CN115663979A - 电池包的电压均衡方法、电池储能供电系统以及电子装置 - 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、电池储能供电系统以及电子装置。该方法包括：确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成；为电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态。通过本申请，解决了相关技术中为已投入使用的电池包储能供电系统进行电池包之间的电压均衡时，电能利用率低的问题。
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、电池储能供电系统以及电子装置。
背景技术
目前，储能技术飞速发展，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，如图1所示的电池包PACK_1至电池包PACK_n。每个电池包又包括串联连接的多个电芯，如图1所示的每一电池包内的电芯Cell_1至电芯Cell_x。每个电池包PACK的电压通常在40V到70V之间，一个电池包供电电路通常由二到八个电池包PACK串联形成，其电压通常在40V到500V之间。
在实际工作中，图1中的电池包PACK之间常存在电压不均衡问题，其不均衡电压通常在1V左右。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，如图2所示，实线所示的电压高的电池包提前充电截止；在放电时，电压高的电池放电快，而提前放电截止，则电压低的电池不能充分放电，如图3所示，实线所示的电压高的电池包提前放电截止，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。
相关技术中在图1所示的电池包供电电路中的每个电池包PACK内加入与电芯串联结构并联的开关电阻串联支路，得到如图4所示的电池储能供电系统，当一电池包PACK电压过高，该电池包PACK内的开关电阻串联支路中的开关管导通，则电芯串联结构通过导通的开关管和电阻放电，以达到电池包PACK间电压均衡。但这种方案，一方面，将电能以热能形式消耗掉，使得电池系统电能利用率低，与节能环保的需求相悖。另一方面，图4所示的电池包PACK组合在市场上已大量使用，如客户换成的具备低功耗的电池包PACK间电压均衡结构的电池包供电电路，将大大增加成本，且执行难度大。
针对相关技术中为已投入使用的电池包储能供电系统进行电池包之间的电压均衡时，电能利用率低的问题，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、电池储能供电系统以及电子装置，以解决相关技术中为已投入使用的电池包储能供电系统进行电池包之间的电压均衡时，电能利用率低的问题。
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：确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成；为电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态。
可选地，在任意DC/DC控制器检测到所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值大于直流母线的电压值的情况下，通过预设占空比的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器中的开关管导通或关断，将能量从第一端传递至第二端；在任意DC/DC控制器检测到所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值小于直流母线的电压值的情况下，通过预设占空比的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器中的开关管导通或关断，将能量从第二端传递至第一端。
可选地，每个双向隔离DC/DC变换器检测流经的电流，并将电流值发送至双向隔离DC/DC变换器的DC/DC控制器， DC/DC控制器在电流值小于电流阈值的情况下，通过占空比为零的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器的各个开关管断开。
根据本申请的另一方面，提供了一种电池储能供电系统，被上述电池包的电压均衡方法执行。该系统包括：电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成；电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，每个双向隔离DC/DC变换器的第一端与一个电池包连接，每个双向隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接，每个DC/DC控制器用于检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值与直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态；直流母线，与每个隔离双向DC/DC变换器的第二端连接。
可选地，每个DC/DC控制器用于在所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值大于直流母线的电压值的情况下，向双向隔离DC/DC变换器中的开关管发送预设占空比的开关控制信号，以将能量从双向隔离DC/DC的第一端传递至第二端，或者，在所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值小于直流母线的电压值的情况下，向双向隔离DC/DC变换器中的开关管发送预设占空比的开关控制信号，以将能量从双向隔离DC/DC的第二端传递至第一端。
可选地，每个双向隔离DC/DC变换器中还包含电流检测器，用于检测流经双向隔离DC/DC变换器的电流值，并将电流值发送至双向隔离DC/DC变换器的DC/DC控制器，DC/DC控制器在电流值小于电流阈值的情况下，向双向隔离DC/DC变换器的各个开关管发送占空比为零的开关控制信号，控制双向隔离DC/DC变换器的各个开关管断开。
可选地，系统还包括：多个开关驱动器，每个开关驱动器的第一端与一个DC/DC控制器连接，每个开关驱动器的第二端与双向隔离DC/DC变换器的各个开关管连接，用于放大DC/DC控制器发出的开关控制信号，并将放大后的开关控制信号发送至各个开关管。
可选地，电池储能供电系统还包括：功率变换器，功率变换器的输入端与电池包供电电路的输出端连接，功率变换器的输出端与负载连接，用于将电池包供电电路提供的直流电转换为负载需要的直流电或交流电，其中，功率变换器为DC/DC变换器或DC/AC变换器。
可选地，双向隔离DC/DC变换器为双向全桥变换器，双向全桥变换器中的一次侧桥式开关单元与电池包连接，全桥变换器中的二次侧桥式开关单元与直流母线连接。
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：确定单元，用于确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成；挂载单元，用于为电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态。
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：确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成；为电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态，解决了相关技术中为已投入使用的电池包储能供电系统进行电池包之间的电压均衡时，电能利用率低的问题。通过为电池包供电电路挂载电源变换模块，根据电池包和直流母线的电压值的差值控制电源变换模块中的双向隔离DC/DC变换器的工作状态，进而达到了对电池包之间的电压进行均衡时，提高电能利用率的效果。
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是根据相关技术提供的电池包供电电路充电时电压不同的电池包充电截止电压示意图；
图3是根据相关技术提供的电池包供电电路放电时电压不同的电池包放电截止电压示意图；
图4是根据相关技术提供的电池储能供电系统的示意图；
图5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6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7是根据本申请实施例提供的电源变换模块的示意图；
图8是根据本申请实施例提供的电池包供电电路充电时电压不同的电池包充电截止电压示意图；
图9是根据本申请实施例提供的电池包供电电路放电时电压不同的电池包放电截止电压示意图；
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5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5所示，该方法包括以下步骤：
步骤S502，确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成。
具体地，待进行电压均衡的电池包供电电路可以为已投入使用的电池包供电电路，包括n个依次串联连接的电池包，其中n为自然数。
步骤S504，为电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态。
具体地，将电源变换模块挂载至待进行电压均衡的电池包供电电路，电源变换模块包括n个双向隔离DC/DC变换器以及n个DC/DC控制器，每一双向隔离DC/DC变换器包括第一端和第二端，双向隔离DC/DC变换器用于将第一端的电压变换为第二端的电压或将第二端的电压变换为第一端的电压。
为电池包供电电路挂载电源变换模块时，将n个双向隔离DC/DC变换器的第一端与n个电池包的两端一一对应连接，将n个双向隔离DC/DC变换器的第二端均连接一直流母线。
为电池包供电电路进行电池包之间的电压均衡时，n个DC/DC控制器获取双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的比较结果，根据电压值的比较结果向双向隔离DC/DC变换器内的开关管发出预设占空比的开关控制信号，n个双向隔离DC/DC变换器内的控制开关管导通或关断，从而将第一端的电压变换为第二端的电压或将第二端的电压变换为第一端的电压。
需要说明的是，为电池包供电电路挂载电源变换模块即为，为每个电池包外挂一个双向隔离DC/DC变换器，给双向隔离DC/DC变换器一个固定占空比的开光控制信号，使双向隔离DC/DC变换器工作而实现能量自动从电压高的一端流向电压低的一端，从而实现了电池包间的电压均衡。
本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法，通过确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成；为电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态，解决了相关技术中为已投入使用的电池包储能供电系统进行电池包之间的电压均衡时，电能利用率低的问题。通过为电池包供电电路挂载电源变换模块，根据电池包和直流母线的电压值的差值控制电源变换模块中的双向隔离DC/DC变换器的工作状态，进而达到了对电池包之间的电压进行均衡时，提高电能利用率的效果。
可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中，在任意DC/DC控制器检测到所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值大于直流母线的电压值的情况下，通过预设占空比的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器中的开关管导通或关断，将能量从第二端传递至第一端；在任意DC/DC控制器检测到所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值小于直流母线的电压值的情况下，通过预设占空比的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器中的开关管导通或关断，将能量从第二端传递至第一端。
在一种可选的实施方式中，可以控制处于正向工作状态时的占空比等于处于反向工作状态时的占空比，则双向隔离DC/DC变换器根据其两端的电压的高低不同自动工作在正向或反向，而实现电池包间电压的自动均衡。
在双向隔离DC/DC变换器工作过程中，检测电流大小，当电流较小时可以控制双向隔离DC/DC变换器不工作，以减小能量损耗，可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中，每个双向隔离DC/DC变换器检测流经的电流，并将电流值发送至双向隔离DC/DC变换器的DC/DC控制器， DC/DC控制器在电流值小于电流阈值的情况下，通过占空比为零的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器的各个开关管断开。
具体的，在使双向隔离DC/DC变换器内的开关管接收预设占空比的开关控制信号而处于工作状态的情况下，检测流经双向隔离DC/DC变换器的电流，并判断流经双向隔离DC/DC变换器的电流是否大于电流阈值，若否，向双向隔离DC/DC变换器内的开关管发送占空比为零的开关控制信号，使双向隔离DC/DC变换器处于不工作状态。也即，在双向隔离DC/DC变换器处于工作状态的情况下，检测需要均衡的能量的大小，当流经双向隔离DC/DC变换器的电流小于阈值，也即需要均衡的能量较小，则可使双向隔离DC/DC变换器不工作，而降低能量损耗，当需要均衡的能量较大，使双向隔离DC/DC变换器继续工作，实现能量均衡。
需要说明的是，并非所有的双向隔离DC/DC变换器一直处于工作状态，而是通过检测流经双向隔离DC/DC变换器的电流，决定是否保持双向隔离DC/DC变换器处于工作状态，当与双向隔离DC/DC变换器的电池包电压不需要均衡时，控制双向隔离DC/DC变换器不再处于工作状态，间歇地启动双向隔离DC/DC变换器，使得系统效率最优化。
通过本实施例，在投入使用的电池包供电电路上外挂电源变换模块，就可以实现优化现有电池包供电电路的电池包间的电压均衡效率，且每一电池包连接一DC/DC变换器，使现有的电池包供电电路高效实现电压均衡。
本申请实施例还提供了一种电池储能供电系统，被上述任一实施例的电池包的电压均衡方法执行，图6是根据本申请实施例的电池储能供电系统的示意图。如图6所示，该系统包括：
电池包供电电路100，其中，电池包供电电路100由多个电池包串联构成。
电源变换模块200，其中，电源变换模块200包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，每个双向隔离DC/DC变换器的第一端与一个电池包连接，每个双向隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接，每个DC/DC控制器用于检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值与直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态。
直流母线，与每个隔离双向DC/DC变换器的第二端连接。
具体地，如图6所示，电池包供电电路100包括n个依次串联连接的电池包，其中n为自然数。电源变换模块200包括n个双向隔离DC/DC变换器以及n个DC/DC控制器，每一双向隔离DC/DC变换器包括第一端和第二端，双向隔离DC/DC变换器用于根据DC/DC控制器输出的开关控制信息将第一端的电压变换为第二端的电压或将第二端的电压变换为第一端的电压，其中n个双向隔离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个双向隔离DC/DC变换器的第二端均连接一直流母线。
本申请实施例提供的电池储能供电系统，通过电池包供电电路100，其中，电池包供电电路100由多个电池包串联构成；电源变换模块200，其中，电源变换模块200包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，每个双向隔离DC/DC变换器的第一端与一个电池包连接，每个双向隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接，每个DC/DC控制器用于检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值与直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态；直流母线，与每个隔离双向DC/DC变换器的第二端连接，解决了相关技术中为已投入使用的电池包储能供电系统进行电池包之间的电压均衡时，电能利用率低的问题，通过为电池包供电电路100挂载电源变换模块200，根据电池包和直流母线的电压值的差值控制电源变换模块200中的双向隔离DC/DC变换器的工作状态，进而达到了对电池包之间的电压进行均衡时，提高电能利用率的效果。
可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电系统中，每个DC/DC控制器用于在所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值大于直流母线的电压值的情况下，向双向隔离DC/DC变换器中的开关管发送预设占空比的开关控制信号，以将能量从双向隔离DC/DC的第一端传递至第二端，或者，在所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值小于直流母线的电压值的情况下，向双向隔离DC/DC变换器中的开关管发送预设占空比的开关控制信号，以将能量从双向隔离DC/DC的第二端传递至第一端。
可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电系统中，系统还包括：多个开关驱动器，每个开关驱动器的第一端与一个DC/DC控制器连接，每个开关驱动器的第二端与双向隔离DC/DC变换器的各个开关管连接，用于放大DC/DC控制器发出的开关控制信号，并将放大后的开关控制信号发送至各个开关管。
当与双向隔离DC/DC变换器第一端连接的电池包的电压大于双向隔离DC/DC变换器第二端连接的直流母线的电压时，DC/DC控制器发出占空比大于零的开关控制信号，开关管的固定占空比可为50%，也可为其它值，开关控制信号经开关驱动器放大后发送至双向隔离DC/DC变换器，双向隔离DC/DC变换器接开关控制信号，处于正向工作状态；当与双向隔离DC/DC变换器第二端连接的电池包的电压小于双向隔离DC/DC变换器第二端连接的直流母线的电压时，DC/DC控制器发出占空比大于零的开关控制信号，经开关驱动器放大后发送至双向隔离DC/DC变换器，双向隔离DC/DC变换器接开关控制信号，处于反向工作状态，且可以设置处于正向工作状态时的占空比等于处于反向工作状态时的占空比。
可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电系统中，双向隔离DC/DC变换器为双向全桥变换器，双向全桥变换器中的一次侧桥式开关单元与电池包连接，全桥变换器中的二次侧桥式开关单元与直流母线连接。
具体地，图7是根据本申请实施例提供的电源变换模块200的示意图，如图7所示，双向隔离DC/DC变换器为双向全桥变换器，双向全桥变换器包括变压器，连接变压器的第一全桥开关单元和第二全桥开关单元，每一全桥开关单元包括两个开关桥臂，每个开关桥臂包括串联连接的两个开关管，而使能量可双向流动。当直流母线端电压大于电池包的电压时，流经电感L1的电流自动从电感L1的连接变压器的一端流向另一端，当电池包的电压大于直流母线端电压时，流经电感L1的电流自动从电感L1的另一端流向连接变压器的一端，而无需改变开关管的驱动信号，且可固定开关管的占空比，就能实现能量的自动均衡，控制简单，效率高。
可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电系统中，每个双向隔离DC/DC变换器中还包含电流检测器，用于检测流经双向隔离DC/DC变换器的电流值，并将电流值发送至双向隔离DC/DC变换器的DC/DC控制器，DC/DC控制器在电流值小于电流阈值的情况下，向双向隔离DC/DC变换器的各个开关管发送占空比为零的开关控制信号，控制双向隔离DC/DC变换器的各个开关管断开。
具体地，如图7所示，双向隔离DC/DC变换器包括电流检测器（resisitor），用于检测流经双向隔离DC/DC变换器的电流，并发送给DC/DC控制器，其中当电流采样信号大于阈值时，DC/DC控制器向双向隔离DC/DC变换器内的开关管发送占空比固定且大于零的开关控制信号，而使双向隔离DC/DC变换器处于工作状态，当电流采样信号小于阈值时，DC/DC控制器向双向隔离DC/DC变换器内的开关管占空比为零的开关控制信号，而使双向隔离DC/DC变换器不工作。
需要说明的是，本申请并不限定电流检测器的具体的结构和位置，只要其能检测电流值，且能检测在双向隔离DC/DC变换器两端之间流动的电流值以反应双向隔离DC/DC变换器传递的能量的大小即可。DC/DC控制器根据各自的双向隔离DC/DC变换器的如电流信号决定其是否工作，而与各电池包的电压具体值无关，也即无需DC/DC控制器与电池包供电电路100、BCU和BMU通讯，因此通讯简单，控制简单。
可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电系统中，电池储能供电系统还包括：功率变换器300，功率变换器300的输入端与电池包供电电路100的输出端连接，功率变换器300的输出端与负载400连接，用于将电池包供电电路100提供的直流电转换为负载400需要的直流电或交流电，其中，功率变换器300为DC/DC变换器或DC/AC变换器。
具体地，如图6所示，功率变换器300的输入端连接电池包供电电路100的两端，用于将电池包供电电路100的电压变换为为负载400供电的电压。负载400可为交流负载400，也可为直流负载400。对应的，功率变换器300可为DC/AC变换器也可为DC/DC变换器。
需要说明的是，图8是根据本申请实施例提供的电池包供电电路100充电时电压不同的电池包充电截止电压示意图；图9是根据本申请实施例提供的电池包供电电路100放电时电压不同的电池包放电截止电压示意图，如图8所示，在放电过程中，当电压高的电池包放电到较低值时，如t1时刻，双向隔离DC/DC变换器工作将电压高的电池包的能量自动转移到电压低的电池包上，而降低电压高的电池包的放电速度，抬到电压低的电池包的放电速度。如图9所示，其充电过程中亦有同样的效果。电池包充电或放电的后段时电压高的电池包与电压低的电池包的电压差将较大，而需要双向隔离DC/DC变换器工作实现均衡，通过图8和图9可以看出，本实施例在电池包充电或放电的后段时效果较为明显。
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：确定单元101和挂载单元102。
具体地，确定单元101，用于确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成。
挂载单元102，用于为电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态。
可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中，在任意DC/DC控制器检测到所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值大于直流母线的电压值的情况下，通过预设占空比的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器中的开关管导通或关断，将能量从第一端传递至第二端；在任意DC/DC控制器检测到所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值小于直流母线的电压值的情况下，通过预设占空比的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器中的开关管导通或关断，将能量从第二端传递至第一端。
可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中，每个双向隔离DC/DC变换器检测流经的电流，并将电流值发送至双向隔离DC/DC变换器的DC/DC控制器， DC/DC控制器在电流值小于电流阈值的情况下，通过占空比为零的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器的各个开关管断开。
本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置，通过确定单元101，用于确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，电池包供电电路由多个电池包串联构成；挂载单元102，用于为电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态，解决了相关技术中为已投入使用的电池包储能供电系统进行电池包之间的电压均衡时，电能利用率低的问题，通过为电池包供电电路挂载电源变换模块，根据电池包和直流母线的电压值的差值控制电源变换模块中的双向隔离DC/DC变换器的工作状态，进而达到了对电池包之间的电压进行均衡时，提高电能利用率的效果。
上述电池包的电压均衡装置包括处理器和存储器，上述通过确定单元101、挂载单元102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已投入使用的电池包储能供电系统进行电池包之间的电压均衡时，电能利用率低的问题。
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 (12)
1.一种电池包的电压均衡方法，其特征在于，包括：
确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，所述电池包供电电路由多个电池包串联构成；
为所述电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，所述电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在任意DC/DC控制器检测到所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值大于所述直流母线的电压值的情况下，通过预设占空比的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器中的开关管导通或关断，将能量从第一端传递至第二端；在任意DC/DC控制器检测到所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值小于所述直流母线的电压值的情况下，通过所述预设占空比的开关控制信号控制双向隔离DC/DC变换器中的开关管导通或关断，将能量从第二端传递至第一端。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个双向隔离DC/DC变换器检测流经的电流，并将电流值发送至所述双向隔离DC/DC变换器的DC/DC控制器， 所述DC/DC控制器在所述电流值小于电流阈值的情况下，通过占空比为零的开关控制信号控制所述双向隔离DC/DC变换器的各个开关管断开。
4.一种电池储能供电系统，被权利要求1到3所述的任意一项电池包的电压均衡方法执行，其特征在于，包括：
电池包供电电路，其中，所述电池包供电电路由多个电池包串联构成；
电源变换模块，其中，所述电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，每个双向隔离DC/DC变换器的第一端与一个电池包连接，每个双向隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接，每个DC/DC控制器用于检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值与直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态；
所述直流母线，与每个隔离双向DC/DC变换器的第二端连接。
5.根据权利要求4所述的电池储能供电系统，其特征在于，每个DC/DC控制器用于在所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值大于所述直流母线的电压值的情况下，向所述双向隔离DC/DC变换器中的开关管发送预设占空比的开关控制信号，以将能量从双向隔离DC/DC的第一端传递至第二端，或者，在所控制的双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值小于所述直流母线的电压值的情况下，向所述双向隔离DC/DC变换器中的开关管发送所述预设占空比的开关控制信号，以将能量从双向隔离DC/DC的第二端传递至第一端。
6.根据权利要求4所述的电池储能供电系统，其特征在于，每个双向隔离DC/DC变换器中还包含电流检测器，用于检测流经所述双向隔离DC/DC变换器的电流值，并将电流值发送至所述双向隔离DC/DC变换器的DC/DC控制器，所述DC/DC控制器在所述电流值小于电流阈值的情况下，向所述双向隔离DC/DC变换器的各个开关管发送占空比为零的开关控制信号，控制所述双向隔离DC/DC变换器的各个开关管断开。
7.根据权利要求5或6所述的电池储能供电系统，其特征在于，所述系统还包括：
多个开关驱动器，每个开关驱动器的第一端与一个DC/DC控制器连接，每个开关驱动器的第二端与双向隔离DC/DC变换器的各个开关管连接，用于放大所述DC/DC控制器发出的开关控制信号，并将放大后的开关控制信号发送至所述各个开关管。
8.根据权利要求4所述的电池储能供电系统，其特征在于，所述电池储能供电系统还包括：
功率变换器，所述功率变换器的输入端与所述电池包供电电路的输出端连接，所述功率变换器的输出端与负载连接，用于将所述电池包供电电路提供的直流电转换为所述负载需要的直流电或交流电，其中，所述功率变换器为DC/DC变换器或DC/AC变换器。
9.根据权利要求4所述的电池储能供电系统，其特征在于，所述双向隔离DC/DC变换器为双向全桥变换器，所述双向全桥变换器中的一次侧桥式开关单元与电池包连接，所述全桥变换器中的二次侧桥式开关单元与所述直流母线连接。
10.一种电池包的电压均衡装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定待进行电压均衡的电池包供电电路，其中，所述电池包供电电路由多个电池包串联构成；
挂载单元，用于为所述电池包供电电路挂载电源变换模块，其中，所述电源变换模块包括多个双向隔离DC/DC变换器以及多个DC/DC控制器，将每个双向隔离DC/DC变换器的第一端分别与一个电池包进行连接，将每个双向隔离DC/DC变换器的第二端均与直流母线进行连接，每个DC/DC控制器检测一个双向隔离DC/DC变换器连接的电池包的电压值和直流母线的电压值，并根据连接的电池包的电压值和直流母线的电压值的差值控制双向隔离DC/DC变换器的工作状态。
11.一种计算机存储介质，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非易失性存储介质所在的设备执行权利要求1至3中任意一项所述的电池包的电压均衡方法。
12.一种电子装置，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3中任意一项所述的电池包的电压均衡方法。
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