CN115378066A - 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents
电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115378066A CN115378066A CN202210631538.7A CN202210631538A CN115378066A CN 115378066 A CN115378066 A CN 115378066A CN 202210631538 A CN202210631538 A CN 202210631538A CN 115378066 A CN115378066 A CN 115378066A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- battery pack
- switch module
- difference
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0016—Circuits for equalisation of charge between batteries using shunting, discharge or bypass circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
- H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
- H02J7/0019—Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本申请公开了一种电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质。该方法包括:获取第一电池组的第一电压和第二电池组的第二电压,第一电池组的第一端和第二电池组的第一端之间连接有第一开关;根据第一电压与第二电压,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路。本申请实施例提供的电池组电压均衡方法,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,从而能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体涉及一种电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
动力电池例如锂离子电池等电池具有高功率密度、高循环寿命和环保效果好等优点,已经越来越普及地应用于多个领域,尤其是应用于电动交通工具领域,例如采用动力电池作为动力源的电动车辆等。然而,在低温状态下动力电池的充放电功率和充放电容量都有很大程度的衰减,因此,通常需要对动力电池进行充放电以实现动力电池自加热。动力电池可以包括多个电池组,相邻两个电池组的第一端之间连接有开关,该开关的开闭状态能够改变相邻两个电池组之间的连接关系。现有技术中,动力电池的两个电池组的电压经常会存在一定的电压差,当该电压差过大时,若直接闭合连接在相邻两个电池组之间的开关使两个电池组恢复并联关系,则极容易产生由于电压差过大所导致的安全事故,损坏电路。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质,能够解决现有技术中的动力电池的相邻两个电池组的电压经常会存在一定的电压差,当该电压差过大时,若直接闭合连接在相邻两个电池组之间的开关使两个电池组恢复并联关系,则极容易产生由于电压差过大所导致的安全事故,损坏电路的问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解,下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述,也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念,以此作为后面的详细说明的序言。
本申请实施例的第一方面,提供一种电池组电压均衡方法,应用于充放电电路;所述充放电电路包括第一开关模块、储能模块、第二开关模块、第一电池组和第二电池组;所述方法包括:
获取第一电池组的第一电压和第二电池组的第二电压,所述第一电池组的第一端和所述第二电池组的第一端之间连接有第一开关;
根据所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
本申请实施例提供的电池组电压均衡方法,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,从而能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故,解决了现有技术中存在的以下技术问题:当该电压差过大时,若直接闭合连接在相邻两个电池组之间的开关使两个电池组恢复并联关系,则极容易产生由于电压差过大所导致的安全事故,损坏电路。
在一些实施例中,所述根据所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
根据所述第一开关的开关极性、所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
在一些实施例中,所述根据所述第一开关的开关极性、所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若所述第一开关无极性,则根据所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
针对第一电池组和第二电池组之间的开关无极性的情况,根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
在一些实施例中,所述根据所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值属于第一预设区间,则执行第一操作;
若所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值属于第二预设区间,则控制所述第一开关模块和所述第二开关模块周期性地导通和关断,直至所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值属于所述第一预设区间时,执行所述第一操作;所述第二预设区间的下限值等于所述第一预设区间的上限值;
所述第一操作包括控制所述第一开关模块和所述第二开关模块导通,直至达到预设稳定条件为止。通过在充放电电路中形成电压均衡回路,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
在一些实施例中,所述根据所述第一开关的开关极性、所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若所述第一开关有极性,则根据所述第一电压与所述第二电压之差以及至少一个预设区间,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
针对第一电池组和第二电池组之间的开关有极性的情况,在充放电电路中形成电压均衡回路,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
在一些实施例中,所述根据所述第一电压与所述第二电压之差以及至少一个预设区间,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第三预设区间或第四预设区间,则执行第一操作;所述第一开关的极性正方向为由所述第一电池组指向所述第二电池组;
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第五预设区间,则控制所述第一开关模块和所述第二开关模块周期性地导通和关断,直至所述第一电压与所述第二电压之差属于所述第三预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止;
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第六预设区间,则控制所述第一开关模块和所述第二开关模块周期性地导通和关断,直至所述第一电压与所述第二电压之差属于所述第四预设区间后保持导通,直至达到所述预设稳定条件为止;
所述第一操作包括控制所述第一开关模块和所述第二开关模块导通,直至达到预设稳定条件为止。针对第一电池组和第二电池组之间的开关有极性的情况,在充放电电路中形成电压均衡回路,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
在一些实施例中,第一开关模块包括M相桥臂电路,第二开关模块包括N相桥臂电路,M和N为正整数,所述第一开关模块的每一所述桥臂电路包括串联的第一上桥臂和第一下桥臂,所述第二开关模块的每一所述桥臂电路包括串联的第二上桥臂和第二下桥臂;
所述控制所述第一开关模块和所述第二开关模块周期性地导通和关断,包括:
控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断;
所述第一操作包括控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂导通,并控制所有下桥臂关断,直至达到预设稳定条件为止。在充放电电路中形成电压均衡回路,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
在一些实施例中,所述预设稳定条件为导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值。该预设稳定条件能够确保导通的任两上桥臂之间的电压差保持在较小的范围内,避免因两上桥臂之间的电压差过大而导致产生电路故障。
在一些实施例中,在所述第一开关无极性的情况下,控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
根据所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值以及预设映射关系,控制第一数目个所述第一上桥臂以及第二数目个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,所述第一数目和所述第二数目在所述预设映射关系中与所述绝对值相对应。
通过控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,初步实现对第一电池组和第二电池组的电压之间的均衡,使第一电压与第二电压之差的绝对值属于第一预设区间,以便于进一步执行第一操作。
在一些实施例中,在所述第一开关有极性的情况下,若所述第一电压与所述第二电压之差属于第五预设区间,则控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第五预设区间,则根据所述第一电压与所述第二电压之差以及预设映射关系,控制第三数目个所述第一上桥臂以及第四数目个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,所述第三数目和所述第四数目在所述预设映射关系中与所述第一电压与所述第二电压之差相对应。
通过根据第一电压与第二电压之差以及预设映射关系,控制第三数目个第一上桥臂以及第四数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,初步实现对第一电池组和第二电池组的电压之间的均衡,使第一电压与第二电压之差的绝对值属于第三预设区间,以便于后续进一步均衡第一电池组和第二电池组的电压。
在一些实施例中,在所述第一开关有极性的情况下,若所述第一电压与所述第二电压之差属于第六预设区间,则控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第六预设区间,则根据所述第一电压与所述第二电压之差以及预设映射关系,控制第五数目个所述第一上桥臂以及第六数目个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,所述第五数目和所述第六数目在所述预设映射关系中与所述第一电压与所述第二电压之差相对应。
通过根据第一电压与第二电压之差以及预设映射关系,控制第五数目个第一上桥臂以及第六数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,初步实现对第一电池组和第二电池组的电压之间的均衡,使第一电压与第二电压之差的绝对值属于第四预设区间,以便于后续进一步均衡第一电池组和第二电池组的电压。
本申请实施例的第二方面,提供一种电池组电压均衡装置,应用于充放电电路;所述充放电电路包括第一开关模块、储能模块、第二开关模块、第一电池组和第二电池组;所述装置包括:
电压获取模块,用于获取第一电池组的第一电压和第二电池组的第二电压,所述第一电池组的第一端和所述第二电池组的第一端之间连接有第一开关;
控制模块,用于根据所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
本申请实施例提供的电池组电压均衡装置,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,从而能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故,解决了现有技术中存在的以下技术问题:当该电压差过大时,若直接闭合连接在相邻两个电池组之间的开关使两个电池组恢复并联关系,则极容易产生由于电压差过大所导致的安全事故,损坏电路。
本申请实施例的第三方面,提供一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现上述任一项的电池组电压均衡方法。第三方面的技术方案能够达到与第一方面的技术方案相同的有益技术效果。
本申请实施例的第四方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行,以实现上述任一项的电池组电压均衡方法。第五方面的技术方案能够达到与第一方面的技术方案相同的有益技术效果。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者,部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本申请实施例了解。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本申请一些实施方式的充放电电路的结构框图;
图2示出了本申请一些实施方式的电池组电压均衡方法的流程图;
图3示出了本申请一些实施方式的充放电电路的电路图;
图4示出了本申请另一些实施方式的充放电电路的电路图;
图5示出了图1中步骤S20所包括的步骤的流程图;
图6示出了本申请另一些实施方式的充放电电路的电路图;
图7示出了本申请另一些实施方式的充放电电路的电路图;
图8示出了本申请一些实施方式的电池组电压均衡装置结构框图;
图9示出了本申请一些实施方式的电子设备的结构框图;
图10示出了本申请一些实施方式的计算机可读存储介质的示意图。
本申请的目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。在本申请实施例的描述中,技术术语“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”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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;也可以是机械连接,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申请实施例中的具体含义。
动力电池具有高功率、高能量密度、环保效果好等优点,已经被广泛应用于新能源车辆、消费电子、储能系统等技术领域中。动力电池能够但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。
以电动车辆为例,以动力电池提供动力的电动车辆具有环保效果好、噪音小、成本低、能够有效促进节能减排等优点,具有巨大的市场应用前景,有利于经济的可持续发展。本申请的发明人发现,现有技术中,相邻两个电池组的电压经常会存在一定的电压差,尤其是在对动力电池完成自加热之后极容易产生电压差,若直接闭合开关K1使两个电池组恢复并联关系,则极容易产生由于电压差过大所导致的安全事故,损坏电路,例如开关K1可能会瞬间过流损坏。另外,若两个电池组压差过大,直接并联后的环流电流值可能会超过电池组在当前温度下的最大允许值,使电池组析锂损坏。
针对上述问题,本申请实施例提供了一种电池组电压均衡方法,通过获取第一电池组和第二电池组的电压,根据所述第一开关有极性或无极性、所述第一电压与所述第二电压,执行完相应的电压均衡策略,闭合所述第一开关,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,从而能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故,解决了现有技术中存在的以下技术问题:当该电压差过大时,若直接闭合连接在相邻两个电池组之间的开关使两个电池组恢复并联关系,则极容易产生由于电压差过大所导致的安全事故,损坏电路。
本申请实施例提供了一种电池组电压均衡方法,应用于充放电电路;该充放电电路包括第一开关模块、储能模块、第二开关模块、第一电池组和第二电池组。
供电模块例如可以为如图1所示的充放电电路中的供电模块1。如图1所示,该充放电电路包括供电模块1、第一开关模块2、储能模块3和第二开关模块4,供电模块1包括第一电池组和第二电池组,第一电池组的第一端和第二电池组的第一端之间连接有开关,该开关可以为无极性继电器或有极性继电器。根据实际应用的需要,每一电池组可以包括并联的多个电池包,每一电池组中所包含的电池包的具体数目可以根据实际需要进行设定。
在一些实施方式中,第一开关模块包括M相桥臂电路,第二开关模块包括N相桥臂电路,M和N为正整数,第一开关模块的每一桥臂电路包括串联的第一上桥臂和第一下桥臂,第二开关模块的每一桥臂电路包括串联的第二上桥臂和第二下桥臂。N可以与M相等,M和N的值可以根据实际需要进行设定。
如图2所示的示例中,第一电池组11的第一端与第二电池组12的第一端之间连接有第一开关K1(图1中未示出第一开关K1,图1中供电模块1中的虚线表示连接关系可变)。第一开关K1可以为无极性继电器或有极性继电器。第二开关模块4包括串联的第二上桥臂401和第二下桥臂402;第一开关模块2包括M相桥臂电路,M为正整数,每一相桥臂电路包括串联的上桥臂和下桥臂;图2所示电路中M为3,N为1,即M相桥臂电路为三相桥臂电路,第二开关模块4包括一个桥臂电路。每个电池组可以是包括多个电池模块的集合,也可以是包括多个电芯的电池模块。
第一开关模块2可以由逆变器实现,包括M相桥臂电路,M为正整数;每一相桥臂电路包括第一上桥臂和第一下桥臂。例如,M相桥臂电路包括M个第一上桥臂以及M个第一下桥臂,M个第一上桥臂与M个第一下桥臂一一对应连接。储能模块3可以包括M相电机,M相电机可以为M相绕组电机,具有M相绕组。
具体地,第一开关模块2的M相桥臂电路可以为三相桥臂电路,包括桥臂电路21、桥臂电路22以及桥臂电路23;与第一开关模块2相对应,M相电机为三相绕组电机,包括三相绕组,即分别为绕组A1、绕组B1以及绕组C1。桥臂电路21包括串联的第一上桥臂211和第一下桥臂212,第一上桥臂211包括并联的三极管V1和续流二极管D1,第一下桥臂212包括并联的三极管V4和续流二极管D4;桥臂电路22包括串联的第一上桥臂221和第一下桥臂222,第一上桥臂221包括并联的三极管V2和续流二极管D2,第一下桥臂222包括并联的三极管V5和续流二极管D5;桥臂电路23包括串联的第一上桥臂231和第一下桥臂232,第一上桥臂231包括并联的三极管V3和续流二极管D3,第一下桥臂232包括并联的三极管V6和续流二极管D6。
在本示例中,N为1,第二开关模块4包括一个桥臂电路,该桥臂电路包括串联的第二上桥臂401和第二下桥臂402。第二上桥臂401和第二下桥臂402的结构可以为并联的三极管和续流二极管,也可以仅包括开关。如图2所示,第二上桥臂401的结构为并联的三极管V7和续流二极管D7,第二下桥臂402的结构为并联的三极管V8和续流二极管D8。
如图2所示,第二电池组12与第一开关模块2包括的M相桥臂并联连接,其中第二电池组12的第一端、M相桥臂的上桥臂共线连接;M相桥臂的上下桥臂连接点分别与M相电机的M相绕组一一对应连接;第二开关模块4的上下桥臂连接点与M相电机的中性点连接。
第二开关模块4的上下桥臂连接点可以直接通过导线与M相电机的中性点连接,也可以在第二开关模块4的上下桥臂连接点与M相电机的中性点之间连接第二储能元件,第二储能元件可以包括至少一个电感L1,或者包括串联的电感和电容等。在一些示例中,电感L1的感量与供电模块的充放电性能和速热工况需求相适配,其最小感量为0H(即相当于直流导线)。
第一电池组11的第一端与第二开关模块4的第二上桥臂401共线连接;第一电池组11的第二端与第二电池组12的第二端、M相桥臂、第二开关模块4的第二下桥臂402共线连接。
如图3所示的示例中,储能模块3包括第一M相电机和第二M相电机,M为正整数,第一M相电机的中性点与第二M相电机的中性点相连接;第二上桥臂包括第二M相桥臂电路的M个上桥臂中的至少一个上桥臂,本实施例中以第二上桥臂包括第二M相桥臂电路的M个上桥臂为例进行描述;第二下桥臂包括第二M相桥臂电路的M个下桥臂中的至少一个下桥臂,本实施例中以第二下桥臂包括第二M相桥臂电路的M个下桥臂为例进行描述;图3示出了包含有双电机的充放电电路的电路结构。
第一M相电机的M相绕组连接点与第二M相电机的M相绕组连接点连接。第一M相电机及第二M相电机可以均为三相绕组电机,第一M相电机包括绕组A1、绕组B1以及绕组C1;第二M相电机包括绕组A’1、绕组B’1以及绕组C’1。绕组A1、B1、C1的共同连接点与绕组A’1、B’1、C’1的共同连接点连接。
第一开关模块2包括的M相桥臂电路的上下桥臂连接点分别与第一M相电机的M相绕组一一对应连接。具体地,第一开关模块2中M相桥臂电路包括桥臂电路21、桥臂电路22以及桥臂电路23。桥臂电路21的第一上桥臂211与第一下桥臂212的连接点与绕组A1的一端相连,桥臂电路22的第一上桥臂221与第一下桥臂222的连接点与绕组B1的一端相连,桥臂电路23的第一上桥臂231与第一下桥臂232的连接点与绕组C1的一端相连。
在图3所示的示例中,N=M。第二开关模块4也包括M相桥臂电路,其M相桥臂电路的上下桥臂连接点分别与第二M相电机的M相绕组一一对应连接。具体地,第二开关模块4包括桥臂电路41、桥臂电路42以及桥臂电路43。桥臂电路41的第二上桥臂411和第二下桥臂412的连接点与绕组A’1的一端相连,桥臂电路42的第二上桥臂421与第二下桥臂422的连接点与绕组B’1的一端相连,桥臂电路43的第二上桥臂431与第二下桥臂432的连接点与绕组C’1的一端相连,绕组A’1的另一端,绕组B’1的另一端、绕组C’1的另一端、绕组A1的另一端、绕组B1的另一端以及绕组C1的另一端的共同连接点连接。
如图4所示,在一些实施方式中,本实施例的电池组电压均衡方法包括步骤S10和S20。
S10、获取第一电池组的第一电压和第二电池组的第二电压,第一电池组的第一端和第二电池组的第一端之间连接有第一开关。
具体地,可以通过电压检测装置例如电压传感器等检测获得第一电池组的第一电压以及第二电池组的第二电压。
S20、根据第一电压与第二电压,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路。
该电压均衡回路中电流由其中一个电池组的正极流向另一电池组的正极。
本实施例的方法实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,从而能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
具体地,步骤S20可以包括:根据第一开关的开关极性、第一电压与第二电压,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路。
在一些实施方式中,步骤S20包括:若第一开关无极性,则根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路。针对第一电池组与第二电池组之间的开关无极性的情况,根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
具体地,如图5所示,根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
S201、若第一电压与第二电压之差的绝对值属于第一预设区间,则执行第一操作;
S202、若第一电压与第二电压之差的绝对值属于第二预设区间,则控制第一开关模块和第二开关模块周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差的绝对值属于第一预设区间时,执行第一操作;第二预设区间的下限值等于第一预设区间的上限值;
第一操作包括控制第一开关模块和第二开关模块导通,直至达到预设稳定条件为止。
具体地,若第一电压与第二电压之差的绝对值属于第二预设区间,则控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断并控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差的绝对值属于第一预设区间时,执行第一操作;第二预设区间的下限值等于第一预设区间的上限值;
其中,第一操作包括控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断并控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂导通,直至达到预设稳定条件时闭合第一开关。针对第一电池组和第二电池组之间的开关无极性的情况,根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,执行完第一电压均衡策略,闭合第一开关,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
具体地,预设稳定条件可以为导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值。该预设稳定条件能够确保导通的任两上桥臂之间的电压差保持在较小的范围内,避免因两上桥臂之间的电压差过大而导致产生电路故障。
在如图3所示的示例中,例如可以设定第一预设区间为(Uset1,Uset2],第二预设区间为(Uset2,+∞),第一电压表示为U1,第二电压表示为U2。
该控制方法可以包括:
1)若|U1-U2|∈(Uset1,Uset2],即Uset1<|U1-U2|≤Uset2,则执行第一操作;
2)若|U1-U2|∈(Uset2,+∞),即|U1-U2|>Uset2,则控制第一下桥臂212、第一下桥臂222、第一下桥臂232以及第二下桥臂402关断,并控制第一上桥臂211、第一上桥臂221和第一上桥臂231中的至少一个、以及第二上桥臂401周期性地导通和关断,直至|U1-U2|∈(Uset1,Uset2]时,执行第一操作。
第一操作包括:控制第一下桥臂212、第一下桥臂222、第一下桥臂232以及第二下桥臂402关断,并控制第一上桥臂211、第一上桥臂221和第一上桥臂231中的至少一个、以及第二上桥臂401导通,直至达到预设稳定条件时闭合第一开关。预设稳定条件可以为第一上桥臂211、第一上桥臂221、第一上桥臂231和第二上桥臂401中导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值,预设阈值例如可以为10V、11V或12V等值,具体值可以根据实际需要进行设定。
示例性地,若第一开关无极性,控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及预设映射关系,控制第一数目个第一上桥臂以及第二数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,第一数目和第二数目在预设映射关系中与第一电压与第二电压之差的绝对值相对应。通过控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,初步实现对第一电池组和第二电池组的电压之间的均衡,使第一电压与第二电压之差的绝对值属于第一预设区间,以便于进一步执行第一操作。
例如,当|U1-U2|∈(Uset1,Uset2]时,将(Uset1,Uset2]划分为(Uset1,a]、(a,b]和(b,Uset2]三个区间;预设映射关系包括:当|U1-U2|∈(Uset1,a]时,第一数目为1,第二数目为1;当|U1-U2|∈(a,b]时,第一数目为2,第二数目为1;当|U1-U2|∈(b,Uset2]时,第一数目为3,第二数目为1。
设置该预设映射关系时是根据电压差的绝对值来设定导通的第一上桥臂的数量以及导通的第二上桥臂的数量的,当第一电压与第二电压之差的绝对值相对较小时,说明两个电池组电压差不大,则两个电池组通过第一上桥臂和第二上桥臂的电流相对较小,此时可以根据电流值(可以由电压差/内阻计算出)来设定需要导通的上桥臂的数量。例如,计算出的电流是20A,而第一上桥臂211的可承载电流值为40A,则只需要闭合第一上桥臂211、第一上桥臂221和第一上桥臂231中的一个以及第二上桥臂401即可。
当第一电压与第二电压之差的绝对值相对较大时,例如此时最大电流值可能有100A,而每个第一上桥臂的可承载电流值为40A,那么很明显需要三个第一上桥臂均导通才能满足过流需求,第二上桥臂401的电流承载能力则需要大于或等于100A。
在如图4所示的示例中,例如可以设定第一预设区间为(Uset1,Uset2],第二预设区间为(Uset2,+∞),第一电压表示为U1,第二电压表示为U2。
该控制方法可以包括:
1)若|U1-U2|∈(Uset1,Uset2],即Uset1<|U1-U2|≤Uset2,则执行第一操作;
2)若|U1-U2|∈(Uset2,+∞),即|U1-U2|>Uset2,则控制第一下桥臂212、第一下桥臂222、第一下桥臂232以及第二下桥臂402关断,并控制第一上桥臂211、第一上桥臂221和第一上桥臂231中的至少一个、以及第二上桥臂411、第二上桥臂421和第二上桥臂431中的至少一个周期性地导通和关断,直至|U1-U2|∈(Uset1,Uset2]时,执行第一操作。
第一操作包括:控制第一下桥臂212、第一下桥臂222、第一下桥臂232以及第二下桥臂402关断,并控制第一上桥臂211、第一上桥臂221和第一上桥臂231中的至少一个、以及第二上桥臂411、第二上桥臂421和第二上桥臂431中的至少一个导通,直至达到预设稳定条件时闭合第一开关。预设稳定条件可以为第一上桥臂211、第一上桥臂221、第一上桥臂231、第二上桥臂411、第二上桥臂421和第二上桥臂431中导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值,预设阈值例如可以为10V、11V或12V等值,具体值可以根据实际需要进行设定。
示例性地,若第一开关无极性,控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及预设映射关系,控制第一数目个第一上桥臂以及第二数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,第一数目和第二数目在预设映射关系中与第一电压与第二电压之差的绝对值相对应。通过控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,初步实现对第一电池组和第二电池组的电压之间的均衡,使第一电压与第二电压之差的绝对值属于第一预设区间,以便于进一步执行第一操作。
例如,在图4所示的示例中,当|U1-U2|∈(Uset1,Uset2]时,将(Uset1,Uset2]划分为(Uset1,a]、(a,b]和(b,Uset2]三个区间;预设映射关系包括:当|U1-U2|∈(Uset1,a]时,第一数目为1,第二数目为1;当|U1-U2|∈(a,b]时,第一数目为2,第二数目为2;当|U1-U2|∈(b,Uset2]时,第一数目为3,第二数目为3。
设置该预设映射关系时是根据电压差的绝对值来设定导通的第一上桥臂的数量以及导通的第二上桥臂的数量的,当第一电压与第二电压之差的绝对值相对较小时,说明两个电池组电压差不大,则两个电池组通过第一上桥臂和第二上桥臂的电流相对较小,此时可以根据电流值(可以由电压差/内阻计算出)来设定需要导通的上桥臂的数量。例如,计算出的电流是20A,而第一上桥臂211的可承载电流值为40A,则只需要闭合第一上桥臂211、第一上桥臂221和第一上桥臂231中的一个以及以及第二上桥臂411、第二上桥臂421和第二上桥臂431中的一个即可。
当第一电压与第二电压之差的绝对值相对较大时,例如此时最大电流值可能有100A,而每个第一上桥臂和每个第二上桥臂的可承载电流值均为40A,那么很明显需要三个第一上桥臂以及三个第二上桥臂均导通才能满足过流需求。
在一些实施方式中,步骤S20包括:若第一开关有极性,则根据第一电压与第二电压之差以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。针对第一电池组和第二电池组之间的开关有极性的情况,根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
具体地,第一开关模块包括M相桥臂电路,第二开关模块包括N相桥臂电路,M和N为正整数,第一开关模块的每一桥臂电路包括串联的第一上桥臂和第一下桥臂,第二开关模块的每一桥臂电路包括串联的第二上桥臂和第二下桥臂;
根据第一电压与第二电压之差以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
S20-2、若第一电压与第二电压之差属于第三预设区间或第四预设区间,则执行第一操作;第一开关的极性正方向为由第一电池组指向第二电池组;
S20-3、若第一电压与第二电压之差属于第五预设区间,则控制第一开关模块和第二开关模块周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第三预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止;
具体地,若第一电压与第二电压之差属于第五预设区间,则控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断并控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第三预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件时闭合第一开关;
S20-4、若第一电压与第二电压之差属于第六预设区间,则控制第一开关模块和第二开关模块周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第四预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止;
第一操作包括控制第一开关模块和第二开关模块导通,直至达到预设稳定条件为止。
具体地,若第一电压与第二电压之差属于第六预设区间,则控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断并控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第四预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件时闭合第一开关;
第一操作包括控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂导通,并控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断,直至达到预设稳定条件时闭合第一开关。针对第一电池组和第二电池组之间的开关有极性的情况,根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,执行完第二电压均衡策略,闭合第一开关,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故。
具体地,预设稳定条件例如可以为导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值。该预设稳定条件能够确保导通的任两上桥臂之间的电压差保持在较小的范围内,避免因两上桥臂之间的电压差过大而导致产生电路故障。
示例性地,在第一开关有极性的情况下,若第一电压与第二电压之差属于第五预设区间,则控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
若第一电压与第二电压之差属于第五预设区间,则根据第一电压与第二电压之差以及预设映射关系,控制第三数目个第一上桥臂以及第四数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,第三数目和第四数目在预设映射关系中与第一电压与第二电压之差相对应。通过根据第一电压与第二电压之差以及预设映射关系,控制第三数目个第一上桥臂以及第四数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,初步实现对第一电池组和第二电池组的电压之间的均衡,使第一电压与第二电压之差的绝对值属于第三预设区间,以便于后续进一步均衡第一电池组和第二电池组的电压。
示例性地,在第一开关有极性的情况下,若第一电压与第二电压之差属于第六预设区间,则控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
若第一电压与第二电压之差属于第六预设区间,则根据第一电压与第二电压之差以及预设映射关系,控制第五数目个第一上桥臂以及第六数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,第五数目和第六数目在预设映射关系中与第一电压与第二电压之差相对应。通过根据第一电压与第二电压之差以及预设映射关系,控制第五数目个第一上桥臂以及第六数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,初步实现对第一电池组和第二电池组的电压之间的均衡,使第一电压与第二电压之差的绝对值属于第四预设区间,以便于后续进一步均衡第一电池组和第二电池组的电压。
在如图3和图4所示的示例中,例如可以设定第三预设区间为[-Uset2,0),第四预设区间为[Uset1,Uset2),第五预设区间为[Uset2,+∞),第六预设区间为(-∞,-Uset2),第一电压表示为U1,第二电压表示为U2。
在图3所示的示例中,该控制方法可以包括:
(1)若U1-U2∈[-Uset2,0)或U1-U2∈[Uset1,Uset2),即-Uset2≤U1-U2<0,或者Uset1≤U1-U2<Uset2,则执行第一操作;第一开关的极性正方向为由第一电池组指向第二电池组;
(2)若U1-U2∈[Uset2,+∞),即U1-U2≥Uset2,则控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断,并控制至少一个第一上桥臂以及第二上桥臂401周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第三预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止;
(3)若U1-U2∈(-∞,-Uset2),即U1-U2<-Uset2,则控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断,并控制至少一个第一上桥臂以及第二上桥臂401周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第四预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止。
第一操作包括:控制第一下桥臂212、第一下桥臂222、第一下桥臂232以及第二下桥臂402关断,并控制第一上桥臂211、第一上桥臂221和第一上桥臂231中的至少一个、以及第二上桥臂401导通,直至达到预设稳定条件时闭合第一开关。预设稳定条件可以为第一上桥臂211、第一上桥臂221、第一上桥臂231和第二上桥臂401中导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值,预设阈值例如可以为10V、11V或12V等值,具体值可以根据实际需要进行设定。
在图4所示的示例中,该控制方法可以包括:
(1)若U1-U2∈[-Uset2,0)或U1-U2∈[Uset1,Uset2),即-Uset2≤U1-U2<0,或者Uset1≤U1-U2<Uset2,则执行第一操作;第一开关的极性正方向为由第一电池组指向第二电池组;
(2)若U1-U2∈[Uset2,+∞),即U1-U2≥Uset2,则控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断,并控制第一上桥臂211、第一上桥臂221、第一上桥臂231中的至少一个以及第二上桥臂411、第二上桥臂421和第二上桥臂431中的至少一个周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第三预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止;
(3)若U1-U2∈(-∞,-Uset2),即U1-U2<-Uset2,则控制所有的第一下桥臂以及所有的第二下桥臂关断,并控制第一上桥臂211、第一上桥臂221、第一上桥臂231中的至少一个以及第二上桥臂411、第二上桥臂421和第二上桥臂431中的至少一个周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第四预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止。
第一操作包括:控制第一下桥臂212、第一下桥臂222、第一下桥臂232以及第二下桥臂402关断,并控制第一上桥臂211、第一上桥臂221、第一上桥臂231中的至少一个以及第二上桥臂411、第二上桥臂421和第二上桥臂431中的至少一个导通,直至达到预设稳定条件时闭合第一开关。预设稳定条件可以为第一上桥臂211、第一上桥臂221、第一上桥臂231、第二上桥臂411、第二上桥臂421和第二上桥臂431中导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值,预设阈值例如可以为10V、11V或12V等值,具体值可以根据实际需要进行设定。
本申请实施例的方法还可以应用于图6和图7所示的电路结构。如图6和图7所示,在一些实施方式中,第一电池组11的第一端与第二电池组12的第一端之间连接有第一开关K1;第二电池组12的第二端与第一电池组11的第二端、第一开关模块2的第二端、第二开关模块4的第二端共线连接;第一电池组11与第二电池组12之间连接有第一开关K1(图1中未示出第一开关K1,图1中供电模块1中的虚线表示连接关系可变),第一开关K1设置于第二电池组12的第一端与第一电池组11的第一端之间;第一开关K1的开闭状态能够改变第一电池组11与第二电池组12之间的连接关系。具体地,当第一开关K1闭合时,第一电池组11与第二电池组12并联连接;当第一开关K1断开时第一电池组11与第二电池组12串联连接。第二开关模块4的上下桥臂连接点与M相电机的中性点之间设置有第二开关K2。在执行上述的电池组电压均衡方法时,在控制至少一个第一上桥臂和至少一个第二上桥臂导通之前或者同时,控制第二开关K2闭合。
本实施例中,三极管可以采用绝缘栅双极型功率管(Insulated Gate BipolarTransistor,IGBT),也可以采用金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOS),还可以采用其他具有开关功能的电子元器件,在此不作限制。
本申请实施例的电池组电压均衡方法,能够避免连接在第一电池组和第二电池组之间的开关过流损坏,还能够避免相邻两个电池组之间电压差过大导致直接并联后的环流电流值超过电池组在当前温度下的最大允许值而使电池组析锂损坏。
当完成该电池组电压均衡方法后,实现了第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,即可闭合第一开关K1。另外,可以设定第七预设区间为[0,Uset1],第八预设区间为[0,Uset1);当第一开关K1为无极性开关时,若|U1-U2|∈[0,Uset1],即0≤|U1-U2|≤Uset1,表明此时第一电池组和第二电池组的电压差较小,则可以直接闭合第一开关K1;当第一开关K1为有极性开关时,若U1-U2∈[0,Uset1),即0≤U1-U2<Uset1,表明此时第一电池组和第二电池组的电压差较小,则可以直接闭合第一开关K1。
本申请的另一个实施例提供了一种电池组电压均衡装置,应用于充放电电路;该充放电电路包括第一开关模块、储能模块、第二开关模块、第一电池组和第二电池组;参考图8所示,该电池组电压均衡装置包括:
电压获取模块,用于获取第一电池组的第一电压和第二电池组的第二电压,第一电池组的第一端和第二电池组的第一端之间连接有第一开关;
控制模块,用于根据第一电压与第二电压,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,电压均衡回路中电流由其中一个电池组的正极流向另一电池组的正极。
在一些实施方式中,控制模块进一步用于根据第一开关的开关极性、第一电压与第二电压,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,电压均衡回路中电流由其中一个电池组的正极流向另一电池组的正极。
在一些实施方式中,控制模块进一步具体用于若第一开关无极性,则根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路。
在一些实施方式中,控制模块所执行的根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若第一电压与第二电压之差的绝对值属于第一预设区间,则执行第一操作;
若第一电压与第二电压之差的绝对值属于第二预设区间,则控制第一开关模块和第二开关模块周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差的绝对值属于第一预设区间时,执行第一操作;第二预设区间的下限值等于第一预设区间的上限值;
第一操作包括控制第一开关模块和第二开关模块导通,直至达到预设稳定条件为止。
在一些实施方式中,第一开关模块包括M相桥臂电路,第二开关模块包括N相桥臂电路,M和N为正整数,第一开关模块的每一桥臂电路包括串联的第一上桥臂和第一下桥臂,第二开关模块的每一桥臂电路包括串联的第二上桥臂和第二下桥臂;
根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
控制第一开关模块和第二开关模块周期性地导通和关断,包括:控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断;
第一操作包括控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂导通,直至达到预设稳定条件为止。
预设稳定条件为导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值。
在某些实施方式中,控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
根据第一电压与第二电压之差的绝对值以及预设映射关系,控制第一数目个第一上桥臂以及第二数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,第一数目和第二数目在预设映射关系中与绝对值相对应。
在一些实施方式中,根据第一开关的开关极性、第一电压与第二电压,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若第一开关有极性,则根据第一电压与第二电压之差以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块动作,在充放电电路中形成电压均衡回路。
在一些实施方式中,根据第一电压与第二电压之差以及至少一个预设区间,控制第一开关模块和第二开关模块进行动作,在充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若第一电压与第二电压之差属于第三预设区间或第四预设区间,则执行第一操作;第一开关的极性正方向为由第一电池组指向第二电池组;
若第一电压与第二电压之差属于第五预设区间,则控制第一开关模块和第二开关模块周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第三预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止;
若第一电压与第二电压之差属于第六预设区间,则控制第一开关模块和第二开关模块周期性地导通和关断,直至第一电压与第二电压之差属于第四预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止;
第一操作包括控制第一开关模块和第二开关模块导通,直至达到预设稳定条件为止。
在一些实施方式中,第一开关模块包括M相桥臂电路,第二开关模块包括N相桥臂电路,M和N为正整数,第一开关模块的每一桥臂电路包括串联的第一上桥臂和第一下桥臂,第二开关模块的每一桥臂电路包括串联的第二上桥臂和第二下桥臂;
控制第一开关模块和第二开关模块周期性地导通和关断,包括:
控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断;
第一操作包括控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂导通,并控制所有下桥臂关断,直至达到预设稳定条件为止。
预设稳定条件为导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值。
在一些实施方式中,若第一电压与第二电压之差属于第五预设区间,则控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
若第一电压与第二电压之差属于第五预设区间,则根据第一电压与第二电压之差以及预设映射关系,控制第三数目个第一上桥臂以及第四数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,第三数目和第四数目在预设映射关系中与第一电压与第二电压之差相对应。
在一些实施方式中,若第一电压与第二电压之差属于第六预设区间,则控制至少一个第一上桥臂以及至少一个第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
若第一电压与第二电压之差属于第六预设区间,则根据第一电压与第二电压之差以及预设映射关系,控制第五数目个第一上桥臂以及第六数目个第二上桥臂周期性地导通和关断,第五数目和第六数目在预设映射关系中与第一电压与第二电压之差相对应。
本申请实施例提供的电池组电压均衡装置,能够实现第一电池组和第二电池组之间的电压均衡,避免第一电池组和第二电池组的电压差过大,从而能够避免第一电池组和第二电池组之间的电压差过大所造成的安全隐患、避免由于电压差过大而发生安全事故,解决了现有技术中存在的以下技术问题:当该电压差过大时,若直接闭合连接在相邻两个电池组之间的开关使两个电池组恢复并联关系,则极容易产生由于电压差过大所导致的安全事故,损坏电路。
本申请的另一个实施例提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行该程序,以实现上述任一实施方式的充放电电路的控制方法。
如图9所示,电子设备10可以包括:处理器100,存储器101,总线102和通信接口103,处理器100、通信接口103和存储器101通过总线102连接;存储器101中存储有可在处理器100上运行的计算机程序,处理器100运行该计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的方法。
其中,存储器101可能包含高速随机存取存储器(RAM:Random Access Memory),也可能还可以包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中,存储器101用于存储程序,处理器100在接收到执行指令后,执行该程序,前述本申请实施例任一实施方式揭示的方法可以应用于处理器100中,或者由处理器100实现。
处理器100可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器100中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器100可以是通用处理器,可以包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器101,处理器100读取存储器101中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思,具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请的另一个实施例提供了一种充放电系统,包括控制器以及充放电电路,该控制器用于针对该充放电电路执行上述任一实施方式的充放电电路的控制方法。
本申请的另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行,以实现上述任一实施方式的充放电电路的控制方法。
参考图10所示,其示出的计算机可读存储介质为光盘20,其上存储有计算机程序(即程序产品),该计算机程序在被处理器运行时,会执行前述任意实施方式所提供的方法。
需要说明的是,计算机可读存储介质的例子还可以包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质,在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思,具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
需要说明的是:
术语“模块”并非意图受限于特定物理形式。取决于具体应用,模块可以实现为硬件、固件、软件和/或其组合。此外,不同的模块可以共享公共组件或甚至由相同组件实现。不同模块之间可以存在或不存在清楚的界限。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示例一起使用。根据上面的描述,构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外,本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白,可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容,并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例仅表达了本申请的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (14)
1.一种电池电压均衡方法,其特征在于,应用于充放电电路;所述充放电电路包括第一开关模块、储能模块、第二开关模块、第一电池组和第二电池组;所述方法包括:
获取第一电池组的第一电压和第二电池组的第二电压,所述第一电池组的第一端和所述第二电池组的第一端之间连接有第一开关;
根据所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
根据所述第一开关的开关极性、所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一开关的开关极性、所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若所述第一开关无极性,则根据所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值以及至少一个预设区间,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值属于第一预设区间,则执行第一操作;
若所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值属于第二预设区间,则控制所述第一开关模块和所述第二开关模块周期性地导通和关断,直至所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值属于所述第一预设区间时,执行所述第一操作;所述第二预设区间的下限值等于所述第一预设区间的上限值;
所述第一操作包括控制所述第一开关模块和所述第二开关模块导通,直至达到预设稳定条件为止。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一开关的开关极性、所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若所述第一开关有极性,则根据所述第一电压与所述第二电压之差以及至少一个预设区间,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一电压与所述第二电压之差以及至少一个预设区间,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路,包括:
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第三预设区间或第四预设区间,则执行第一操作;所述第一开关的极性正方向为由所述第一电池组指向所述第二电池组;
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第五预设区间,则控制所述第一开关模块和所述第二开关模块周期性地导通和关断,直至所述第一电压与所述第二电压之差属于所述第三预设区间后保持导通,直至达到预设稳定条件为止;
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第六预设区间,则控制所述第一开关模块和所述第二开关模块周期性地导通和关断,直至所述第一电压与所述第二电压之差属于所述第四预设区间后保持导通,直至达到所述预设稳定条件为止;
所述第一操作包括控制所述第一开关模块和所述第二开关模块导通,直至达到预设稳定条件为止。
7.根据权利要求4或6所述的方法,其特征在于,第一开关模块包括M相桥臂电路,第二开关模块包括N相桥臂电路,M和N为正整数,所述第一开关模块的每一所述桥臂电路包括串联的第一上桥臂和第一下桥臂,所述第二开关模块的每一所述桥臂电路包括串联的第二上桥臂和第二下桥臂;
所述控制所述第一开关模块和所述第二开关模块周期性地导通和关断,包括:
控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断;
所述第一操作包括控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂导通,并控制所有下桥臂关断,直至达到预设稳定条件为止。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述预设稳定条件为导通的任两上桥臂之间的电压差小于或等于预设阈值。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述第一开关无极性的情况下,控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
根据所述第一电压与所述第二电压之差的绝对值以及预设映射关系,控制第一数目个所述第一上桥臂以及第二数目个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,所述第一数目和所述第二数目在所述预设映射关系中与所述绝对值相对应。
10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述第一开关有极性的情况下,若所述第一电压与所述第二电压之差属于第五预设区间,则控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第五预设区间,则根据所述第一电压与所述第二电压之差以及预设映射关系,控制第三数目个所述第一上桥臂以及第四数目个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,所述第三数目和所述第四数目在所述预设映射关系中与所述第一电压与所述第二电压之差相对应。
11.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述第一开关有极性的情况下,若所述第一电压与所述第二电压之差属于第六预设区间,则控制至少一个所述第一上桥臂以及至少一个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,包括:
若所述第一电压与所述第二电压之差属于第六预设区间,则根据所述第一电压与所述第二电压之差以及预设映射关系,控制第五数目个所述第一上桥臂以及第六数目个所述第二上桥臂周期性地导通和关断,所述第五数目和所述第六数目在所述预设映射关系中与所述第一电压与所述第二电压之差相对应。
12.一种电池组电压均衡装置,其特征在于,应用于充放电电路;所述充放电电路包括第一开关模块、储能模块、第二开关模块、第一电池组和第二电池组;所述装置包括:
电压获取模块,用于获取第一电池组的第一电压和第二电池组的第二电压,所述第一电池组的第一端和所述第二电池组的第一端之间连接有第一开关;
控制模块,用于根据所述第一电压与所述第二电压,控制所述第一开关模块和所述第二开关模块进行动作,在所述充放电电路中形成电压均衡回路。
13.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序,以实现如权利要求1-11中任一所述的方法。
14.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行,以实现如权利要求1-11中任一所述的方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210631538.7A CN115378066A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 |
PCT/CN2023/082779 WO2023236623A1 (zh) | 2022-06-06 | 2023-03-21 | 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210631538.7A CN115378066A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115378066A true CN115378066A (zh) | 2022-11-22 |
Family
ID=84062382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210631538.7A Pending CN115378066A (zh) | 2022-06-06 | 2022-06-06 | 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115378066A (zh) |
WO (1) | WO2023236623A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023236623A1 (zh) * | 2022-06-06 | 2023-12-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110144861A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Control Solutions LLC | Electronic circuit for charging and heating a battery |
CN102208820A (zh) * | 2010-03-29 | 2011-10-05 | 比亚迪股份有限公司 | 一种储能电池组并联装置及其控制方法 |
CN110116653A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-13 | 清华大学 | 电动汽车驱动系统、驱动电路及电动汽车电池加热方法 |
CN112398183A (zh) * | 2019-08-15 | 2021-02-23 | 比亚迪股份有限公司 | 预充电路、能量转换装置及车辆 |
CN112467811A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 华为技术有限公司 | 双电池电压均衡方法和双电池电压均衡电路 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI454012B (zh) * | 2011-11-16 | 2014-09-21 | Byd Co Ltd | 一種電池的加熱電路 |
CN110077283B (zh) * | 2019-03-28 | 2020-07-07 | 清华大学 | 电动汽车控制方法 |
KR20210045841A (ko) * | 2019-10-17 | 2021-04-27 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 시스템 |
CN114074561B (zh) * | 2020-08-20 | 2023-07-11 | 比亚迪股份有限公司 | 能量转换装置及其运行方法、电动汽车 |
CN115378066A (zh) * | 2022-06-06 | 2022-11-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 |
-
2022
- 2022-06-06 CN CN202210631538.7A patent/CN115378066A/zh active Pending
-
2023
- 2023-03-21 WO PCT/CN2023/082779 patent/WO2023236623A1/zh unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110144861A1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-16 | Control Solutions LLC | Electronic circuit for charging and heating a battery |
CN102208820A (zh) * | 2010-03-29 | 2011-10-05 | 比亚迪股份有限公司 | 一种储能电池组并联装置及其控制方法 |
CN110116653A (zh) * | 2019-04-19 | 2019-08-13 | 清华大学 | 电动汽车驱动系统、驱动电路及电动汽车电池加热方法 |
CN112398183A (zh) * | 2019-08-15 | 2021-02-23 | 比亚迪股份有限公司 | 预充电路、能量转换装置及车辆 |
CN112467811A (zh) * | 2019-09-06 | 2021-03-09 | 华为技术有限公司 | 双电池电压均衡方法和双电池电压均衡电路 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023236623A1 (zh) * | 2022-06-06 | 2023-12-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023236623A1 (zh) | 2023-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10587205B2 (en) | Switching power supply device including an inrush current prevention circuit | |
US10913361B2 (en) | Battery temperature control system and method | |
US9764701B2 (en) | Energy storage device for a motor vehicle | |
US20140176024A1 (en) | Battery System Having an Intermediate Circuit Voltage which can be Set in a Variable Fashion | |
US11303145B2 (en) | Charging system | |
US11411410B2 (en) | Charging device | |
JP2020005389A (ja) | 電源システム | |
CN112803385A (zh) | 车载充电电路的放电控制方法、车载充电电路、车载充电机及存储介质 | |
CN115378066A (zh) | 电池组电压均衡方法、装置、电子设备及存储介质 | |
US11394210B2 (en) | Charging system | |
US20160118922A1 (en) | Drive battery for in-phase operation of an electric motor, drive system and a method for operating the drive system | |
CN115366743A (zh) | 动力电池的加热方法、装置、电子设备、系统及存储介质 | |
JP6708011B2 (ja) | 電池パック | |
JP2021132517A (ja) | 切替装置、その装置を含む蓄電システム、そのシステムを含む車両、及び、切替方法 | |
US10199841B2 (en) | System and method for protecting energy storage systems from overcurrent conditions | |
CN113745703B (zh) | 动力电池的加热方法和装置、车辆 | |
CN115366705B (zh) | 充放电电路的控制方法、装置、设备、系统及存储介质 | |
CN115378063B (zh) | 充放电电路的控制方法、装置、设备、系统及存储介质 | |
CN102844221B (zh) | 具有集成的脉冲逆变器的蓄电池 | |
CN115378104B (zh) | 充放电电路的控制方法、装置、系统、设备及存储介质 | |
CN114640162B (zh) | 动力电池电压调节电路、系统及其控制方法 | |
CN115378065A (zh) | 动力电池系统、电池控制方法、装置、设备及存储介质 | |
CN115489369A (zh) | 双枪直流充电桩充电系统、方法、装置及终端设备 | |
CN108682911A (zh) | 用于汽车的电池组的系统 | |
CN115378061A (zh) | 动力电池控制电路、系统及其控制方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |