电源3和可控电源19上电唤醒；12V电源3用于控制器的供电，将交流220V电压转换为12V电压，用于控制单元7、单体采集继电器、充电负极继电、充电正极继电器组13、隔离子模块18和转换模块的供电。

信息指示灯包括电源指示灯、状态指示灯和故障指示灯，当供电正常供电指示灯常亮，均衡过程中状态指示灯闪烁，当出现故障时故障指示灯亮起。

控制单元7负责单体电压的采集、电池模组电压的采集、继电器的控制和故障的诊断。

黏连检测继电器包括检测公共5V+继电器8、黏连检测负极开关14和黏连检测正极开关15，用于检测均衡继电器组的黏连状态；

单体采集继电器组9用于控制电池与控制单元7单体采集部分的连接和断开，单体采集继电器组9在位置检测完成后，确认单体线束连接正确后闭合；

保险盒11串联在电池均衡回路中，用于保护电池包和电池均衡设备，防止过流或短路产生危险；

充电正极继电器组13是用于控制电池单体正极与可控电源19正极的连接与断开，充电正极继电器组13与电池包内的所有电池单体正极相连，可进行独立的断开和闭合控制；充电负极继电器组12是用于控制电池单体负极与可控电源19负极的连接与断开，充电负极继电器组12与电池包内的所有电池单体负极相连，可进行独立的断开和闭合控制；

可控电源19继电器分为可控电源19正极继电器和可控电源19负极继电器，用于均衡设备在上电检测阶段和充电均衡阶段的切换；

隔离子模块18用于未连接电池包继电器组黏连检测时的供电输入，通过输入5V电源，充电正极继电器组13、充电负极继电器组14反馈各继电器靠近可控电源19侧的电平状态，通过反馈的高低电平来判断继电器组的黏连状态；

可控电源19通过与控制单元7通信来控制电源输出，控制变量包括电源输出电压、电流和使能状态；通讯转换子模块20用于控制单元7与可控电源19的通讯，将控制单元7的CAN信号转换为可控电源19可接收的485信号，控制可控电源19的输出；上位机21负责整个均衡过程的控制指令输入和状态信息显示，包括黏连检测信息、手动控制继电器位置信息、保护阈值和故障显示信息。

如图2所示，本发明提供的电池包外部均衡维护设备，进入到均衡状态的均衡原理图。

充电正极继电器组13由48个独立的继电器组成，可通过控制指令单独的闭合继电器组中的任何一个继电器，继电器组一端并联后连接到可控电源19的正极。同理，充电负极继电器组12由48个独立继电器组成，一端并联后连接到可控电源19的负极。电池包内为多个独立的电池单体组成，中间位置的电池既是上一节电池的负极又是下一节电池的正极，因此在均衡维护设备中，充电正极继电器组13第一继电器与电池包正极相连，正极继电器组第二继电器与负极继电器组第一继电器并联后与第一节电池的负极相连，以此类推，充电正负极继电器与电池单体相连。以均衡第一节电池为例，控制单元7发送指令控制充电正极继电器组13的第一个继电器闭合，控制充电负极继电器组12的第一个继电器闭合，可控电源19恒流输出，第一节电池形成充电回路，给第一节电池进行充电。当第一节电池达到充电完成条件后，分别断开继电器，进入下一节电池的均衡。

如图3所示，本发明提供的电池包外部均衡维护设备，详细均衡流程包括下面几个部分：

继电器组黏连检测主要针对未连接电池包时两个继电器组的黏连检测，当出现两个继电器组黏连时，连接电池包后直接烧毁保险。因此在设备连接电池之前，需要进行黏连检测。步骤：确保未连接待均衡电池---->打开电源---->连接上位机21---->选择上位机21“自检”按钮---->上位机21弹出均衡线束是否连接---->点击是将提示请拔掉线束，点击否将进行自检---->自检完成后提示请插上线束，点击确认。

软件黏连检测过程，收到上位机21发送自检指令后，确认接插件未连接，闭合“黏连检测公共5V+继电器18”，闭合延时一段时间后，闭合“继电器组黏连检测正极开关15”，通过CAN检测正极均衡继电器输入信号类型，如反馈信号为没有输入，则正极继电器无黏连故障，否则有黏连故障，报警结束均衡。检测完正极均衡继电器后，断开“继电器组黏连检测正极开关15”延迟一段时间后，闭合“继电器组黏连检测负极开关14”，通过CAN检测负极均衡继电器输入信号类型，如反馈信号为没有输入，则负极继电器无黏连故障，否则有黏连故障，报警结束均衡。如无故障，断开“继电器组黏连检测负极开关14”和“黏连检测公共5V+继电器18”，给上位机21发送黏连检测完成指令，可进行下一步操作。

均衡线束位置检测方法如下：

为了检测充电均衡设备与待测电池包之间线束连接是否正确，进行均衡线束位置检测。首先闭合第一节负极继电器，检测CAN信号是否收到继电器闭合指令，在确认闭合后闭合第一节正极继电器，检测CAN信号收到闭合指令后，检测TZ+与TZ1-之间电压，电压为2～5V之间，认为电压正常，否则认为电压异常，报故障结束以下流程。在无故障后，先断开正极继电器，延时后再断开负极继电器，都断开后检测TZ+与TZ-电压，通过电压大小是否一致判断是否有正极继电器组黏连，检测TZ2+与TZ1-电压，通过电压大小是否一致判断是否有负极继电器组黏连，在无黏连故障后进入第二节操作，操作流程与第一节相同。

在检测继电器、线束无故障后，闭合单体采集继电器，通过上位机21标定每12节中有几节为有效电池数，在软件程序中剔除无效项，根据电压情况判断目标均衡电压，均衡位置，在确认均衡位置后依次均衡充电。

均衡充电过程以第一节均衡为例，

a、首先将可控电源19电压调节到第一节电池实际电压值，使能输出。

b、可控电源负继电器17闭合第一节充电极负继电器，反馈回闭合指令后，闭合第一节均衡正极继电器，在收到反馈信号后，闭合可控电源负继电器17，再闭合可控电源正继电器16。

c、所有继电器闭合后，将可控电源19电压调节到上位机21标定的上限目标电压，此时以恒流5A形式充电。

d、当电压充到目标电压后，禁止可控电源19使能输出；

e、断开第一节电池充电正极继电器组13，延时后断开第一节电池充电负极继电器组12。

f、反馈回断开指令后，检测TZ+与TZ-电压判断是否有正极继电器组黏连，检测TZ2+与TZ1-电压判断是否有负极继电器组黏连，再无黏连故障后，第一节均衡完毕，进入下一节电池均衡。

g、重复步骤a到步骤f，直到对每一节电池完成均衡。

本发明解决了电池末期不一致性维护难题，通过对较低电压的电池单体进行充电维护，减小电池压差，从而提升电池整体容量，增加车辆续驶里程，延长电池使用寿命；

支持一键式自动均衡和手动均衡2种模式，根据电池单体电压状态控制单元7自动完成电池单体均衡维护，从而实现一键式均衡。上位机21提供手动均衡模式，可满足售后维护人员对指定单体单独均衡需求；

充电控制单元7实时监控电池状态，保护电池安全，均衡过程无需专人值守。

上位机21具有数据记录功能，控制单元7通过CAN通讯将充电数据上传到上位机21，充电过程可记录可溯源。

具有接插件接口状态检测、线束位置检测功能，通过采集均衡线束电压判断线束顺序，防止人为接线错误，误插拔接插件等人为操作错误造成安全事故。

继电器组黏连检测、充电通道独立保险设计，通过控制逻辑和硬件设计进行故障诊断和安全保护，提高设备操作安全性。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于动力电池的外部均衡维护设备，其特征在于：

包括电源、上位机、控制单元、单体采集继电器组、可控电源模块、黏连检测模块、充电继电器组，电源分别为控制单元、单体采集继电器组、可控电源模块、黏连检测模块、充电继电器组进行供电，控制单元分别与单体采集继电器组、可控电源模块相连，可控电源模块与充电继电器组相连，黏连检测模块分别与可控电源模块、充电继电器组以及连接在可控电源模块与充电继电器组之间的线路相连，单体采集继电器组、充电继电器组均与待测电池包相连；单体采集继电器组包括多个单体采集继电器，每个单体采集继电器均与电池包中的一个电池相连；

可控电源模块包括可控电源、可控电源正继电器、可控电源负继电器、通讯转换子模块，可控电源分别与电源、可控电源正继电器、可控电源负继电器、通讯转换子模块相连，通讯转换子模块与控制单元相连，可控电源正继电器、可控电源负继电器远离可控电源的一端均与充电继电器组相连；

通讯转换子模块为485转CAN模块；

黏连检测模块包括隔离子模块、黏连检测正极开关、黏连检测负极开关、黏连检测公共5V+继电器，隔离子模块一端分别与电源、通讯转换子模块相连，另一端分别与黏连检测正极开关、黏连检测负极开关、黏连检测公共5V+继电器的一端相连，黏连检测正极开关另一端连接在可控电源正继电器与充电继电器组之间的线路上，黏连检测负极开关另一端连接在可控电源负继电器与充电继电器组之间的线路上，黏连检测公共5V+继电器的另一端与充电继电器组相连；

充电继电器组包括充电正极继电器组、充电负极继电器组，充电正极继电器组、充电负极继电器组数量均与电池包中的电池数量相同，充电正极继电器组分别与黏连检测公共5V+继电器的另一端、可控电源正继电器的另一端相连，充电负极继电器组与可控电源正继电器的另一端相连，每个充电负极继电器组、充电正极继电器组均与被测电池包中的一个电池相连，控制单元连接在可控电源正继电器与充电正极继电器组之间的线路上，控制单元连接在可控电源负继电器与充电负极继电器组之间的线路上。

2.根据权利要求1所述的一种用于动力电池的外部均衡维护设备，其特征在于：

电源与开关模块相连，开关模块包括供电开关，供电开关与12V电源相连，12V电源与控制单元相连；

开关模块还包括急停开关，急停开关一端与供电开关相连，另一端与12V电源相连。

3.根据权利要求1所述的一种用于动力电池的外部均衡维护设备，其特征在于：

还包括保险盒，保险盒一端分别与充电正极继电器组、充电负极继电器组相连，另一端与被测电池包相连。

4.根据权利要求1所述的一种用于动力电池的外部均衡维护设备，其特征在于：

还包括提示灯模块，提示灯模块包括电源灯、状态灯、故障灯，故障灯一端与控制单元相连，另一端与12V电源的负极相连，状态灯的一端与12V电源的负极相连，状态灯的另一端与控制单元相连，电源灯的一端与12V电源的正极相连，另一端与电源的负极相连。

5.基于权利要求1所述的一种用于动力电池的外部均衡维护设备的均衡方法，其特征在于，

包括以下步骤：

S1：将所述的一种用于动力电池的外部均衡维护设备的输出端与待测电池包相连；

S2：打开供电开关，使急停开关处于接通状态，设备上电，将所有继电器设置成断开状态；

S3：通过上位机控制黏连检测模块进行检测，判断继电器是否黏连，如果黏连，则证明出现故障，检测结束，否则进行步骤4；

S4：检测线束连接是否正确，如果连接正确，则进行步骤S5,否则证明出现故障，检测结束；

S5：闭合单体采集继电器，控制单元采集每一节电池的单体电压，并计算单体电压平均值；

S6：将每一节电池的单体电压与单体电压平均值进行比对，如果电池的单体电压低于平均值，则对此电池进行均衡充电。

6.基于权利要求5所述的均衡方法，其特征在于：

步骤S4所述测线束连接是否正确的方法如下：

S41：闭合与第一节电池对应的充电负极继电器组，控制单元控制闭合与第一节电池对应的充电正极继电器组；

S42：控制单元通过线路TZ+连接在充电正极继电器组与充电正极继电器之间的线路上，将控制单元通过线路TZ1-连接在充电负极继电器组与充电负极继电器之间的线路上，在控制单元与电池对应单体采集继电器之间分别连接线路TZ2+和线路TZ-，检测线路TZ+与线路TZ1-之间电压，如果电压为2～5V之间判断电压正常，进行步骤S43，否则判断电压异常，故障灯亮，结束检测；

S43：断开与第一节电池对应的充电正极继电器组，延时后再断开对应的充电负极继电器组，都断开后检测线路TZ+与线路TZ-电压判断是否有正极继电器组黏连，如果无黏连故障进行步骤S44，否则故障灯亮，结束检测；

S44：检测TZ2+与TZ1-电压判断是否有负极继电器组黏连，如果无黏连故障进行步骤S45，否则故障灯亮，结束检测；

S45：重新进行步骤S41，对下一节电池进行检查，直到所有电池均完成检查为止。

7.基于权利要求6所述的均衡方法，其特征在于：

步骤S4测线束连接是否正确的方法如下：

S61：将可控电源电压调节到第一节电池实际电压值，进行使能输出；

S62：可控电源负继电器闭合第一节充电负极继电器，控制单元收到闭合指令后，闭合第一节均衡正极继电器，控制单元在收到反馈信号后，闭合可控电源负继电器，再闭合可控电源正继电器；

S63：所有继电器闭合后，将可控电源电压调节到上位机标定的上限目标电压，此时以设定的恒流形式充电；

S64：当电压充到目标电压后，停止可控电源的使能输出；

S65：断开第一节电池充电正极继电器组，延时后断开第一节电池充电负极继电器组；

S66：控制单元收到反馈回的断开指令后，检测线路TZ+与线路TZ-电压判断是否有正极继电器组黏连，检测线路TZ2+与线路TZ1-电压判断是否有负极继电器组黏连，在无黏连故障后，第一节均衡完毕，进入下一节电池均衡。