CN116545052A - 一种供电装置及储能系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种供电装置及储能系统。该供电装置包括多个第一电池单元、均衡电路和加热器件。多个第一电池单元串联或者并联，用于为外部设备供电。均衡电路连接于多个第一电池单元和加热器件之间；第一电池单元可以通过均衡电路向加热器件供电，使得加热器件加热第一电池单元。当第一电池单元的温度低于第一温度阈值时，均衡电路导通多个第一电池单元中第一组电池单元与加热器件，为加热器件供电。第一组电池单元的电量大于多个第一电池单元中除第一组电池单元外的其他电池单元的电量。该方案利用了第一电池单元中多余的电量，可以在电池需要加热时充分利用供电装置的电量对电池加热的同时维持第一电池单元的一致性，提升供电装置的储电利用率。

Description

一种供电装置及储能系统

技术领域

本申请涉及储电装置技术领域，尤其涉及到一种供电装置及储能系统。

背景技术

电池自从出现之后，给人们的生活带来了巨大的改变，从小型的便携式电子设备(例如智能手机、智能手表、平板电脑和笔记本电脑等)到大型移动设备(例如电动汽车、电动卡车和电动轮船)等都依赖于电池提供的能量而运行。而不同应用场景对电池容量电压的要求不同，单元电池通常通过串并联的方式进行工作。

例如在电动汽车、电动卡车和电动轮船中，由于这类场景需要的电量可达到几十至几百KWh，且电压往往达到几百至上千伏特，因此将若干个电池单元先通过串并联的方式形成具有达到一定容量的电池包。

电池的性能直接影响储能系统、电动汽车的续航、安全性和可靠性。低温环境下，电池功率特性变差，循环寿命衰减，且可用容量降低。特别是电池在低温环境下充电时，对电池的损耗较大，需要在必要时对电池进行加热。而低温加热技术是电池热管理系统的核心技术之一，是缓解锂电池在低温环境下性能衰减的关键。

发明内容

本申请提供了一种供电装置及储能系统，提升供电装置的储电利用率。

第一方面，本申请提供了一种供电装置，该供电装置包括多个第一电池单元、均衡电路和加热器件。上述多个第一电池单元串联或者并联，用于为外部设备供电。上述均衡电路连接于多个第一电池单元和加热器件之间；第一电池单元可以通过均衡电路向加热器件供电，使得加热器件加热第一电池单元。当第一电池单元的温度低于第一温度阈值时，均衡电路导通多个第一电池单元中的第一组电池单元与加热器件，为加热器件供电。上述第一组电池单元的电量大于多个第一电池单元中除第一组电池单元之外的其他电池单元的电量。具体的技术方案中，上述第一组电池单元中可以包括一个第一电池单元，也可以包括多个第一电池单元，本申请对此不做限制。具体的，上述第一电池单元的温度低于第一温度阈值时，第一电池单元启动或者充电会产生较多的损耗，为此需要对第一电池单元加热。多个第一电池单元的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，多个第一电池单元的一致性较差，需要利用均衡电路来均衡各个第一电池单元的电量，具体可以释放电量较多的第一电池单元中的电量。本申请中，均衡电路导通多个第一电池单元中电量较多的第一电池单元与加热器件，为加热器件供电。在低温情形下需要给电池加热，当多个第一电池单元之间电量差异较大的时候，可以利用电量较高的电池单元的电量给加热器件供电来给多个电池加热，由此，即可以降低电池单元之间的电量差异、均衡电池电量的同时实现给电池加热。可以充分利用供电装置的电量，提升供电装置的储电利用率。

具体应用上述供电装置时，当第一电池单元的温度低于第一温度阈值，且多个第一电池单元的电量差值小于第三电量阈值时，均衡电路导通每个第一电池单元与加热器件，为加热器件供电。也就是说，当多个第一电池单元的一致性较好时，可以直接利用全部第一电池单元为加热器件供电。

另一种技术方案中，上述供电装置还包括至少一个第二电池单元，多个第一电池单元串联成供电组，第二电池单元与供电组分别和均衡电路连接。当第一电池单元的温度低于第一温度阈值，且多个第一电池单元的电量小于第一电量阈值时，均衡电路用于导通第二电池单元和加热器件，第二电池单元为加热器件供电。该方案中，设置了专门用于为加热器件供电的电池单元，当多个第一电池单元的一致性较好时，则可以利用该第二电池单元为加热器件供电。

具体的技术方案中，供电装置还可以包括第一开关、第二开关和控制器。其中，供电装置包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极用于与外部设备连接，从而利用第一电极和第二电极为外部设备供电。上述供电组的第一端与第一电极连接，供电组的第二端与第二电极连接，则具体可以利用由第一电池单元组成的供电组为外部设备供电。上述第一开关连接于供电组的第一端和供电装置的第一电极之间，第二开关连接于供电组的第一端和第二电池单元之间，第二电池单元连接于供电组的第一端和第一电极之间。控制器与第一开关和第二开关连接，当控制第一开关闭合，第二开关断开时，第二电池单元被旁路，与供电组独立工作，第二电池单元可以用于为加热器件供电；当控制第一开关断开，第二开关闭合时，第二电池单元与供电组串联，使得第二电池单元用于与供电组同时为外部设备供电，以充分利用第二电池单元中的电量。

一种具体的技术方案中，上述控制器用于：当第一电池单元的温度低于第一温度阈值，且多个第一电池单元的电量小于第三电量阈值时，控制第二开关断开，第一开关闭合，第二电池单元用于通过均衡电路为加热器件供电。该方案可以利用第二电池单元为加热器件供电，本方案中可以避免了供电组在低温情形下启动为加热器件供电，避免供电组在低温环境下性能衰减。

此外，上述控制器还可以用于：当第一电池单元的温度高于或者等于第一温度阈值时，控制第一开关断开，第二开关闭合，第二电池单元和供电组用于为外部设备供电。该方案中，当供电装置的工作温度长期处于第一温度阈值以上时，此时无需为供电组加热，可以使得第二电池单元长期用于为外部设备供电。

为了使得第二电池单元中保持有足够的电量为加热器件供电，上述控制器还用于：当第二电池单元的电量小于或者等于第二电量阈值时，控制第二开关断开，第一开关闭合。该方案中，认为第二电池单元的电量满足第二电量阈值，就可以足够为加热器件供电，使得加热器件为第一电池单元加热。特别的，在低温环境下，第一电池单元中的电量耗尽或者很低，需要对第一电池单元充电时，依靠第一电池单元已经无法满足加热器件的供电需求，本方案就可以解决这个问题，即使第一电池单元中电量耗尽或者很低时，仍然可以为供电装置加热，减少供电装置中第一电池单元的损耗。

均衡电路的实现方式也不做限制，一种技术方案中，上述均衡电路包括开关矩阵和第一直流/直流变换器，开关矩阵与第一直流/直流变换器连接；每个第一电池单元的两端分别通过开关矩阵与第一直流/直流变换器连接，第一直流/直流变换器与加热器件连接。通过控制开关矩阵中开关的断开或者闭合，可以实现均衡电路中的第一直流/直流变换器与不同的第一电池单元连接。

另一种技术方案中，上述均衡电路包括多个第二直流/直流变换器，每个第一电池单元与一个第二直流/直流变换器连接，多个第二直流/直流变换器分别与加热器件连接。该方案中，每个第一电池单元均连接有一个第二直流/直流变换器，从而有利于针对性控制第一电池单元的工作。

具体实现均衡电路与加热器件的连接时，可以使上述多个第二直流/直流变换器并联至总线，总线再与加热器件连接，有利于简化供电装置的线路设计和布局。

由于每个第一电池单元均连接有一个第二直流/直流变换器，因此可以利用一个第一电池单元为另一个第一电池单元供电。具体的，多个第一电池单元的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，均衡电路用于导通多个第一电池单元中电量最多的第一电池单元与电量最少的第一电池单元，电量最多的第一电池单元为电量最少的第一电池单元充电。该方案也可以充分利用供电装置中的电量，特别的，该方案可以应用在多个第一电池单元的电量差值大于或者等于第三电量阈值，且第一电池单元的温度高于第一温度阈值时。

另一种技术方案中，当多个第一电池单元的电量差值大于或等于第三电量阈值，且第二电池单元的电量小于或等于第四电量阈值时，均衡电路用于导通多个第一电池单元中电量最多的第一电池单元与第二电池单元，电量最多的第一电池单元为第二电池单元充电。此方案可以避免第二电池单元的电量过低无法给加热器件供电，并且可以通过均衡电路将多个第一电池单元中电量最多的第一电池单元中的电量释放给第二电池单元，维持多个第一电池单元的一致性。

另一种技术方案中，当多个第一电池单元的电量差值小于第三电量阈值，且所述第二电池单元的电量小于或等于第四电量阈值时，均衡电路用于导通每个第一电池单元与第二电池单元，每个第一电池单元为所第二电池单元充电。此方案可以避免第二电池单元的电量过低无法给加热器件供电的情形。

第二方面，本申请还提供了一种储能系统。该储能系统包括电池管理系统和上述第一方面中的供电装置。电池管理系统用于监控多个第一电池单元的温度和电量。该方案中，储能系统可以在电池需要加热的情形下充分利用供电装置的电量对电池进行加热，提升供电装置的储电利用率。

附图说明

图1为本申请实施例中供电装置的一种结构示意图；

图2为本申请实施例中供电装置的另一种结构示意图；

图3为本申请实施例中供电装置的另一种结构示意图；

图4为本申请实施例中供电装置的另一种结构示意图。

附图标记：

10-供电装置；

1011-第一电池单元； 1012-第二电池单元；

102-均衡电路； 1021-开关矩阵；

1022-第一直流/直流变换器； 103-加热器件；

104-电池管理系统； 105-供电组；

1051-第一端； 1052-第二端；

106-第一电极； 107-第二电极；

108-第一线路； 109-第二线路；

S1-第一开关； S2-第二开关；

1010-总线； A1-电池单元；

B2-电池单元； C3-电池单元；

D4-电池单元； E5-电池单元；

F6-电池单元； G7-电池单元；

H8-电池单元； K1-第一子开关；

K2-第二子开关； K3-第三子开关；

K4-第四子开关； K5-第五子开关；

K6-第六子开关； K7-第七子开关；

K8-第八子开关； K9-第九子开关；

K10-第十子开关； K11-第十一子开关；

K12-第十二子开关； K13-第十三子开关；

1’-第一支路； 2’-第二支路；

3’-第三支路； 4’-第四支路；

5’-第五支路； 6’-第六支路；

7’-第七支路； 8’-第八支路；

9’-第九支路； 10’-第一总线；

11’-第二总线。

具体实施方式

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“具体的实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

为了方便理解本申请实施例提供的供电装置及储能系统，下面首先介绍一下其应用场景。电子设备在使用的过程中，通常需要供电装置对其进行供电。目前，各类电子设备，例如储能基站、电动汽车以及电动轮船等，通常可选择锂离子电池、铅酸电池、钠电池、镁电池、铝电池以及钾电池等二次电池形成的电池包作为供电装置。其中，在本申请实施例中，二次电池(rechargeable battery)又称为充电电池、动力电池或蓄电池，具体是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。储能系统在工作时，保证电池工作在合适的温度环境中，对于提升电池包的工作效率具有重要意义。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

图1为本申请实施例中供电装置的一种结构示意图，如图1所示，本申请实施例中的供电装置10用于为外部设备供电，该外部设备为供电装置10以外的设备，具体可以为用电设备。上述供电装置10包括多个第一电池单元1011，多个第一电池单元1011串联和/或并联形成供电组105，使得供电装置10具有较多的储电量，从而便于为外部设备供电。图1中以多个第一电池单元1011串联为例，实际应用中，上述多个第一电池单元1011还可以并联连接，或者第一电池单元1011串联连接后并联连接，本申请对此不做限制。由于不同的第一电池单元1011在工作过程中工作效率和损耗等情况不同，会出现不同第一电池单元1011的电量存在差异的情况。为了使供电装置10中不同第一电池单元1011的电量保持在差异较小的情况，本申请实施例中的供电装置10还包括均衡电路102，该均衡电路102与每个上述第一电池单元1011连接，用于均衡各个第一电池单元1011的电量，使得各个第一电池单元1011内的电量较为均衡，例如使得任意两个第一电池单元1011内的电量的差值不超过第三电量阈值。此外，本申请实施例中的供电装置10还包括加热器件103，该加热器件103与第一电池单元1011导热连接，且与均衡电路102电连接。上述第一电池单元1011通过均衡电路102向加热器件103供电，供电后的加热器件103可以发热，则加热器件103可以加热第一电池单元1011。特别在低温环境对供电装置10充电前，以及低温环境下供电装置10启动前，可以先利用加热器件103对第一电池单元1011加热，再对第一电池单元1011充电或者启动第一电池单元1011，从而提升第一电池单元1011的容量和使用寿命。本申请实施例不具体限定加热器件103的具体形态，例如，加热器件可以为加热膜、热管、热敏电阻等。

具体的，本申请实施例中提到的“电量”指的是第一电池单元1011的储电量，具体可以为第一电池单元1011，同一时间节点的储电量。上述储电量对于第一电池单元1011的电压等都具有一定的影响。具体应用时，可以利用第一电池单元1011的电压、内阻、电池荷电状态(State of charge，SOC)或者电池健康状态(State of health，SOH)等判断第一电池单元1011内的电量，或者将上述参数转换成对应的电量。其中，第一电量阈值和第三电量阈值可以根据实际需求进行设计。

本申请实施例中，加热器件103与均衡电路102电连接，则均衡电路102可以在均衡多个第一电池单元1011的电量时，将电量较多的第一电池单元1011内的电量传输至加热器件103，以使加热器件103能够对第一电池单元1011加热。或者说，可以控制供电装置10在需要为加热器件103供电时，启动均衡电路102来均衡供电装置10的各个第一电池单元1011内的电量。

具体的实施例中，当第一电池单元1011的温度低于第一温度阈值时，均衡电路102导通多个第一电池单元1011中第一组电池单元与加热器件103，利用多个第一电池单元1011中第一组电池单元为加热器件103供电。上述第一组电池单元的电量大于多个第一电池单元1011中除了第一组电池单元以外的其它电池单元的电量。上述第一温度阈值可以根据需求设计和选择，具体为第一电池单元1011正常工作的最低温度，当第一电池单元1011在上述第一温度阈值以下的温度下工作时，对第一电池单元1011的损耗较大。第一组电池单元中的第一电池单元1011的电量较多，不利于实现多个第一电池单元1011之间的电量均衡。本申请技术方案中，利用上述第一组电池单元为加热器件103加热，有利于充分利用第一组电池单元中的电量。具体的，上述第一组电池单元中可以包括一个第一电池单元1011，也可以包括多个第一电池单元1011，本申请对于第一组电池单元中包括的第一电池单元1011不做限制，根据需求设计即可。

具体的，当多个第一电池单元1011的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，则认为多个第一电池单元1011的一致性较差，此时需要利用均衡电路102来均衡各个第一电池单元1011的电量。现有技术中，均衡电路直接将电量较多的第一电池单元1011中的电量释放掉，造成电量的浪费。本申请中，可以利用均衡电路导通多个第一电池单元1011中电量最多的第一电池单元1011与加热器件103，为加热器件103供电，而并非将电量最多的第一电池单元1011内的电量浪费掉，则可以充分利用供电装置10的电量，提升供电装置10的储电利用率和用于工作的电量总量。

具体的一种实施例中，当一个电量最多的第一电池单元1011内的电量释放到一定程度，该第一电池单元1011则并非为电量最多的第一电池单元1011，此时可以利用均衡电路102导通最新的电量最多的第一电池单元1011与加热器件103，以此进行工作。

另一种具体的实施例中，可以认为多个第一电池单元1011的电量中包括最低电量的第一电池单元1011，将其余第一电池单元1011中的电量与该最低电量做差值，差值大于上述第三电量阈值的第一电池单元1011认为是电量较高的第一电池单元1011，需要对其进行放电，以使供电装置10中各个第一电池单元1011的电量的差值不大于上述第三电量阈值，具有较好的一致性。该方案将均衡电路102导通上述电量较高的第一电池单元1011与加热器件103，释放掉的电量进行再利用，可以充分利用供电装置10的电量，有利于提升供电装置10的利用效率。

一种可能的实现方式中，上述供电装置10还可以包括控制器，该控制器具体可以位于电池管理系统104(battery management system，BMS)，当然，还可以使得上述控制器为独立装置，进行控制工作。具体的，上述均衡电路102与控制器连接，该控制器还可以连接有温度传感器，以监测供电装置10的工作环境的温度。当供电装置10在低温环境下(第一电池单元1011的温度低于第一温度阈值)准备充电时，或者准备启动供电装置10的第一电池单元1011供电时，控制器先启动均衡电路102以均衡供电装置10包括的多个第一电池单元1011的电量，具体包括释放电量较高的第一电池单元1011内的电量，将上述电量较高的第一电池单元1011内的电量传输至加热器件103，利用加热器件103对第一电池单元1011加热，以避免或者减少供电装置10在低温环境充电和启动的情况，以提升第一电池单元1011的使用寿命和工作效率。当然，在其它情况下，需要提升第一电池单元1011的温度都可以启动上述均衡电路102，为加热器件103供电，利用加热器件103对第一电池单元1011加热。

具体的实施例中，当控制器位于BMS时，上述BMS可以位于上述供电装置10，或者，也可以不位于供电装置10，只是使得均衡电路102与上述BMS电连接即可。

然而，当多个第一电池单元1011内的电量的一致性较好，无需进行电量均衡，而第一电池单元1011的温度较低，需要对第一电池单元1011加热时，可以利用全部的第一电池单元1011共同为加热器件103供电。具体的，当第一电池单元1011的温度第一温度阈值，且多个第一电池单元1011的电量差值小于第三电量阈值时，均衡电路102导通每个第一电池单元1011与加热器件103，利用全部的第一电池单元1011共同为加热器件103供电。

具体的一种实施例中，当多个第一电池单元1011内的电量的一致性较差(多个第一电池单元1011的电量差值大于或者等于第三电量阈值)时，可以认为此时供电装置10内的多个第一电池单元1011内中至少两个第一电池单元1011的电量差大于或者等于第三电量阈值；均衡电路102将电量最多的第一电池单元1011内的电量传输至加热器件103。当多个第一电池单元1011内的电量的一致性较好(多个第一电池单元1011的电量差值小于第三电量阈值)时，可以认为此时供电装置10内的多个第一电池单元1011内中至少两个第一电池单元1011的电量差小于第一温度阈值；则均衡电路102可以利用整个电池装置的第一电池单元1011为加热器件103输电。

具体的实施例中，上述第一电池单元1011可以为电池，也可以为电池组，本申请不做具体限制。

请继续参考图1，具体的实施例中，上述供电装置10包括与供电组105电连接的第一电极106和第二电极107。上述第一电极106和第二电极107用于连接外部设备，从而供电装置10为外部设备供电。具体的实施例中，上述第一电极106可以为供电正极(VBUS+)，上述第二电极107可以为供电负极(VBUS-)；当然，在另一种具体的实施例中，上述第一电极106可以为供电负极(VBUS-)，上述第二电极107可以为供电正极(VBUS+)。

图2为本申请实施例中供电装置的另一种结构示意图，如图2所示，另一种实施例中，供电装置10还包括至少一个第二电池单元1012，多个第一电池单元1011串联连接，图中示出了一个第二电池单元1012。其它实施例中，供电装置10还可以包括多个第二电池单元1012，本申请对此不做限制。当第一电池单元1011的温度低于第一温度阈值，且多个第一电池单元1011的电量小于第一电量阈值时，均衡电路102用于导通第二电池单元1012和加热器件103，第二电池单元1012为加热器件103供电。该方案中，第二电池单元1012可以专门用于为加热器件103供电，从而可以使得加热器件103供电不受第一电池单元1011的工作状态限制，例如第一电池单元1011电量用尽时，第二电池单元1012仍然可以为加热器件103供电，以保证供电装置10能够加热第一电池单元1011，使得第一电池单元1011不必在低温环境下充电，以减少第一电池的损耗。

具体的实施例中，多个上述第二电池单元1012串联成供电组105，为了便于描述，认为上述供电组105的两端分别为第一端1051和第二端1052。上述第一端1051与上述第一电极106电连接，第二端1052与上述第二电极107连接。第一开关S1连接于供电组105的第一端1051和供电装置10的第一电极106之间，第二开关S2连接于供电组105的第一端1051和第二电池单元1012之间，第二电池单元1012连接于供电组105的第一端1051和第一电极106之间，控制器与第一开关S1和第二开关S2连接。供电装置10包括第一线路108和第二线路109，该第一线路108与第二线路109并联于上述供电组105的第一端1051与供电装置10的第一电极106之间。具体的，可以认为上述第一线路108和第二线路109并联后，一端与上述供电组105的第一端1051连接，另一端与供电装置10的第一电极106连接。上述第一线路108设置有第一开关S1，第二线路109设置有第二开关S2和第二电池单元1012，上述第二开关S2和第二电池单元1012串联。当供电装置10包括至少两个第二电池单元1012时，上述至少两个第二电池单元1012和第二开关S2均串联连接。上述控制器还可以与第一开关S1和第二开关S2连接，以控制第一开关S1和第二开关S2的闭合或者断开。

该实施例中，当第一开关S1闭合，第二开关S2断开时，第二电池单元1012独立工作，第二电池单元1012相当于旁路于供电组105，第二电池单元1012无需用于为外部设备供电。此时，第二电池单元1012可以通过均衡电路102向加热器件103供电。当第二开关S2闭合，第一开关S1断开，第二电池单元1012与多个第二电池单元1012串联，或者说，第二电池单元1012与供电组105串联，使得第二电池单元1012和第二电池单元1012均用于为外部设备供电，此时可以提升供电装置10的储电量。该方案中，可以保证低温环境下，需要时即可以对加热器件103供电，以加热第一电池单元1011，进一步降减少供电装置10的低温环境下充电和启动的情况。

该实施例中，可以根据需求选择第二电池单元1012的连接方式。上述控制器用于：当第一电池单元1011的温度低于第一温度阈值时，控制第二开关S2断开，第一开关S1闭合，第二电池单元1012用于通过均衡电路102为加热器件103供电。该方案中，在利用第二电池单元1012为加热器件103供电之前，可以先判断多个第一电池单元1011的一致性，当多个第一电池单元1011的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，均衡电路102导通多个第一电池单元1011中电量最多的第一电池单元1011与加热器件103，为加热器件103供电。也就说，多个第一电池单元1011的一致性较差时，仍然利用电量多的第一电池单元1011为加热器件103供电，以充分利用第一电池单元1011的电量，而不造成电量的浪费。为此，一种实施例中，上述控制器用于：当第一电池单元1011的温度低于第一温度阈值，且多个第一电池单元1011的电量差值小于第三电量阈值时，控制第二开关S2断开，第一开关S1闭合，第二电池单元1012用于通过均衡电路102为加热器件103供电。或者，当第一电池单元1011的温度低于第一温度阈值，且多个第一电池单元1011的电量小于第一电量阈值时，控制第二开关S2断开，第一开关S1闭合，第二电池单元1012用于通过均衡电路102为加热器件103供电。

在温度较高时，无需利用加热器件103为第一电池单元1011加热，则可以使得第二电池单元1012为外部设备供电。具体的，控制器用于：当第一电池单元1011的温度高于或者等于第一温度阈值时，控制第一开关S1断开，第二开关S2闭合，第一电池单元1011和供电组105用于为外部设备供电。特别是夏天等环境温度长期维持在较高的水平，第二电池单元1012则可以长期与供电组105串联，用于为外部设备供电。具体判断时，可以判断第一电池单元1011的温度持续保持在高于第一温度阈值的温度，此时可以认为第一电池单元1011的环境温度长期维持在较高的水平。此时，供电装置10的启动和充电都不受影响，可以正常进行，对第一电池单元1011无额外的损伤。此时，第二电池单元1012正常参与供电即可，有利于提升供电装置10的储电量。

当供电工作环境温度低于第一温度阈值时，再控制第二开关S2断开，第一开关S1闭合。以便于在供电装置10启机阶段或者供电装置10充电前，第二电池单元1012可以通过均衡电路102与加热器件103电连接，为加热器件103供电。

为了保证第二电池单元1012内的电量能够充足的为加热器件103供电，控制器还用于：当第二电池单元1012的电量小于或者等于第二电量阈值时，控制第二开关S2断开，第一开关S1闭合。具体的，可以使得供电装置10处于低温环境下，才进行上述判断。控制第二开关S2断开，第一开关S1闭合，则第二电池单元1012内的电量不用于为外部设备供电，可以存储用于需要时为加热器件103供电。以使得任何时候需要对第一电池单元1011加热时，都可以利用第二电池单元1012为加热器件103供电，从而加热第一电池单元1011。

本申请对于第二电池单元1012充电的方式也不做限制，例如，当供电装置10充电时，可以同时向第一电池单元1011和第二电池单元1012充电。例如，供电装置10充电时，可以控制第一开关S1断开，第二开关S2闭合，使得第一电池单元1011与第二电池单元1012串联，以同时为第一电池单元1011和第二电池单元1012供电。

此外，为了保证第二电池单元1012内保持一定的电量，可以使得上述第二电池单元1012电量少时，第一电池单元1011还用于通过均衡电路102向第二电池单元1012充电。该方案中，可以保持第二电池单元1012内的电量充足，以满足加热器件103的供电需求。

具体的，当多个第一电池单元1011的电量差值大于或等于第三电量阈值且第二电池单元1012的电量小于或等于第四电量阈值时，均衡电路102用于导通多个第一电池单元1011中电量最多的第一电池单元1011与第二电池单元1012，电量最多的第一电池单元1011为第二电池单元1012充电。此方案可以避免第二电池单元1012的电量过低无法给加热器件103供电，并且可以通过均衡电路102将多个第一电池单元1011中电量最多的第一电池单元1011中的电量释放给第二电池单元1012，维持多个第一电池单元1011的一致性。其中，第四电量阈值可以根据需求设计和选择，具体可为第二电池单元正常工作时所需要的最低电量。

可选的，当多个第一电池单元1011的电量差值小于所述第三电量阈值且所述第二电池单元1012的电量小于或等于第四电量阈值时，均衡电路102用于导通每个第一电池单元1011与所述第二电池单元1012，每个第一电池单元1011为第二电池单元1012充电。此方案可以避免第二电池单元1012的电量过低无法给加热器件供电的情形。

本申请实施例中，均衡电路102的具体形式和结构不做限制。一种实施例中，图3为本申请实施例中供电装置10的另一种结构示意图，该实施例中提供了一种均衡电路102的具体实现方式。如图3所示，该实施例中均衡电路102包括开关矩阵1021和第一直流/直流变换器1022(第一DC/DC)，上述开关矩阵1021与第一直流/直流变换器1022连接。该实施例中，上述多个第一电池单元1011依次串联连接，每个第一电池单元1011的两端分别通过开关矩阵1021与第一直流/直流变换器1022连接，具体可以使相邻的两个第一电池单元1011通过同一线路与第一直流/直流变换器1022连接。第一直流/直流变换器1022与加热器件103连接，实现均衡电路102与加热器件103的连接。

当多个第一电池单元1011的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，也就是说，供电装置10的多个第一电池单元1011的电量一致性较差时，均衡电路102通过控制开关矩阵1021均衡多个第一电池单元1011的电量，释放部分第一电池单元1011的电量，并利用释放的电量为加热器件103供电。具体的，上述均衡电路102通过控制开关矩阵1021电导通电量最多的第一电池单元1011与加热器件103，为加热器件103供电。当多个第一电池单元1011的电量差值小于第三电量阈值时，也就是说，供电装置10的多个第一电池单元1011的电量一致性较高时，此时，均衡电路102控制开关矩阵1021电导通多个第一电池单元1011与加热器件103，为加热器件103供电，利用整个供电装置10为加热器件103供电，也可以为供电装置10的第一电池单元1011加热。

如图3所示为一种具体的实施例，以供电装置10包括串联的八个第一电池单元1011为例。八个第一电池单元1011依次为电池单元A1、电池单元B2、电池单元C3、电池单元D4、电池单元E5、电池单元F6、电池单元G7和电池单元H8。上述电池单元A1的正极和电池单元H8的负极分别连接为供电装置10的供电正极(VBUS+)和供电负极(VBUS-)，上述供电正极和供电负极用于连接外部设备，从而供电装置10为外部设备供电。此外，电池单元A1的正极、电池单元H8的负极以及各个相邻的电池之间均连接有线路，具体的，上述电池单元A1的正极与第一支路1’连接，电池单元A1与电池单元B2之间与第二支路2’连接，电池单元B2与电池单元C3之间与第三支路3’连接，电池单元C3与电池单元D4之间与第四支路4连接，电池单元D4与电池单元E5之间与第五支路5’连接，电池单元E5与电池单元F6之间与第六支路6’连接，电池单元F6与电池单元G7之间与第七支路7’连接，电池单元G7与电池单元H8之间与第八支路8’连接，电池单元H8的负极与第九支路9’连接。上述第一支路1’设置有第一子开关K1，第二支路2’设置有第二子开关K2，第三支路3’设置有第三子开关K3，第四支路4设置有第四子开关K4，第五支路5’设置有第五子开关K5，第六支路6’设置有第六子开关K6，第七支路7’设置有第七子开关K7，第八支路8’设置有第八子开关K8，第九支路9’设置有第九子开关K9。上述第一支路1’、第三支路3’、第五支路5’、第七支路7’和第九支路9’并联至第一总线10’，上述第二支路2’、第四支路4、第六支路6’和第八支路8’并联至第二总线11’。上述第一总线10’通过第十子开关K10与第一直流/直流变换器1022的第一电极106电连接，通过第十一子开关K11与第一直流/直流变换器1022的第二电极107电连接；上述第二总线11’通过第十二子开关K12与第一直流/直流变换器1022的第一电极106电连接，通过第十三开关与第一直流/直流变换器1022的第二电极107电连接。

当控制器判断多个第一电池单元1011的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，供电装置10的多个第一电池单元1011的一致性较差，此时需要将电量较高的第一电池单元1011内多余的电量释放出去，以使得多个第一电池单元1011的一致性较好。此时，可以控制电量最多的第一电池单元1011两侧的开关闭合，使得该第一电池单元1011与第一直流/直流变换器1022电连接，并通过上述第一直流/直流变换器1022将电量传输至加热器件103。该方案可以利用供电装置10中多余的电量，以提升供电装置10内电量的利用率。而当多个第一电池单元1011的电量差值小于第三电量阈值时，认为供电装置10的多个第一电池单元1011的一致性较高。此时可以使均衡电路102控制开关矩阵1021电导通电量多个第一电池单元1011与加热器件103，为加热器件103供电。具体的，可以闭合第一子开关K1、第九子开关K9、第十子开关K10和第十三子开关K13，使得整个供电装置10为加热器件103供电。

图4为本申请实施例中供电装置的另一种结构示意图，如图4所示，另一种实施例中，上述均衡电路102包括多个第二直流/直流变换器，每个第一电池单元1011与一个第二直流/直流变换器电连接，多个第二直流/直流变换器分别与加热器件103电连接。该实施例中，每个第一电池单元1011都连接有第二直流/直流变换器，当供电装置10的多个第一电池单元1011的电量出现不一致的情况时，除了将电量最多的第一电池单元1011内的电量释放出来以外，还可以利用上述释放出来的电量为电量较低的第一电池单元1011充电。以利于充分利用供电装置10内部存储的电量，提升过供电装置10的利用率。

具体的一种实施例中，可以使得多个第二直流/直流变换器并联至总线1010，再使总线1010与加热器件103电连接。该方案有利于简化供电装置10的连接线路。

该实施例中，多个第一电池单元1011的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，上述均衡电路102导通多个第一电池单元1011中电量最多的第一电池单元1011与电量最少的第一电池单元1011，电量最多的第一电池单元1011为电量最少的第一电池单元1011充电。该方案中，由于每个第一电池单元1011都连接有第二直流/直流变换器。因此，不同的第一电池单元1011之间可以相互传输电量，因此，在均衡电路102均衡多个第一电池单元1011中的电量时，若无需利用加热器件103对第一电池单元1011加热，则可以利用电量多的第一电池单元1011为电量低的第一电池单元1011充电，也可以充分利用供电装置10的电量。

基于相同的发明构思，本申请还提供了一种储能系统。该储能系统包括电池管理系统(BMS)和上述任一实施例中的供电装置。BMS用于监控供电装置中第一电池单元和第二电池单元的电量和温度，控制器可以位于BMS内部，当第一电池单元的温度低于第一温度阈值，且多个第一电池单元的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，BMS控制均衡电路导通多个第一电池单元中电量最多的第一电池单元与加热器件，为加热器件供电，达到加热第一电池单元的目的。

上述储能系统的具体类型不做限制，例如，上述储能系统可以包括配电柜、换电柜或者车载设备。进一步的，上述储能系统还可以包括储能基站、电动汽车以及电动轮船等电子设备。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种供电装置，其特征在于，包括多个第一电池单元、均衡电路和加热器件；

所述均衡电路连接于多个所述第一电池单元和所述加热器件之间；所述第一电池单元通过所述均衡电路向所述加热器件供电，使得所述加热器件加热所述第一电池单元；

当所述第一电池单元的温度低于第一温度阈值时，所述均衡电路导通多个所述第一电池单元中的第一组电池单元与所述加热器件，为所述加热器件供电，其中，所述第一组电池单元的电量大于多个所述第一电池单元中除第一组电池单元之外的其他电池单元的电量，所述第一组电池单元中包括一个或多个所述第一电池单元。

2.如权利要求1所述的供电装置，其特征在于，还包括至少一个第二电池单元，多个所述第一电池单元串联成供电组，所述第二电池单元与所述供电组和所述均衡电路连接；

当所述第一电池单元的温度低于第一温度阈值，且多个所述第一电池单元的电量小于第一电量阈值时，所述均衡电路用于导通所述第二电池单元和所述加热器件，所述第二电池单元为所述加热器件供电。

3.如权利要求2所述的供电装置，其特征在于，还包括第一开关、第二开关和控制器；

所述供电装置包括第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极用于与外部设备连接；

所述供电组的第一端与所述第一电极连接，所述供电组的第二端与所述第二电极连接；

所述第一开关连接于所述供电组的第一端和所述供电装置的第一电极之间，所述第二开关连接于所述供电组的第一端和所述第二电池单元之间，所述第二电池单元连接于所述供电组的第一端和所述第一电极之间；

所述控制器与所述第一开关和所述第二开关连接。

4.如权利要求3所述的供电装置，其特征在于，所述控制器用于，当所述第一电池单元的温度低于第一温度阈值，且多个所述第一电池单元的电量小于第一电量阈值时，控制所述第二开关断开，所述第一开关闭合，所述第二电池单元用于通过所述均衡电路为所述加热器件供电。

5.如权利要求3或4所述的供电装置，其特征在于，所述控制器用于，当所述第一电池单元的温度高于或者等于第一温度阈值时，控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合，所述第二电池单元和所述供电组用于为外部设备供电。

6.如权利要求3或4所述的供电装置，其特征在于，所述控制器还用于：

当所述第二电池单元的电量小于或者等于第二电量阈值时，控制所述第二开关断开，所述第一开关闭合。

7.如权利要求1～6任一项所述的供电装置，其特征在于，所述均衡电路包括开关矩阵和第一直流/直流变换器，所述开关矩阵与所述第一直流/直流变换器连接；每个所述第一电池单元的两端分别通过所述开关矩阵与所述第一直流/直流变换器连接，所述第一直流/直流变换器与所述加热器件连接。

8.如权利要求1～6任一项所述的供电装置，其特征在于，所述均衡电路包括多个第二直流/直流变换器，每个所述第一电池单元与一个所述第二直流/直流变换器连接，多个所述第二直流/直流变换器分别与所述加热器件连接。

9.如权利要求8所述的供电装置，其特征在于，多个所述第二直流/直流变换器并联至总线，所述总线与所述加热器件连接。

10.如权利要求1～9任一项所述的供电装置，其特征在于，多个所述第一电池单元的电量差值大于或者等于第三电量阈值时，所述均衡电路用于导通多个所述第一电池单元中电量最多的所述第一电池单元与电量最少的所述第一电池单元，电量最多的所述第一电池单元为电量最少的所述第一电池单元充电。

11.如权利要求2～10任一项所述的供电装置，其特征在于，当多个所述第一电池单元的电量差值大于或等于所述第三电量阈值，且所述第二电池单元的电量小于或等于第四电量阈值时，所述均衡电路用于导通多个所述第一电池单元中电量最多的所述第一电池单元与所述第二电池单元，所述电量最多的第一电池单元为所述第二电池单元充电。

12.如权利要求11所述的供电装置，其特征在于，当多个所述第一电池单元的电量差值小于所述第三电量阈值且所述第二电池单元的电量小于或等于第四电量阈值时，所述均衡电路用于导通每个所述第一电池单元与所述第二电池单元，每个所述第一电池单元为所述第二电池单元充电。

13.如权利要求1～12任一项所述的供电装置，其特征在于，当所述第一电池单元的温度低于第一温度阈值，且多个所述第一电池单元的电量差值小于所述第三电量阈值时，所述均衡电路导通每个所述第一电池单元与所述加热器件，为所述加热器件供电。

14.一种储能系统，其特征在于，包括电池管理系统和如权利要求1～13任一项所述的供电装置，所述电池管理系统用于监控多个所述第一电池单元的温度和电量。