充放电控制方法、储能装置及电动车与流程

    专利查询2025-04-30  27


    本技术涉及电动车领域,尤其涉及一种充放电控制方法、储能装置及电动车。


    背景技术:

    1、目前电池电动车中,电池包内需连接多个电芯来供应能量,使用过程中会对其进行充放电,来循环使用电池包。然而因电芯制程或其它因素,每个电芯的内部阻抗与容量存在不同差异,长期进行充放电后,会因此造成不同程度的电压差。当个别电芯电压差异超过规范数值时,需要对其单体进行充电或放电,使模块内电芯的电压值能趋于平衡,此功能称之为“电芯平衡”。

    2、电芯平衡方式主要有两种,被动式平衡和主动式平衡。被动式平衡通过电阻来消耗能量,电芯将其多余能量通过电阻放电,转换成热量散逸来达成电芯平衡功能。主动式平衡则是将电芯多余的能量“搬移”到较少的电芯,当达到平衡点时停止充电。一般会使用电感、电容或变压器来作为电芯之间能量的搬运载体,搬移效率不佳且耗时。随着电池包中的电芯增多,使用的电感、电容也会增多,磁通量因距离,电圈比,效率会越来越差,且为增加磁感效应只能相邻间搬移,因此非常费时且效益不佳。


    技术实现思路

    1、为了解决现有技术中的问题,本技术提供一种充放电控制方法、储能装置及电动车,实现多个电芯的电压平衡的同时提升了充放电效率。

    2、本技术提供一种储能装置,所述储能装置包括:

    3、系统电池;

    4、多个电芯,多个所述电芯依次串联;

    5、充放电管理电路,与所述系统电池及多个所述电芯电连接;

    6、所述充放电管理电路用于获取多个所述电芯中电压最大的电芯和电压最小的电芯之间的电压差值,并在所述电压差值大于预设差值时,获取所述系统电池的电压值;

    7、若所述系统电池的电压值小于或等于预设电压值,断开电压最大的所述电芯与其他电芯的电连接,并控制电压最大的所述电芯向所述系统电池充电;若所述系统电池的电压值大于预设电压值,断开电压最小的所述电芯与其他电芯的电连接,并控制所述系统电池向电压最小的所述电芯充电。

    8、在一实施例中,所述多个电芯中的相邻两个所述电芯之间设置有隔离电路,所述隔离电路与所述充放电管理电路电连接;所述充放电管理电路还用于控制所述隔离电路接通/断开与所述隔离电路连接的两个电芯之间的电连接。

    9、在一实施例中,所述充放电管理电路包括:

    10、开关电路,所述开关电路具有多个第一端,所述开关电路的多个第一端与多个所述电芯一一对应电连接;

    11、充放电电路,所述充放电电路的第一端与所述开关电路的第二端电连接,所述充放电电路的第二端与所述系统电池电连接;

    12、控制电路,与所述开关电路的第三端电连接;所述控制电路用于在所述电压差值大于预设差值,且所述系统电池的电压值小于或等于预设电压值时,控制所述开关电路接通电压最大的所述电芯与所述充放电电路之间的通路,并控制所述充放电电路将电压最大的所述电芯输出的电压传输至所述系统电池;以及,在所述电压差值大于预设差值,且所述系统电池的电压值大于预设电压值时,控制所述开关电路接通电压最小的所述电芯与所述充放电电路之间的通路,并控制所述充放电电路将所述系统电池输出的电压传输至电压最小的所述电芯。

    13、在一实施例中,所述充放电电路包括第一开关部件、第二开关部件和变压器;

    14、所述第一开关部件的第一端与所述变压器的第一侧边的一端电连接,所述第一开关部件的第二端与多个所述电芯的负极所述系统电池电连接,所述第一开关部件的第三端与所述控制电路电连接;所述变压器的第一侧边的另一端与多个所述电芯的正极电连接;

    15、所述第二开关部件的第一端与所述变压器的第二侧边的一端电连接,所述第二开关部件的第二端与所述系统电池电连接,所述第二开关部件的第三端与所述控制电路电连接;所述变压器的第二侧边的另一端用于与所述系统电池电连接;

    16、所述控制电路用于在所述电压差值大于预设差值,且所述系统电池的电压值小于或等于预设电压值时,控制所述第一开关部件按照第一预设周期导通和断开,以及控制所述第二开关部件导通;所述控制电路还用于在所述电压差值大于预设差值,且所述系统电池的电压值大于预设电压值时,控制所述第一开关部件导通,以及控制所述第二开关部件按照第二预设周期导通和断开;所述变压器用于将所述电芯输出的电压传输至所述系统电池,或者,将所述系统电池输出的电压传输至所述电芯。

    17、在一实施例中,所述充放电电路还包括第一导通部件和第二导通部件;

    18、所述第一导通部件的第一端与所述系统电池电连接,所述第一导通部件的第二端与所述变压器的第二侧边的另一端电连接;所述第一导通部件的导通方向为所述变压器的第二侧边的另一端至所述系统电池;

    19、所述第二导通部件的第一端与多个所述电芯的正极电连接,所述第二导通部件的第二端与所述变压器的第一侧边的另一端电连接;所述第二导通部件的导通方向为所述变压器的第一侧边的另一端至所述电芯的正极。

    20、在一实施例中,所述充放电电路还包括第三开关部件和第四开关部件;第三开关部件和第四开关部件为具有体二极管的mos管;

    21、所述第三开关部件的第一端与所述系统电池电连接,所述第三开关部件的第二端与所述变压器的第二侧边的另一端电连接,所述第三开关部件的第三端与所述控制电路电连接;

    22、所述第四开关部件的第一端与多个所述电芯的正极电连接,所述第四开关部件的第二端与所述变压器的第一侧边的另一端电连接,所述第四开关部件的第三端与所述控制电路电连接;

    23、所述控制电路还用于在所述电压差值大于预设差值,且所述系统电池的电压值小于或等于预设电压值时,控制所述第三开关部件断开和所述第四开关部件导通;所述控制电路还用于在所述电压差值大于预设差值,且所述系统电池的电压值大于预设电压值时,控制所述第三开关部件导通和所述第四开关部件断开。

    24、在一实施例中,所述储能装置还包括:

    25、电压监控电路,与多个所述电芯和所述充放电管理电路分别电连接;所述电压监控电路用于检测多个所述电芯的电压。

    26、在一实施例中,所述充放电管理电路还用于在所述电压差值小于或等于预设差值,控制多个所述电芯均与所述系统电池电连接,或者,控制多个所述电芯均与所述系统电池断开电连接。

    27、本技术还提出一种充放电控制方法,应用于储能装置,所述储能装置用于与系统电池电连接,所述储能装置包括多个电芯,所述充放电控制方法包括:

    28、获取多个所述电芯中电压最大的电芯和电压最小的电芯之间的电压差值;

    29、若所述电压差值大于预设差值,获取所述系统电池的电压值;

    30、若所述系统电池的电压值小于或等于预设电压值,控制电压最大的所述电芯向所述系统电池充电;

    31、若所述系统电池的电压值大于预设电压值,控制所述系统电池向电压最小的所述电芯充电。

    32、本技术还提出一种电动车,所述电动车包括上述的储能装置。

    33、本技术根据多个电芯中电压最大的电芯和电压最小的电芯之间的电压差值确定多个电芯是否需要进行电压平衡,根据系统电池的电压值进行能量转换形式的确定,并利用系统电池进行能量转换,实现多个电芯的电压平衡的同时提升了充放电效率,减少了多个电芯在平衡电压时的能源浪费。


    技术特征:

    1.一种储能装置,其特征在于,所述储能装置包括:

    2.如权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述多个电芯中的相邻两个所述电芯之间设置有隔离电路,所述隔离电路与所述充放电管理电路电连接;所述充放电管理电路还用于控制所述隔离电路接通/断开与所述隔离电路连接的两个电芯之间的电连接。

    3.如权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述充放电管理电路包括:

    4.如权利要求3所述的储能装置,其特征在于,所述充放电电路包括第一开关部件、第二开关部件和变压器;

    5.如权利要求4所述的储能装置,其特征在于,所述充放电电路还包括第一导通部件和第二导通部件;

    6.如权利要求4所述的储能装置,其特征在于,所述充放电电路还包括第三开关部件和第四开关部件;第三开关部件和第四开关部件为具有体二极管的mos管;

    7.如权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述储能装置还包括:

    8.如权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述充放电管理电路还用于在所述电压差值小于或等于预设差值,控制多个所述电芯均与所述系统电池电连接,或者,控制多个所述电芯均与所述系统电池断开电连接。

    9.一种充放电控制方法,应用于储能装置,所述储能装置用于与系统电池电连接,所述储能装置包括多个电芯,其特征在于,所述充放电控制方法包括:

    10.一种电动车,其特征在于,所述电动车包括如权利要求1~8任一项所述的储能装置。


    技术总结
    本申请提供一种充放电控制方法、储能装置及电动车,储能装置包括系统电池、多个电芯和充放电管理电路。充放电管理电路用于获取多个电芯中电压最大的电芯和电压最小的电芯之间的电压差值和系统电池的电压值;若系统电池的电压值小于或等于预设电压值,控制电压最大的电芯向系统电池充电;若系统电池的电压值大于预设电压值,控制系统电池向电压最小的电芯充电。本申请根据多个电芯中电压最大的电芯和电压最小的电芯之间的电压差值确定多个电芯是否需要进行电压平衡,根据系统电池的电压值利用系统电池进行能量转换,实现多个电芯的电压平衡的同时提升了充放电效率。

    技术研发人员:吴贺珑
    受保护的技术使用者:鸿富锦精密工业(武汉)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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