CN115622200A - 电池包的电压均衡方法、电池储能供电系统及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池包的电压均衡方法、电池储能供电系统及电子装置。该方法包括:获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号;从电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包;在二者的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路;基于第一目标电池包串联电路对各个电池进行电压均衡,或者,基于第二目标电池包串联电路对各个电池进行电压均衡。通过本申请,解决了相关技术中为电池包供电电路进行电池包间电压均衡时,电池包间电压均衡速度慢,影响电池系统的工作效率的问题。
Description
技术领域
本申请涉及电源领域,具体而言,涉及一种电池包的电压均衡方法、电池储能供电系统及电子装置。
背景技术
目前,储能技术飞速发展,而电池是用于储能的主要设备。图1是相关技术中的电池包供电电路的示意图,其包括串联连接的多个电池包,每个电池包由多个电芯串联构成,在实际工作中,电池包供电电路中的电池包之间常存在电压不均衡问题,其不均衡电压通常在1V左右。
一方面,电芯品牌和厂商越来越多,常出现不同品牌电芯混用,而同一品牌,电芯的容量、分档、批次可能也不一致,这都会导致电压不均衡。另一方面,电池系统的扩容,在实际应用中,随着用电设备的增加,用户现有的电池系统可能无法满足需求,而需另外扩充电池系统,也即增加串联的电池包的个数,然而目前市面上电池包品牌较多,电压等级也各不相同,也将导致电压不均衡问题。这种电压不均衡导致电池系统在充电时,电压高的电池充电快,而提前充电截止,则电压低的电池不能充分充电;在放电时,电压低的电池放电快,而提前放电截止,则电压高的电池不能充分放电,而使得整个储能电池系统的可使用能量大大降低,甚至无法使用。
在解决电池系统的电池包电压不均衡问题时,若考虑提高生产管控,使电芯的容量、分档、批次等都一致,将导致仓库管理成本高,且给电芯应用带来极大局限性。因而,相关技术中的方法主要是为每个电池包PACK内配置一个电压均衡电路,当电池包电压需要放电或充电时,该电池包内的电压均衡电路工作为电池包放电或充电,以达到各电池包间电压均衡,但该方法电压均衡电路同一时刻仅为一个电池包充电或放电,导致电池包间电压均衡速度慢,而影响电池系统的工作效率。
针对相关技术中为电池包供电电路进行电池包间电压均衡时,电池包间电压均衡速度慢,影响电池系统的工作效率的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请提供一种电池包的电压均衡方法、电池储能供电系统及电子装置,以解决相关技术中为电池包供电电路进行电池包间电压均衡时,电池包间电压均衡速度慢,影响电池系统的工作效率的问题。
根据本申请的一个方面,提供了一种电池包的电压均衡方法。该方法包括:获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,电池包供电电路由多个电池包串联构成;根据多个电压信号从电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包;在第一目标电池包的电压值与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路;基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡。
可选地,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路包括:以第一目标电池包为起点,在第一目标电池包相邻位置的电池包中依次寻找满足第一预设条件的电池包,直至不存在满足第一预设条件的电池包,其中,相邻位置的电池包至少包括与第一目标电池包具有连接关系的电池包,以及与第一目标电池包具有连接关系的电池包所连接的电池包,第一预设条件指示目标电池包与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值;由第一目标电池包以及满足第一预设条件的电池包构成第一目标电池包串联电路。
可选地,基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡包括:为第一目标电池包串联电路中的各个电池包放电,并为第二目标电池包充电,直至第一目标电池包串联电路中的各个电池包与第二目标电池包的电压的差值均小于等于预设差值。
可选地,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路包括:以第二目标电池包为起点,在第二目标电池包相邻位置的电池包中依次寻找满足第二预设条件的电池包,直至不存在满足第二预设条件的电池包,其中,相邻位置的电池包至少包括与第二目标电池包具有连接关系的电池包,以及与第二目标电池包具有连接关系的电池包所连接的电池包,第二预设条件指示第二目标电池包与目标电池包的电压值的差值大于预设差值;由第二目标电池包以及满足第二预设条件的电池包构成第二目标电池包串联电路。
可选地,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡包括:为第一目标电池包放电,并为第二目标电池包串联电路中的各个电池包充电,直至第一目标电池包与第二目标电池包串联电路中的各个电池包的电压的差值均小于等于预设差值。
可选地,电池包供电电路中的各个电池包通过电池包电压均衡电路与直流母线连接, 通过电池包电压均衡电路控制电池包向直流母线放电,或者,从直流母线向电池包充电。
根据本申请的另一方面,提供了一种电池储能供电系统,上述的电池包的电压均衡方法应用于电池储能供电系统,该系统包括:电池包供电电路,包括多个串联的电池包;电池包电压均衡电路,电池包电压均衡电路的第一端连接电池包供电电路中的各个电池包的两端,电池包电压均衡电路的第二端连接直流母线;电池控制单元,其中,电池控制单元在执行电池包的电压均衡方法的过程中,通过电池包电压均衡电路控制电池包向直流母线放电,或者从直流母线向电池包充电。
可选地,电池包电压均衡电路包括:选择开关单元,选择开关单元的第一端与每个电池包连接,选择开关单元的第二端分别与第一隔离DC/DC变换器、第二隔离DC/DC变换器连接,用于接收电池控制单元发出的开关控制信号,控制需要放电的电池包与第一隔离DC/DC变换器连通,并控制需要放充的电池包与第二隔离DC/DC变换器连通;第一隔离DC/DC变换器,第一隔离DC/DC变换器的第一端与选择开关单元的第二端连接,第一隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接;第二隔离DC/DC变换器,第二隔离DC/DC变换器的第一端与选择开关单元的第二端连接,第二隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接;第一控制器,与第一隔离DC/DC变换器连接,用于接收电池控制单元发出的放电指令,控制第一隔离DC/DC变换器将能量从第一端传递至第二端;第二控制器,与第二隔离DC/DC变换器连接,用于接收电池控制单元发出的充电指令,控制第二隔离DC/DC变换器将能量从第二端传递至第一端。
可选地,选择开关单元包括多组开关管,每组开关管与一个电池包连接,每组开关管包括:第一开关管,第一开关管的第一端与电池包的正输出端连接,第一开关管的第二端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接;第二开关管,第二开关管的第一端与电池包的正输出端连接,第二开关管的第二端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接;第三开关管,第三开关管的第一端与电池包的负输出端连接,第三开关管的第二端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接;第四开关管,第四开关管的第一端与电池包的负输出端连接,第四开关管的第二端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接。
可选地,电池包电压均衡电路包括:多个隔离双向DC/DC变换器,每个隔离双向DC/DC变换器的第一端与一个电池包连接,每个隔离双向DC/DC变换器的第二端与直流母线连接;多个DC/DC控制器,每个DC/DC控制器用于接收电池控制单元发出的放电指令或者充电指令,控制一个隔离双向DC/DC变换器将能量从第一端传递至第二端,或者,将能量从第二端传递至第一端。
根据本申请的另一方面,提供了一种电池包的电压均衡装置。该装置包括:获取单元,用于获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,电池包供电电路由多个电池包串联构成;第一确定单元,用于根据多个电压信号从电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包;第二确定单元,用于在第一目标电池包的电压值与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路;电压均衡单元,用于基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种计算机存储介质,计算机存储介质用于存储程序,其中,程序运行时控制非易失性存储介质所在的设备执行一种电池包的电压均衡方法。
根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种电子装置,包含处理器和存储器;存储器中存储有计算机可读指令,处理器用于运行计算机可读指令,其中,计算机可读指令运行时执行一种电池包的电压均衡方法。
通过本申请,采用以下步骤:获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,电池包供电电路由多个电池包串联构成;根据多个电压信号从电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包;在第一目标电池包的电压值与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路;基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,解决了相关技术中为电池包供电电路进行电池包间电压均衡时,电池包间电压均衡速度慢,影响电池系统的工作效率的问题。通过同时为需要放电的电池包进行放电,为需要充电的电池包进行充电,进而达到了提高电池包间电压均衡速度,提高电池系统的工作效率的效果。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1是根据相关技术提供的电池包供电电路的示意图;
图2是根据本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法的流程图;
图3是根据本申请实施例提供的基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路的流程图;
图4是根据本申请实施例提供的基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路的流程图;
图5是根据本申请实施例提供的电池储能供电系统的示意图;
图6是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电系统的示意图一;
图7是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电系统的示意图二;
图8是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电系统的示意图三;
图9是根据本申请实施例提供的隔离双向DC/DC变换器的示意图;
图10是根据本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本申请的实施例,提供了一种电池包的电压均衡方法。
图2是根据本申请实施例的电池包的电压均衡方法的流程图。如图2所示,该方法包括以下步骤:
步骤S21,获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,电池包供电电路由多个电池包串联构成。
具体地,电池包供电电路可以采用如图1所示的结构,多个电池包依次串联连接,也即,第一电池包PACK_1至第n电池包PACK_n串联连接,每一电池包包括串联连接的多个电芯,也即,每一电池包内的电芯Cell_1至电芯Cell_x,电芯Cell_1至电芯Cell_x串联连接。第一电池包PACK_1的正端形成电池包供电电路100的正输出端BAT+,第n电池包PACK_n的负端形成电池包供电电路100的负输出端BAT-。
每个电池包连接有电池采样芯片(AFE,Analog Front End),AFE可以采集对应电池的电压信号,并发给电池包供电电路的电池控制单元。
步骤S22,根据多个电压信号从电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包。
具体地,电池包供电电路的电池控制单元从多个电压信号中确定最大电压值和最小电压值,并获取最大电压值对应的电池包,得到第一电池包,获取最小电压值对应的电池包,得到第二电池包。
步骤S23,在第一目标电池包的电压值与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路。
具体地,预设差值即为触发电池包之间的电压均衡的主动均衡阈值,主动均衡阈值可根据电芯的不同品牌以及批次等参数确定。在第一电池包的电压值与第二电池包的电压值的差值大于主动均衡阈值的情况下,说明电池包供电电路中的电池包之间的电压不均衡,需要进行电压均衡。
进一步的,在第一电池包的位置附近寻找需要放电的电池包,第一电池包以及需要放电的相邻电池包串联构成第一电池包串联电路,或者,在第二电池包的位置附近寻找需要充电的电池包,第二电池包以及需要充电的相邻电池包串联构成第二电池包串联电路。
需要说明的是,根据主动均衡阈值确定的需要放电的电池包的电压大于所有电池包的电压平均电压,确定的需要充电的电池包的电压小于所有电池包的电压平均电压。
步骤S24,基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡。
具体地,电池包供电电路的电池控制单元可以向电池包电压均衡电路发送控制指令,通过电池包电压均衡电路同一时刻为一串电池包充电或放电,直至需要放电的电池包的电压大于所有电池包的电压平均电压,需要充电的电池包的电压小于所有电池包的电压平均电压,从而增加电池包间电压均衡的速度。
本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法,通过获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,电池包供电电路由多个电池包串联构成;根据多个电压信号从电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包;在第一目标电池包的电压值与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路;基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,解决了相关技术中为电池包供电电路进行电池包间电压均衡时,电池包间电压均衡速度慢,影响电池系统的工作效率的问题。通过同时为需要放电的电池包进行放电,为需要充电的电池包进行充电,进而达到了提高电池包间电压均衡速度,提高电池系统的工作效率的效果。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路包括:以第一目标电池包为起点,在第一目标电池包相邻位置的电池包中依次寻找满足第一预设条件的电池包,直至不存在满足第一预设条件的电池包,其中,相邻位置的电池包至少包括与第一目标电池包具有连接关系的电池包,以及与第一目标电池包具有连接关系的电池包所连接的电池包,第一预设条件指示目标电池包与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值;由第一目标电池包以及满足第一预设条件的电池包构成第一目标电池包串联电路。
图3是根据本申请实施例提供的基于第一电池包确定需要放电的第一电池包串联电路的流程图,如图3所示,包括:
步骤S231:计算与电压值最高的电池包(第一目标电池包)位置相邻的电池包的电压与电压值最低的电池包(第二目标电池包)的电压的差值;
步骤S232:差值是否达到主动均衡阈值,若是进入步骤S233,若否进入步骤S234;
步骤S233:找出与电压值最高的电池包位置次相邻的电池包;
具体地,步骤S233找出位置次相邻的电池包包括:在第一次寻找时,为找出与步骤S231中与电压值最高的电池包位置相邻的电池包相邻的电池包;当为大于等于第二次的寻找时,为找出上次步骤S233中找出的位置次相邻的电池包相邻的电池包。
步骤S234:输出需要放电的电池包串联电路。
具体地,步骤S234输出需要放电的电池包串联电路包括:将以电压值最高的电池包为中心向两侧延伸找出的均需要放电的电池包串联电路的位置或编号输出。
步骤S235:计算位置次相邻的电池包的电压与电压值最低的电池包的电压的差值,并进入步骤S232。
在一种可选的实施例中,如图1所示,若找出的电压值最高的电池包为第五电池包PACK_5(图1中未示出),电压值最低的电池包为第一电池包PACK_1,则步骤S231中将计算第四电池包PACK_4和第六电池包PACK_6(与电压值最高的第五电池包PACK_5位置相邻)与第一电池包PACK_1的电压的差值,并进入步骤S232进行判断。
步骤S232的判断结果若为是,说明第四电池包PACK_4和第六电池包PACK_6也需要放电,进入步骤S233找出第三电池包PACK_3和第七电池包PACK_7(也即位置次相邻的电池包),再进入步骤S235中将计算第三电池包PACK_3和第七电池包PACK_7(与第五电池包PACK_5位置次相邻)与电压值最低的电池包的电压的差值,并进入步骤S232进行判断。
若步骤S232的判断结果再次输出是,则说明第三电池包PACK_3和第七电池包PACK_7也需要放电,进入步骤S233找出第二电池包PACK_2和第八电池包PACK_8(也即上次步骤S233中找出的位置次相邻的电池包相邻的电池包),再进入步骤S235,直至不存在位置次相邻的需要放电的电池包。
通过本实施例,可以快速寻找出需要放电的第一目标电池包串联电路,具体地,找到第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6需要放电,输出第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6的位置或编号。并且启动电池包电压均衡电路为第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6同时放电,并对第一电池包PACK_1充电,从而快速实现多个电池包间的电压均衡。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中,基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡包括:为第一目标电池包串联电路中的各个电池包放电,并为第二目标电池包充电,直至第一目标电池包串联电路中的各个电池包与第二目标电池包的电压的差值均小于等于预设差值。
具体地,启动电池包电压均衡电路为电压值最低的电池包充电,并同时为需要放电的电池包串联电路放电,直至需要放电的电池包串联电路中任一电池包放电至其电压与电压值最低的电池包充电至其电压的差值小于预设差值,也即主动均衡阈值,则本次电压均衡结束。
例如,若第一电池包PACK_1需要充电,第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6需要放电,启动电池包电压均衡电路为第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6同时放电,并同时为第一电池包PACK_1充电,直至第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6中任一电池包放电至其电压与第一电池包PACK_1充电至其电压的差值小于主动均衡阈值,则本次电压均衡结束。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路包括:以第二目标电池包为起点,在第二目标电池包相邻位置的电池包中依次寻找满足第二预设条件的电池包,直至不存在满足第二预设条件的电池包,其中,相邻位置的电池包至少包括与第二目标电池包具有连接关系的电池包,以及与第二目标电池包具有连接关系的电池包所连接的电池包,第二预设条件指示第二目标电池包与目标电池包的电压值的差值大于预设差值;由第二目标电池包以及满足第二预设条件的电池包构成第二目标电池包串联电路。
在一种可选的实施方式中,图4是根据本申请实施例提供的基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路的流程图,如图4所示,包括:
步骤S2311:计算电压值最高的电池包(第一目标电池包)的电压与电压值最低的电池包(第二目标电池包)位置相邻的电池包的电压的差值。
步骤S2322:差值是否达到主动均衡阈值,若是进入步骤S2333,若否进入步骤S2344。
步骤S2333:找出与电压值最低的电池包位置次相邻的电池包。
具体地,步骤S2333找出位置次相邻的电池包包括:在第一次寻找时,为找出与步骤S2311中与电压值最低的电池包位置相邻的电池包相邻的电池包;当为大于等于第二次的寻找时,为找出上次步骤S2333中找出的位置次相邻的电池包相邻的电池包。
步骤S2344:输出需要充电的电池包串联电路。
具体地,步骤S2344输出需要充电的电池包串联电路包括:将以电压值最低的电具体地,步骤S2344输出需要充电的电池包串联电路池包包括:将以电压值最低的电池包为中心向两侧延伸找出的均需要充电的一串电池包的位置或编号输出。
S2355:计算电压值最高的电池包的电压与位置次相邻的电池包的电压的差值,并进入步骤S2322。
在一种可选的实施例中,如图1所示,若步骤找出的电压值最低的电池包为第五电池包PACK_5(图1中未示出),电压值最高的电池包为第一电池包PACK_1,则步骤S2311中将计算第一电池包PACK_1与第四电池包PACK_4和第六电池包PACK_6(与电压值最低的第五电池包PACK_5位置相邻)的电压的差值,并进入步骤S2322进行判断。
步骤S2322的判断结果若为是,说明第四电池包PACK_4和第六电池包PACK_6也需要充电,那么进入步骤S2333找出第三电池包PACK_3和第七电池包PACK_7(也即位置次相邻的电池包),再进入步骤S2355中将计算第一电池包PACK_1与第三电池包PACK_3和第七电池包PACK_7(与第五电池包PACK_5位置次相邻)的电压的差值,并进入步骤S2322进行判断。
若步骤S2322的判断结果再次输出是,则说明第三电池包PACK_3和第七电池包PACK_7也需要充电,那么进入步骤S2333找出第二电池包PACK_2和第八电池包PACK_8(也即上次步骤S2333中找出的位置次相邻的电池包相邻的电池包),再进入步骤S2355,直至不存在位置次相邻的需要充电的电池包。
通过本实施例,可以快速寻找出一串需要充电的第二目标电池包串联电路,具体地,找到第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6需要充电,输出第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6的位置或编号,并且启动电池包电压均衡电路为第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6同时充电,对第一电池包PACK_1放电,从而快速实现多个电池包间的电压均衡。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡包括:为第一目标电池包放电,并为第二目标电池包串联电路中的各个电池包充电,直至第一目标电池包与第二目标电池包串联电路中的各个电池包的电压的差值均小于等于预设差值。
具体地,启动电池包电压均衡电路为电压值最高的电池包放电,并同时为需要充电的电池包串联电路充电,直至当电压值最高的电池包放电至其电压与需要充电的电池包串联电路中任一电池包充电至其电压的差值小于主动均衡阈值,则本次均衡结束。
例如,若第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6需要充电,第一电池包PACK_1需要放电,启动电池包电压均衡电路为第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6同时充电,并同时为第一电池包PACK_1放电,直至第一电池包PACK_1放电至其电压与第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6中任一电池包充电至其电压的差值小于主动均衡阈值,则本次均衡结束。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中,电池包供电电路中的各个电池包通过电池包电压均衡电路与直流母线连接, 通过电池包电压均衡电路控制电池包向直流母线放电,或者,从直流母线向电池包充电。
具体地,电池包电压均衡电路工作时可以将需要放电的电池包的电压放电至直流母线,同时电池包电压均衡电路还对直流母线上的电压进行变换,为需要充电的电池包充电的充电电压,在电压均衡的过程中,只有需要均衡电流流经电池包电压均衡电路,减少了电池包电压均衡电路的功率要求。
本申请实施例还提供了一种电池储能供电系统,上述的电池包的电压均衡方法应用于电池储能供电系统,图5是根据本申请实施例提供的电池储能供电系统的示意图,如图5所示,该系统包括:
电池包供电电路100,包括多个串联的电池包。
具体地,如图5所示,电池包供电电路100包括:n个电池包,n个电池包依次串联连接,其中n为自然数,如第一电池包PACK_1至第n电池包PACK_n串联连接,并且每一电池包包括串联连接的多个电芯,如电芯Cell_1至电芯Cell_x,电芯Cell_1至电芯Cell_x串联连接。在一实施例中,第一电池包PACK_1的正端形成电池包供电电路100的正输出端BAT+,第n电池包PACK_n的负端形成电池包供电电路100的负输出端BAT-。
电池包电压均衡电路200,电池包电压均衡电路的第一端连接电池包供电电路100中的各个电池包的两端,电池包电压均衡电路200的第二端连接直流母线。
具体地,如图5所示电池包电压均衡电路200第一端连接每一电池包的两端,第二端连接直流母线,直流母线包括正直流母线Bus+和负直流母线Bus-。
电池控制单元300,其中,电池控制单元在执行电池包的电压均衡方法的过程中,通过电池包电压均衡电路控制电池包向直流母线放电,或者从直流母线向电池包充电。
具体地,电池控制单元(Battery Control Unit)简称BCU,用于执行上述实施例的电池包电压均衡方法,控制需要放电的电池包向直流母线放电,或者控制直流母线向需要充电的电池包充电,从而快速实现多个电池包间电压均衡。
电池包电压均衡电路可以由多种,图6是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电系统的示意图一,可选地,在本申请实施例提供的电池储能供电系统中,电池包电压均衡电路包括:选择开关单元210,选择开关单元210的第一端与每个电池包连接,选择开关单元210的第二端分别与第一隔离DC/DC变换器221、第二隔离DC/DC变换器222连接,用于接收电池控制单元发出的开关控制信号,控制需要放电的电池包与第一隔离DC/DC变换器221连通,并控制需要放充的电池包与第二隔离DC/DC变换器222连通;第一隔离DC/DC变换器221,第一隔离DC/DC变换器221的第一端与选择开关单元210的第二端连接,第一隔离DC/DC变换器221的第二端与直流母线连接;第二隔离DC/DC变换器222,第二隔离DC/DC变换器222的第一端与选择开关单元210的第二端连接,第二隔离DC/DC变换器222的第二端与直流母线连接;第一控制器231,与第一隔离DC/DC变换器221连接,用于接收电池控制单元发出的放电指令,控制第一隔离DC/DC变换器221将能量从第一端传递至第二端;第二控制器232,与第二隔离DC/DC变换器222连接,用于接收电池控制单元发出的充电指令,控制第二隔离DC/DC变换器222将能量从第二端传递至第一端。
在一种可选的实施例中,第一控制器231和第二控制器232集成在BCU中。在电池包的电压均衡的过程中,BCU分别输出放电指令D11至第一控制器231、输出充电指令D22至第二控制器232以及输出选择开关控制信号D33至选择开关单元210。
使得电压值最高的电池包的两端电连通第一隔离DC/DC变换器221的第一端,并且使得第一隔离DC/DC变换器221内的开关管以一占空比导通,以使能量从第一隔离DC/DC变换器221的第一端流向第二端,为电压值最高的电池包放电,同时,使得需要充电的电池包串联电路的两端电连通第二隔离DC/DC变换器222的第一端,并且使得第二隔离DC/DC变换器222开关管以一占空比导通,以使能量从第二隔离DC/DC变换器222的第二端流向第一端,为需要充电的电池包串联电路充电。
或者,使得电压值最低的电池包的两端电连通第二隔离DC/DC变换器222的第一端,并且使得第二隔离DC/DC变换器222开关管以一占空比导通,以使能量从第二隔离DC/DC变换器222的第二端流向第一端为电压值最低的电池包充电,同时,使得需要放电的电池包串联电路的两端电连通第一隔离DC/DC变换器221的第一端,并且使得第一隔离DC/DC变换器221内的开关管以一占空比导通,以使能量从第一隔离DC/DC变换器221的第一端流向第二端,为需要放电的电池包串联电路放电。
在一种可选的实施方式中,当BCU确定需要放电的电池包(例如,第一电池包PACK_1)和需要充电的电池包串联电路(例如,第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6)时,BCU输出选择开关控制信号D33控制选择开关单元210内的开关管,使得第一电池包PACK_1的两端电连通第一隔离DC/DC变换器221的第一端,第三电池包PACK_3的正电压端和第六电池包PACK_6的负电压端电通接第二隔离DC/DC变换器222的第一端,并且输出放电指令D11使得第一控制器231输出开关控制信号,从而使得第一隔离DC/DC变换器221工作,将第一电池包PACK_1的能量放电至直流母线,同时输出充电指令D22使得第二控制器232输出开关控制信号,从而使得第二隔离DC/DC变换器222工作,为第三电池包PACK_3的正电压端和第六电池包PACK_6充电,快速实现第一电池包PACK_1以及第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6的电压与其它电池包的电压均衡。
在一种可选的实施方式中,当BCU确定需要充电的电池包(例如,第一电池包PACK_1)和需要放电的电池包串联电路(例如,第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6)时,输出选择开关控制信号D33控制选择开关单元210内的开关管,使得第一电池包PACK_1的两端电连通第二隔离DC/DC变换器222的第一端,第三电池包PACK_3的正电压端和第六电池包PACK_6的负电压端电通接第一隔离DC/DC变换器221的第一端,并且输出放电指令D11使得第一控制器231输出开关控制信号,从而使得第一隔离DC/DC变换器221工作,将第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6的能量放电至直流母线,同时输出充电指令D22使得第二控制器232输出开关控制信号,从而使得第二隔离DC/DC变换器222工作,为第一电池包PACK_1充电,快速实现第一电池包PACK_1以及第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6的电压与其它电池包的电压均衡。
可选地,在本申请实施例提供的电池储能供电系统中,选择开关单元210包括多组开关管,每组开关管与一个电池包连接,每组开关管包括:第一开关管,第一开关管的第一端与电池包的正输出端连接,第一开关管的第二端与第一隔离DC/DC变换器221的第一端的正电压端连接;第二开关管,第二开关管的第一端与电池包的正输出端连接,第二开关管的第二端与第二隔离DC/DC变换器222的第一端的正电压端连接;第三开关管,第三开关管的第一端与电池包的负输出端连接,第三开关管的第二端与第一隔离DC/DC变换器221的第一端的负电压端连接;第四开关管,第四开关管的第一端与电池包的负输出端连接,第四开关管的第二端与第二隔离DC/DC变换器222的第一端的负电压端连接。
在一种可选的实施例中,第一隔离DC/DC变换器221和第二隔离DC/DC变换器222为全桥变换器(例如,双向全桥变换器)、推挽变换器或半桥变换器等,需要说明的是,第一隔离DC/DC变换器221和第二隔离DC/DC变换器222可以为任何类型的隔离DC/DC变换器,本申请对其具体结构不做限定。
图7是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电系统的示意图二,如图7所示,第一隔离DC/DC变换器221和第二隔离DC/DC变换器222均为全桥变换器,选择开关单元210包括多组开关管,每组开关管包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管,例如,与PACK_1联机的一组开关管包括开关管Q11、Q12、Q13、Q14。
第一隔离DC/DC变换器221包括开关Q35、开关Q36、开关Q37和开关Q38形成的原边桥式开关单元,开关Q31、开关Q32、开关Q33和开关Q34形成的副边桥式开关单元,变压器TX1、电感L1、原边侧电容C12和副边侧电容C11。
第二隔离DC/DC变换器222包括开关Q41、开关Q42、开关43和开关Q44形成的原边桥式开关单元,开关Q45、开关Q46、开关Q47和开关Q48形成的副边桥式开关单元,变压器TX2、电感L2、原边侧电容C21和副边侧电容C22。在本实施例中,副边侧以全波整流电路,副边侧的开关均可为二极管,本实施例不限定副边侧的结构,可为任何整流单元。
其中,第一隔离DC/DC变换器221的第一端的正电压端与第一电芯包PACK_1的正端之间通过选择开关单元210内的开关管Q11连接,第一隔离DC/DC变换器221的第一端的负电压端与第一电池包PACK_1的负端之间通过选择开关单元210内的开关管Q13连接。第一隔离DC/DC变换器221的第一端的正电压端与第二电池包PACK_2的正端之间通过选择开关单元210内的开关管Q21连接,第一隔离DC/DC变换器221的第一端的负电压端与第二电池包PACK_2的负端之间通过选择开关单元210内的开关管Q23连接,以此类推,直至第一隔离DC/DC变换器221的第一端的正电压端与第n电池包PACK_n的正端之间通过选择开关单元210内的开关管Qn1连接,第一隔离DC/DC变换器221的第一端的负电压端与第n电池包PACK_n的负端之间通过选择开关单元210内的开关管Qn3连接。
其中,第二隔离DC/DC变换器222的第一端的正电压端与第一电池包PACK_1的正端之间通过选择开关单元210内的开关管Q12连接,第二隔离DC/DC变换器222的第一端的负电压端与第一电池包PACK_1的负端之间通过选择开关单元210内的开关管Q14连接。第二隔离DC/DC变换器222的第一端的正电压端与第二电池包PACK_2的正端之间通过选择开关单元210内的开关管Q22连接,第二隔离DC/DC变换器222的第一端的负电压端与第二电池包PACK_2的负端之间通过选择开关单元210内的开关管Q24连接,以此类推,直至第二隔离DC/DC变换器222的第一端的正电压端与第n电池包PACK_n的正端之间通过选择开关单元210内的开关管Qn2连接,第二隔离DC/DC变换器222的第一端的负电压端与第n电池包PACK_n的负端之间通过选择开关单元210内的开关管Qn4连接。
在电池包的电压均衡的过程中,可选的,当第二电池包PACK_2需要放电时,开关控制信号D33使得开关管Q21和开关管Q23导通,也即选择开关控制信号D33使得第一隔离DC/DC变换器221的第一端与需要放电的第二电池包PACK_2的两端电连通,当第三电池包PACK_3(图7中未示出)至第五电池包PACK_5(图7中未示出)需要充电时,选择开关控制信号D33使得开关管Q32(图7中未示出)和开关管Q54(图7中未示出)导通,也即选择开关控制信号D33使得第二隔离DC/DC变换器222的第一端与第三电池包PACK_3的正端及第五电池包PACK_5的负端电连通。
通过本实施例,通过控制选择开关单元210内的开关管的导通或关断,可使第一隔离DC/DC变换器221为任一电池包或多个电池包形成的电池包串放电,也可同时使第二隔离DC/DC变换器222为任一电池包或多个电池包形成的电池包串充电。
如上所述,在电池包放电期间或充电期间,选择开关单元210内的对应开关管一直处于导通状态,因此选择开关单元210的开关管无需高频切换,这大大降低了开关管的损耗。
选择开关单元210内的开关管为MOSFET,也可为IGBT等任何可被控制而导通或关断的器件。选择开关单元210内的每一电池包的正端与第一隔离DC/DC变换器221的第一端的正电压端连接的开关、每一电池包的正端与第二隔离DC/DC变换器222的第一端的正电压端连接的开关可为图7所示的分立开关管,也可为集成开关单元,只要能实现在第一隔离DC/DC变换器221与第二隔离DC/DC变换器222之间选择即可。选择开关单元210内的每一电池包的负端与第一隔离DC/DC变换器221的第一端的负电压端连接的开关、每一电池包的负端与第二隔离DC/DC变换器222的第一端的负电压端连接的开关管亦如此。同样的也适用于每一电池包与第二隔离DC/DC变换器222连接的开关管。
可选地,在本申请实施例提供的电池储能供电系统中,电池包电压均衡电路包括:多个隔离双向DC/DC变换器,每个隔离双向DC/DC变换器的第一端与一个电池包连接,每个隔离双向DC/DC变换器的第二端与直流母线连接;多个DC/DC控制器,每个DC/DC控制器用于接收电池控制单元发出的放电指令或者充电指令,控制一个隔离双向DC/DC变换器将能量从第一端传递至第二端,或者,将能量从第二端传递至第一端。
图8是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电系统的示意图二,如图8所示,电池包电压均衡电路200包括:n个隔离双向DC/DC变换器和n个DC/DC控制器,其中n个隔离双向DC/DC变换器的第一端与n个电池包的两端一一对应连接,n个DC/DC控制器用于一一对应地控制n个隔离双向DC/DC变换器。如第一隔离双向DC/DC变换器211的第一端与第一电池包PACK_1的两端连接,第二隔离双向DC/DC变换器221(图8中未示出)的第一端与第二电池包PACK_2(图8中未示出)的两端连接,以此类推,直至第n隔离双向DC/DC变换器2n1的第一端与第n电池包PACK_n的两端连接;第一DC/DC控制器212控制第一隔离双向DC/DC变换器211,第二DC/DC控制器222(图8中未示出)控制第二隔离双向DC/DC变换器221(图8中未示出),以此类推,直至第n DC/DC控制器2n2控制第n隔离双向DC/DC变换器2n1。
在电池包的电压均衡的过程中,BCU输出充放电指令至每一DC/DC控制器,例如,输出充放电指令C11至第一DC/DC控制器212、充放电指令C21至第二DC/DC控制器222,以此类推,直至充放电指令Cn1至第nDC/DC控制器2n2,以使与电压值最高的电池包连接的隔离双向DC/DC变换器将能量从其第一端传递至第二端,为电压值最高的电池包放电,同时使得与需要充电的电池包串联电路中的每一电池包连接的隔离双向DC/DC变换器将能量从其第二端传递至第一端,为需要充电的电池包串联电路中的电池包充电;或,以使与电压值最低的电池包连接的隔离双向DC/DC变换器将能量从其第二端传递至第一端,为电压值最低的电池包充电,同时与需要放电的电池包串联电路中的每一电池包连接的隔离双向DC/DC变换器能量从其第一端传递至第二端,工作为需要放电的电池包串联电路中的电池包放电。
在一种可选的实施例中,当BCU确定第一电池包PACK_1需要放电,并且第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6需要充电,则输出充放电指令C11使得第一DC/DC控制器212输出开关控制信号,从而使得第一隔离DC/DC变换器211将能量从其第一端传递至第二端,将第一电池包PACK_1的能量放电至直流母线,同时输出充放电指令C31使得第三DC/DC控制器232输出开关控制信号,从而使得第三隔离DC/DC变换器231工作,以此类推,直至充放电指令C61使得第六DC/DC控制器262输出的开关控制信号使得第六隔离DC/DC变换器261工作,从而使得第三隔离DC/DC变换器231至第六DC/DC控制器262的能量均从其第二端传递至第一端,以为第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6充电,快速实现第一电池包PACK_1以及第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6的电压与其它电池包的电压均衡。
在一种可选的实施例中,当BCU确定第一电池包PACK_1需要充电,并且第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6需要放电时,则输出充放电指令C11使得第一DC/DC控制器212输出开关控制信号,从而使得第一隔离DC/DC变换器211工作使得能量从其第二端传递至第一端,为第一电池包PACK_1充电,同时输出充放电指令C31使得第三DC/DC控制器232输出开关控制信号,从而使得第三隔离DC/DC变换器231工作,依次类推,直至充放电指令C61使得第六DC/DC控制器262输出的开关控制信号使得第六隔离DC/DC变换器261工作,从而使得第三隔离DC/DC变换器231至第六隔离DC/DC变换器261的能量均从其第一端传递至第二端,将第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6的能量放电至直流母线,快速实现第一电池包PACK_1以及第三电池包PACK_3至第六电池包PACK_6的电压与其它电池包的电压均衡。
在一种可选的实施例中,多个隔离双向DC/DC变换器为双向全桥变换器或推挽变换器,需要说明的是,隔离双向DC/DC变换器可以为任何类型的隔离DC/DC变换器,本申请对其具体结构不做限定。
图9是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电系统的示意图三,如图9所示,每个隔离双向DC/DC变换器为全桥变换器,包括Q1至Q4形成的二次侧桥式开关单元、Q5至Q8形成的一次侧桥式开关单元、变压器TX1、电感L1、二次侧电容C1和一次侧电容C2。辅助DC/DC变换器600为buck变换器,包括开关管S11、开关管S22、电感L11、输入电容C11和输出和电容C22。
需要说明的是,每个电池包PACK的电压通常在40V到70V之间,电池包间的不均衡电压通常在1V左右,图6中的第一隔离DC/DC变换器221和第二隔离DC/DC变换器222以及图9中的隔离双向DC/DC变换器的额定功率都很小,通常仅为电池包额定功率的10%至20%即可,这大大降低了DC/DC变换器的成本及设计难度,且DC/DC变换器的功耗小。进一步的,对于上述实施例,当电压高的电池包需放电的能量与电压低的电池包需充电的能量相同时,则可以实现能量在电池包间转移,减少电池包的能量在直流母线上的耗散,进一步降低损耗,提高整个系统的效率,提高整个电池系统的寿命。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本申请实施例还提供了一种电池包的电压均衡装置,需要说明的是,本申请实施例的电池包的电压均衡装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于电池包的电压均衡方法。以下对本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置进行介绍。
图10是根据本申请实施例的电池包的电压均衡装置的示意图。如图10所示,该装置包括:获取单元1001、第一确定单元1002、第二确定单元1003和电压均衡单元1004。
具体地,获取单元1001,用于获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,电池包供电电路由多个电池包串联构成。
第一确定单元1002,用于根据多个电压信号从电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包。
第二确定单元1003,用于在第一目标电池包的电压值与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路。
电压均衡单元1004,用于基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡。
本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置,通过获取单元1001,获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,电池包供电电路由多个电池包串联构成;第一确定单元1002,根据多个电压信号从电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包;第二确定单元1003,在第一目标电池包的电压值与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路;电压均衡单元1004,基于第一目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于第二目标电池包串联电路对电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,解决了相关技术中为电池包供电电路进行电池包间电压均衡时,电池包间电压均衡速度慢,影响电池系统的工作效率的问题,通过同时为需要放电的电池包进行放电,为需要充电的电池包进行充电,进而达到了提高电池包间电压均衡速度,提高电池系统的工作效率的效果。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中,第二确定单元1003包括:第一寻找模块,用于以第一目标电池包为起点,在第一目标电池包相邻位置的电池包中依次寻找满足第一预设条件的电池包,直至不存在满足第一预设条件的电池包,其中,相邻位置的电池包至少包括与第一目标电池包具有连接关系的电池包,以及与第一目标电池包具有连接关系的电池包所连接的电池包,第一预设条件指示目标电池包与第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值;第一确定模块,用于由第一目标电池包以及满足第一预设条件的电池包构成第一目标电池包串联电路。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中,电压均衡单元1004用于为第一目标电池包串联电路中的各个电池包放电,并为第二目标电池包充电,直至第一目标电池包串联电路中的各个电池包与第二目标电池包的电压的差值均小于等于预设差值。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中,第二确定还包括:第二寻找模块,用于以第二目标电池包为起点,在第二目标电池包相邻位置的电池包中依次寻找满足第二预设条件的电池包,直至不存在满足第二预设条件的电池包,其中,相邻位置的电池包至少包括与第二目标电池包具有连接关系的电池包,以及与第二目标电池包具有连接关系的电池包所连接的电池包,第二预设条件指示第二目标电池包与目标电池包的电压值的差值大于预设差值;第二确定模块,用于由第二目标电池包以及满足第二预设条件的电池包构成第二目标电池包串联电路。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中,电压均衡单元1004还用于为第一目标电池包放电,并为第二目标电池包串联电路中的各个电池包充电,直至第一目标电池包与第二目标电池包串联电路中的各个电池包的电压的差值均小于等于预设差值。
可选地,在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中,电池包供电电路中的各个电池包通过电池包电压均衡电路与直流母线连接, 通过电池包电压均衡电路控制电池包向直流母线放电,或者,从直流母线向电池包充电。
上述电池包的电压均衡装置包括处理器和存储器,上述获取单元1001、第一确定单元1002、第二确定单元1003和电压均衡单元1004等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来解决相关技术中为电池包供电电路进行电池包间电压均衡时,电池包间电压均衡速度慢,影响电池系统的工作效率的问题。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
本申请实施例还提供了一种计算机存储介质,计算机存储介质用于存储程序,其中,程序运行时控制非易失性存储介质所在的设备执行一种电池包的电压均衡方法。
本申请实施例还提供了一种电子装置,包含处理器和存储器;存储器中存储有计算机可读指令,处理器用于运行计算机可读指令,其中,计算机可读指令运行时执行一种电池包的电压均衡方法。本文中的电子装置可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,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)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (13)
1.一种电池包的电压均衡方法,其特征在于,包括:
获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,所述电池包供电电路由多个电池包串联构成;
根据所述多个电压信号从所述电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包;
在所述第一目标电池包的电压值与所述第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于所述第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于所述第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路;
基于所述第一目标电池包串联电路对所述电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于所述第二目标电池包串联电路对所述电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路包括:
以所述第一目标电池包为起点,在所述第一目标电池包相邻位置的电池包中依次寻找满足第一预设条件的电池包,直至不存在满足所述第一预设条件的电池包,其中,所述相邻位置的电池包至少包括与所述第一目标电池包具有连接关系的电池包,以及与所述第一目标电池包具有连接关系的电池包所连接的电池包,所述第一预设条件指示目标电池包与所述第二目标电池包的电压值的差值大于所述预设差值;
由所述第一目标电池包以及满足所述第一预设条件的电池包构成所述第一目标电池包串联电路。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述第一目标电池包串联电路对所述电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡包括:
为所述第一目标电池包串联电路中的各个电池包放电,并为所述第二目标电池包充电,直至所述第一目标电池包串联电路中的各个电池包与所述第二目标电池包的电压的差值均小于等于所述预设差值。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路包括:
以所述第二目标电池包为起点,在所述第二目标电池包相邻位置的电池包中依次寻找满足第二预设条件的电池包,直至不存在满足所述第二预设条件的电池包,其中,所述相邻位置的电池包至少包括与所述第二目标电池包具有连接关系的电池包,以及与所述第二目标电池包具有连接关系的电池包所连接的电池包,所述第二预设条件指示所述第二目标电池包与目标电池包的电压值的差值大于所述预设差值;
由所述第二目标电池包以及满足所述第二预设条件的电池包构成所述第二目标电池包串联电路。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于所述第二目标电池包串联电路对所述电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡包括:
为所述第一目标电池包放电,并为所述第二目标电池包串联电路中的各个电池包充电,直至所述第一目标电池包与所述第二目标电池包串联电路中的各个电池包的电压的差值均小于等于所述预设差值。
6.根据权利要求3或5所述的方法,其特征在于,所述电池包供电电路中的各个电池包通过电池包电压均衡电路与直流母线连接, 通过所述电池包电压均衡电路控制电池包向所述直流母线放电,或者,从所述直流母线向电池包充电。
7.一种电池储能供电系统,上述权利要求1至6中任意一项所述的电池包的电压均衡方法应用于所述电池储能供电系统,其特征在于,包括:
电池包供电电路,包括多个串联的电池包;
电池包电压均衡电路,所述电池包电压均衡电路的第一端连接所述电池包供电电路中的各个电池包的两端,所述电池包电压均衡电路的第二端连接直流母线;
电池控制单元,其中,所述电池控制单元在执行所述电池包的电压均衡方法的过程中,通过所述电池包电压均衡电路控制电池包向直流母线放电,或者从所述直流母线向电池包充电。
8.根据权利要求7所述的电池储能供电系统,其特征在于,所述电池包电压均衡电路包括:
选择开关单元,所述选择开关单元的第一端与每个电池包连接,所述选择开关单元的第二端分别与第一隔离DC/DC变换器、第二隔离DC/DC变换器连接,用于接收电池控制单元发出的开关控制信号,控制需要放电的电池包与所述第一隔离DC/DC变换器连通,并控制需要放充的电池包与所述第二隔离DC/DC变换器连通;
所述第一隔离DC/DC变换器,所述第一隔离DC/DC变换器的第一端与所述选择开关单元的第二端连接,所述第一隔离DC/DC变换器的第二端与所述直流母线连接;
所述第二隔离DC/DC变换器,所述第二隔离DC/DC变换器的第一端与所述选择开关单元的第二端连接,所述第二隔离DC/DC变换器的第二端与所述直流母线连接;
第一控制器,与所述第一隔离DC/DC变换器连接,用于接收电池控制单元发出的放电指令,控制所述第一隔离DC/DC变换器将能量从第一端传递至第二端;
第二控制器,与所述第二隔离DC/DC变换器连接,用于接收电池控制单元发出的充电指令,控制所述第二隔离DC/DC变换器将能量从第二端传递至第一端。
9.根据权利要求8所述的电池储能供电系统,其特征在于,所述选择开关单元包括多组开关管,每组开关管与一个电池包连接,每组开关管包括:
第一开关管,所述第一开关管的第一端与电池包的正输出端连接,所述第一开关管的第二端与所述第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接;
第二开关管,所述第二开关管的第一端与所述电池包的正输出端连接,所述第二开关管的第二端与所述第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接;
第三开关管,所述第三开关管的第一端与所述电池包的负输出端连接,所述第三开关管的第二端与所述第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接;
第四开关管,所述第四开关管的第一端与所述电池包的负输出端连接,所述第四开关管的第二端与所述第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接。
10.根据权利要求7所述的电池储能供电系统,其特征在于,所述电池包电压均衡电路包括:
多个隔离双向DC/DC变换器,每个隔离双向DC/DC变换器的第一端与一个电池包连接,每个隔离双向DC/DC变换器的第二端与所述直流母线连接;
多个DC/DC控制器,每个DC/DC控制器用于接收电池控制单元发出的放电指令或者充电指令,控制一个隔离双向DC/DC变换器将能量从第一端传递至第二端,或者,将能量从第二端传递至第一端。
11.一种电池包的电压均衡装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取电池包供电电路的各个电池包的电压信号,得到多个电压信号,其中,所述电池包供电电路由多个电池包串联构成;
第一确定单元,用于根据所述多个电压信号从所述电池包供电电路中确定电压值最高的第一目标电池包和电压值最低的第二目标电池包;
第二确定单元,用于在所述第一目标电池包的电压值与所述第二目标电池包的电压值的差值大于预设差值的情况下,基于所述第一目标电池包确定需要放电的第一目标电池包串联电路,或者,基于所述第二目标电池包确定需要充电的第二目标电池包串联电路;
电压均衡单元,用于基于所述第一目标电池包串联电路对所述电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡,或者,基于所述第二目标电池包串联电路对所述电池包供电电路中的各个电池进行电压均衡。
12.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质用于存储程序,其中,所述程序运行时控制所述计算机存储介质所在的设备执行权利要求1至6中任意一项所述的电池包的电压均衡方法。
13.一种电子装置,其特征在于,包含处理器和存储器,所述存储器中存储有计算机可读指令,所述处理器用于运行所述计算机可读指令,其中,所述计算机可读指令运行时执行权利要求1至6中任意一项所述的电池包的电压均衡方法。
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