CN108964155B - 动力电池均衡方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种动力电池均衡方法、装置及车辆，涉及车辆领域。该方法包括：利用具备充放电功能的均衡电池对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。这样就能避免出现电池单体的损坏问题，并克服了现有技术中利用连接到电池单体上的负载电阻进行均衡导致的能量损耗以及只能对电量最强的电池单体进行放电的缺陷。

Description

动力电池均衡方法、装置及车辆

技术领域

本公开涉及车辆领域，具体地，涉及一种动力电池均衡方法、装置及车辆。

背景技术

现有技术中，在动力电池的充放电过程中，电池间可能会出现荷电状态值不均衡的状态，又因为电池需要在一定的范围内进行充放电，因此在荷电状态值不均衡的状态下进行充放电时可能会造成电池的损坏。现有技术中对动力电池进行均衡的办法通常会采用令动力电池中的每一个电池单体通过一开关连接到一个负载电阻上，然后通过对该电池单体进行放电，来达到均衡的目的。这样只能对荷电状态值过高的电池单体进行均衡，而且该电池单体的电量也会通过负载电阻损耗掉。

发明内容

本公开的目的是提供一种动力电池均衡方法、装置及车辆，能够根据所述均衡电池的荷电状态值来使动力电池中的电池单体在荷电状态值过高的情况下进行放电，也能在荷电状态值过低的状态下进行充电，以保护动力电池充放电过程中电池单体的安全。

为了实现上述目的，本公开提供一种动力电池均衡方法，该方法包括：

利用具备充放电功能的均衡电池对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

可选的，所述利用具备充放电功能的均衡电池对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡，包括：

获取所述均衡电池的荷电状态值；

依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

可选的，所述依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡，包括：

在所述均衡电池的荷电状态值小于上限荷电状态安全阈值且大于下限荷电状态安全阈值的情况下，由所述均衡电池直接对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电；

在所述均衡电池的荷电状态值大于所述上限荷电状态安全阈值的情况下，由所述均衡电池直接对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电；

在所述均衡电池的荷电状态值小于所述下限荷电状态安全阈值的情况下，由需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体直接向所述均衡电池放电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电。

可选的，所述控制所述均衡电池的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值通过以下操作来实现：

利用电阻模块对所述均衡电池进行放电。

可选的，该方法还包括：

通过改变所述电阻模块的电阻值来改变所述均衡电池放电的速率。

可选的，所述控制所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值通过以下至少一种操作来实现：

(1)由所述动力电池中荷电状态值位于预设范围内的电池单体向所述均衡电池转移部分能量；以及

(2)由为所述动力电池进行充电的外接电源向所述均衡电池进行充电。

本公开还提供一种动力电池均衡装置，该装置包括：

动力电池均衡模块，用于利用具备充放电功能的均衡电池对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

可选的，所述动力电池均衡模块包括：

获取子模块，用于获取所述均衡电池的荷电状态值；

均衡子模块，用于依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

可选的，所述均衡子模块包括所述均衡电池、第一开关、变压器、多个第二开关和控制子模块，其中：

所述均衡电池、所述第一开关和所述变压器的第一线圈串联；

所述变压器具有多个第二线圈，所述动力电池的每个电池单体与其对应的所述第二开关和所述第二线圈串联；

所述控制子模块，用于依据所述均衡电池的荷电状态值来控制所述第一开关和相应的所述第二开关的闭合与断开，来对所述需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

可选的，所述均衡子模块还包括第三开关和电阻模块，其中，所述第三开关、所述电阻模块和所述均衡电池串联而形成对所述均衡电池放电的回路；和/或

所述变压器的第一线圈与所述变压器的第二线圈的匝数比是可调整的。

可选的，所述电阻模块的电阻值是可调整的。

可选的，所述控制子模块用于：

在所述均衡电池的荷电状态值小于上限荷电状态安全阈值且大于下限荷电状态安全阈值的情况下，控制所述第一开关和相应的所述第二开关的闭合与断开来实现所述均衡电池直接对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电；

在所述均衡电池的荷电状态值大于所述上限荷电状态安全阈值的情况下，通过控制所述第一开关和相应的所述第二开关的闭合与断开来控制所述均衡电池直接对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值之后，控制所述第一开关和相应的所述第二开关的闭合与断开来实现所述均衡电池接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电；

在所述均衡电池的荷电状态值小于所述下限荷电状态安全阈值的情况下，通过控制所述第一开关和相应的所述第二开关的闭合与断开来控制需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体直接向所述均衡电池放电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值之后，控制所述第一开关和相应的所述第二开关的闭合与断开来实现所述均衡电池对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电。

本公开还提供一种车辆，该车辆包括上面所述的动力电池均衡装置。

通过上述技术方案，利用具备充放电功能的均衡电池对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡，因此能够在动力电池中存在需要被充电或放电的电池单体时为其进行充电或放电，这样就能避免电池单体的损坏，并克服现有技术中利用连接到电池单体上的负载电阻进行均衡导致的能量损耗以及只能对电量最强的电池单体进行放电的缺陷。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡方法的流程图。

图2是根据一示例性实施例示出的又一动力电池均衡方法的流程图。

图3是根据一示例性实施例示出的又一动力电池均衡方法的流程图。

图4是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡装置的示意框图。

图5是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡装置中动力电池均衡模块的示意框图。

图6是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡装置中均衡子模块的示意框图。

附图标记说明

10获取子模块 20均衡子模块

1均衡电池 2第一开关

3变压器 4第二开关

5控制子模块 6第三开关

7电阻模块 8第二线圈

9第一线圈 100动力电池均衡模块

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

本公开的发明人发现，在动力电池的充放电过程中，电池单体间会出现电量不均衡的情况，如果不做电量均衡的话，会造成电池单体的过充或过放，造成电池损坏。例如，充电过程中，易发生有的电池单体的荷电状态值过高的情况，如果继续进行充电，则会造成该电池单体过充，而如果停止充电，则会造成其他电池单体充不满电的情况，这个时候就需要对该电量最强的电池单体进行均衡放电。再例如，在放电过程中，易发生有的电池单体的荷电状态值过低的情况，如果继续进行放电，则会造成该电池单体的过放，而如果停止放电，则会造成其他电池单体有电，进而浪费能量，降低使用动力电池的车辆的续航里程，因此这个时候，就需要对该最弱的电池单体进行均衡充电。

因此，如果能够使用一块电池作为均衡电池，主动对不均衡的电池单体进行充放电，例如使荷电状态值高的电池单体给均衡电池充电，使均衡电池给荷电状态值低的电池单体充电，那么就能够达到电池单体之间的电量均衡目的，从而既能够避免在充电过程中由于个别电池单体的荷电状态值过高而导致充不满电的情况发生，又能够避免在放电过程中由于个别电池单体的荷电状态值过低而影响车辆续航里程，并且还能够保护动力电池，克服现有技术中利用连接到电池单体上的负载电阻进行均衡导致的能量损耗以及只能对电量最强的电池单体进行放电的缺陷。

以下对根据本公开的实施例进行详细描述。

图1是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡方法的流程图。如图1所示，所述方法包括步骤S101。

在步骤S101中，利用具备充放电功能的均衡电池对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

通过上述技术方案，利用所述具备充放电功能的均衡电池来对所述动力电池进行均衡操作，因此能够在动力电池中存在需要被充电或放电的电池单体时为其进行充电或放电，这样就能避免动力电池中的电池单体由于荷电状态值不均衡导致的损坏，并克服了现有技术中利用连接到电池单体上的负载电阻进行均衡导致的能量损耗以及只能对电量最强的电池单体进行放电的缺陷。

图2是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡方法的流程图。如图2所示，所述方法包括步骤S201和步骤S202。

在步骤S201中，获取所述均衡电池的荷电状态值。

所述均衡电池的荷电状态值可以通过电量检测设备来获取，例如电池管理***等。

在步骤S202中，依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

在获取所述均衡电池的荷电状态值之后，针对均衡电池的荷电状态值所处的不同区间来对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。例如，当均衡电池的荷电状态值过低时，则不能够为动力电池中需要充电的电池单体进行充电，当均衡电池的荷电状态值过高时，则不能够为动力电池中需要放电的电池单体进行放电等。

通过上述技术方案，首先获取所述均衡电池的荷电状态值，然后依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡，这样就能够在保障均衡电池的荷电状态值在允许的范围内时对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电的操作，以避免电池单体或均衡电池的损坏，并克服了现有技术中利用连接到电池单体上的负载电阻进行均衡导致的能量损耗以及只能对电量最强的电池单体进行放电的缺陷。

在一种可能的实施方式中，步骤S202中所述的依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡，可以包括：

(1)在所述均衡电池的荷电状态值小于上限荷电状态安全阈值且大于下限荷电状态安全阈值的情况下，由所述均衡电池直接对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电；

(2)在所述均衡电池的荷电状态值大于所述上限荷电状态安全阈值的情况下，由所述均衡电池直接对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电；

(3)在所述均衡电池的荷电状态值小于所述下限荷电状态安全阈值的情况下，由需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体直接向所述均衡电池放电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电。

其中，这里所述的上限荷电状态安全阈值和下限荷电状态安全阈值可以根据实际情况来设置，本公开对此不进行限制。

通过在对动力电池中的电池单体进行能量均衡时考虑均衡电池的荷电状态值，既能够实现动力电池中电池单体的能量均衡，又能够保护均衡电池，避免均衡电池的过充或过放。例如，如果均衡电池的荷电状态值大于上限荷电状态安全阈值且需要被均衡的电池单体都是需要放电的电池单体，则均衡电池不会直接接收需要放电的电池单体的放电，而是会首先进行放电并在均衡电池的荷电状态值变成小于上限荷电状态安全阈值之后才开始接收需要放电的电池单体的放电，这样就能够避免均衡电池的过充。再例如，如果均衡电池的荷电状态值小于下限荷电状态安全阈值且需要被均衡的电池单体都是需要充电的电池单体，则均衡电池不会直接对需要充电的电池单体的充电，而是会首先补充能量并在均衡电池的荷电状态值变成大于下限荷电状态安全阈值之后才开始对需要充电的电池单体进行充电，这样就能够避免均衡电池的过放。

图3是根据一示例性实施例示出的又一动力电池均衡方法的流程图。如图3所示，除了包括图2中所示的步骤S201之外，还包括步骤S301至步骤S316。

在步骤S301中，判断均衡电池的荷电状态值是否大于上限荷电状态安全阈值，如果是，则转至步骤S302，如果否，则转至步骤S303。

在步骤S302中，判断电池单体中是否有需要被均衡的电池单体，如果是，则转至步骤S305，如果否，则转至步骤S304。

在步骤S304中，控制均衡电池的荷电状态值降至小于上限荷电状态安全阈值，以保护均衡电池。

在步骤S305中，判断需要被均衡的电池单体中是否既有需要被充电的电池单体又有需要放电的电池单体，如果是，则转至步骤S307，如果否，则转至步骤S306。

在步骤S307中，由所述均衡电池直接对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电。

在步骤S306中，判断需要被均衡的电池单体中是否只有需要被充电的电池单体，如果是，则转至步骤S308，如果否，则转至步骤S309。

在步骤S308中，由所述均衡电池直接对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电。

在步骤S309中，在控制所述均衡电池的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电，因为此时需要被均衡的电池单体中只有需要被放电的电池单体。

在步骤S303中，判断均衡电池的荷电状态值是否小于下限荷电状态安全阈值，如果是，则转至步骤S311，如果否，则转至步骤S310。

在步骤S310中，由所述均衡电池直接对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电，因为此时均衡电池的荷电状态值位于下限荷电状态安全阈值与上限荷电状态安全阈值之间。

在步骤S311中，由于此时均衡电池的荷电状态值小于下限荷电状态安全阈值，所以需要先判断电池单体中是否有需要被均衡的电池单体。如果有，则转至步骤S312，如果无，则可以不采取任何操作或者控制均衡电池的荷电状态值上升至大于下限荷电状态安全阈值。

在步骤S312中，判断需要被均衡的电池单体中是否既有需要被充电的电池单体又有需要放电的电池单体，如果是，则转至步骤S313，如果否，则转至步骤S314。

在步骤S313中，由需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体直接向所述均衡电池放电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电。

在步骤S314中，判断需要被均衡的电池单体中是否只有需要被充电的电池单体，如果是，则转至步骤S315，如果否，则转至步骤316。

在步骤S315中，由于需要被均衡的电池单体中只有需要被充电的电池单体，所以需要在在控制所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电。

在步骤S316中，需要被均衡的电池单体中只有需要放电的电池单体，所以可以直接由需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体直接向所述均衡电池放电。

上述步骤是依据均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡的均衡执行方式。当均衡电池的荷电状态值大于上限荷电状态安全阈值时，可以执行为需要充电的电池单体进行充电的均衡操作，但是需要在均衡电池的荷电状态值降至小于上限荷电状态安全阈值后才能进行为需要放电的电池单体放电的均衡操作。当均衡电池的荷电状态值小于下限荷电状态安全阈值的情况下，可以执行为需要放电的电池单体进行放电的均衡操作，但是需要在均衡电池的荷电状态值上升至大于下限荷电状态安全阈值之后才能为需要充电的电池单体进行充电的均衡操作。在均衡电池的荷电状态值小于上限荷电状态安全阈值且大于下限荷电状态安全阈值的情况下，可以直接执行由均衡电池向需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体充电并接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电。从而在同时存在需要放电的电池单体和需要充电的电池单体时，均衡电池可以在保障自身的荷电状态值处于合理范围内的情况下，同时实现需要放电的电池单体的放电和需要充电的电池单体的充电。

因此，通过图3所示的技术方案，给出了一种具体的根据均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡的执行方法，进一步保障了在均衡电池的电荷状态值在安全范围内时才会对动力电池中需要均衡的电池单体进行均衡，而且既能够实现需要充电的电池单体的充电，又能够实现需要放电的电池单体的放电，克服了现有技术中利用连接到电池单体上的负载电阻进行均衡导致的能量损耗以及只能对电量最强的电池单体进行放电的缺陷。

在一种可能的实施方式中，均衡电池的荷电状态值下降至小于上限荷电状态安全阈值可以通过以下操作来实现：利用电阻模块对均衡电池进行放电。其中，电阻模块可以是单个固定阻值的电阻，也可以是多个并联的固定阻值的电阻，这多个并联的电阻能够通过开关依次被选通以改变对均衡电池放电的电阻模块的阻值，还可以是可变电阻。通过将所述电阻模块与均衡电池串联的方式，即可利用电阻模块对均衡电池进行放电，这样就能在均衡电池的荷电状态值大于上限荷电状态安全阈值时及时地将均衡电池的荷电状态值降至上限荷电状态安全阈值以下，以保护均衡电池，也使得均衡电池能够在动力电池中有需要被放电的电池单体时及时地对其进行放电的均衡操作。

在一种可能的实施方式中，该方法还包括：通过改变所述电阻模块的电阻值来改变所述均衡电池放电的速率。

若所述电阻模块为多个并联的固定阻值的电阻时，可以为每个电阻串联一个开关以通过开关的通断来调节电阻模块的电阻值，若所述电阻模块为可变电阻时，可以直接通过调节可变电阻的电阻值来改变电阻模块的电阻值，从而来改变均衡电池放电的速率。电阻模块的电阻值越高，均衡电池的放电速率越快。

另外，电阻模块的电阻值可以根据实际情况来进行调节。例如，在均衡电池的荷电状态值大于上限荷电状态安全阈值且电池单体中有需要放电的电池单体的情况下，需要均衡电池的荷电状态值尽快地降至上限荷电状态安全阈值以下，此时则可以将电阻模块的电阻值调高，以达到快速放电的目的；反之，在不需要对均衡电池进行快速放电时，则可以将电阻模块的电阻值调至正常值，对均衡电池进行正常速率的放电即可。

通过上述技术方案，可以通过改变电阻模块的电阻值来改变均衡电池放电的速率，这样就能在需要对均衡电池进行快速放电的情况下通过增加电阻模块的电阻值来达到对均衡电池进行快速放电的目的，进而有利于快速地实现需要放电的电池单体的放电。

在一种可能的实施方式中，均衡电池的荷电状态值上升至大于下限荷电状态安全阈值可以通过以下至少一种操作来实现：

(1)由动力电池中荷电状态值位于预设范围内的电池单体向所述均衡电池转移部分能量。

在均衡电池的荷电状态值低于下限荷电状态安全阈值且动力电池中存在需要充电的电池单体时，均衡电池的荷电状态值需要尽快上升至大于下限荷电状态安全阈值，此时可以利用动力电池中无需进行均衡且荷电状态值位于预设范围内的电池单体向均衡电池转移部分能量，以达到为需要被均衡的电池单体中需要充电的电池单体充电的目的。所述预设范围是指电池单体的荷电状态值的安全范围，其可以根据实际情况进行设置，本公开对此不做限制。若单个电池单体无法将均衡电池的荷电状态值上升至大于下限荷电状态安全阈值，则可以通过多个满足上述条件的电池单体为均衡电池转移能量，直至均衡电池的荷电状态值上升至大于下限荷电状态安全阈值。

(2)由为所述动力电池进行充电的外接电源向所述均衡电池进行充电。

例如，在所述外接电源在为所述动力电池进行充电的过程中，出现了所述均衡电池的荷电状态值小于所述下限荷电状态安全阈值的情况，此时即可以利用所述外接电源来为所述均衡电池充电以使所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值。

因此，通过利用荷电状态值位于预设范围内的电池单体或者为动力电池充电的外接电源向均衡电池转移部分能量使得均衡电池的荷电状态值尽快上升至大于下限荷电状态安全阈值，以对动力电池中需要充电的电池单体进行充电的均衡操作，这样就能够进一步保障均衡电池能够在动力电池中出现需要充电的电池单体时及时地对其进行充电均衡操作。

图4是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡装置的示意框图。如图4所示，所述装置中包括动力电池均衡模块100。

所述动力电池均衡模块100，用于利用具备充放电功能的均衡电池对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

通过上述技术方案，由所述动力电池均衡模块100来利用具备充放电功能的均衡电池来对所述动力电池进行均衡操作，因此能够在所述动力电池中存在需要被充电或放电的电池单体时为其进行充电或放电，这样就能避免动力电池中的电池单体由于荷电状态值不均衡导致的损坏，并克服了现有技术中利用连接到电池单体上的负载电阻进行均衡导致的能量损耗以及只能对电量最强的电池单体进行放电的缺陷。

图5是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡装置中动力电池均衡模块100的示意框图。如图5所示，所述动力电池均衡模块100中包括获取子模块10和均衡子模块20。该获取子模块10用于获取所述均衡电池的荷电状态值。该均衡子模块20用于依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

通过上述技术方案，首先由所述获取子模块10获取所述均衡电池的荷电状态值，然后由所述均衡子模块20依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡，这样就能够在保障均衡电池的荷电状态值在允许的范围内时对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电的操作，以避免电池单体或均衡电池的损坏，并克服了现有技术中利用连接到电池单体上的负载电阻进行均衡导致的能量损耗以及只能对电量最强的电池单体进行放电的缺陷。

图6是根据一示例性实施例示出的一种动力电池均衡装置中均衡子模块20的示意框图。如图6所示，所述均衡子模块20包括所述均衡电池1、第一开关2、变压器3、多个第二开关4和控制子模块5，其中：

所述均衡电池1、所述第一开关2和所述变压器3的第一线圈9串联；

所述变压器3具有多个第二线圈8，所述动力电池的每个电池单体与其对应的所述第二开关4和所述第二线圈8串联；

所述控制子模块5，用于依据所述均衡电池1的荷电状态值来控制所述第一开关2和相应的所述第二开关4的闭合与断开，来对所述需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

其中，为了避免附图的凌乱，在图6中，只示意性地示出了控制子模块5与其中一个第二开关4的连接关系，但实际上控制子模块5与每一个第二开关4都连接，以控制各个第二开关4的断开和闭合。

在一种可能的实施方式中，所述控制子模块5，用于执行以下操作：

(1)在所述均衡电池1的荷电状态值小于上限荷电状态安全阈值且大于下限荷电状态安全阈值的情况下，控制所述第一开关2和相应的所述第二开关4的闭合与断开来实现所述均衡电池1直接对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电；

(2)在所述均衡电池1的荷电状态值大于上限荷电状态安全阈值的情况下，通过控制所述第一开关2和相应的所述第二开关4的闭合与断开来控制所述均衡电池1直接对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电，并在控制所述均衡电池1的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值之后，控制所述第一开关2和相应的所述第二开关4的闭合与断开来实现所述均衡电池1接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电；

(3)在所述均衡电池1的荷电状态值小于下限荷电状态安全阈值的情况下，通过控制所述第一开关2和相应的所述第二开关4的闭合与断开来控制需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体直接向所述均衡电池1放电，并在控制所述均衡电池1的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值之后，控制所述第一开关2和相应的所述第二开关4的闭合与断开来实现所述均衡电池1对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电。

通过上述技术方案，给出了所述控制子模块5控制所述第一开关2和相应的第二开关4的操作，从而能在所述均衡电池1的荷电状态值大于上限荷电状态安全阈值的情况下对所述动力电池中需要均衡的电池单体进行充电或放电，这样就能保障所述均衡电池1在荷电状态值过高的情况下也能在保障自身安全的情况下对所述动力电池中的电池单体进行能量均衡。还能在所述均衡电池1的荷电状态值小于下限荷电状态安全阈值的情况下对所述动力电池中需要均衡的电池单体进行充电或放电，这样就能保障所述均衡电池1在荷电状态值过低的情况下也能在保障自身安全的情况下对所述动力电池中的电池单体进行能量均衡。

在一种可能的实施方式中，如图6所示，所述均衡子模块20还包括第三开关6和电阻模块7。其中，所述第三开关6、所述电阻模块7和所述均衡电池1串联而形成对所述均衡电池1放电的回路。这样，就能够利用电阻模块7对均衡电池1进行放电，从而能够在均衡电池1的荷电状态值大于上限荷电状态安全阈值时及时地将均衡电池1的荷电状态值降至上限荷电状态安全阈值以下，以保护均衡电池1，进而能够在动力电池中有需要被放电的电池单体时由均衡电池1及时地对其进行放电的均衡操作。

在一种可能的实施方式中，所述电阻模块7的电阻值是可调整的。这样，就可以通过改变电阻模块7的电阻值来改变均衡电池1放电的速率，从而能在需要对均衡电池1进行快速放电的情况下通过增加电阻模块7的电阻值来达到对均衡电池1进行快速放电的目的。

另外，变压器3的第一线圈9与变压器3的第二线圈8的匝数比是可调整的。这样，通过改变变压器3的第一线圈9与变压器3的第二线圈8的匝数比，可以改变均衡电池1与需要被均衡的电池单体之间的能量转移方向。例如，均衡电池1的荷电状态值低于需要被均衡的电池单体的荷电状态值、但需要均衡电池1向需要均衡的电池单体进行充电时，可以通过改变变压器3的第一线圈9与变压器3的与需要均衡的电池单体相对应的第二线圈8的匝数比来完成。

另外，第三开关6的通断、电阻模块7中的开关的通断以及变压器3的匝数比的改变，都可以利用控制子模块5来控制。

另外，根据本公开实施例的装置中各个模块及其所执行的操作的具体实现方式已经在根据本公开实施例的方法中结合附图1-3进行了详细描述，此处不再赘述。

本公开还提供一种车辆，该车辆包括上述的动力电池均衡装置。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种动力电池均衡方法，其特征在于，该方法包括：

获取均衡电池的荷电状态值；

依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡；

其中，依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡，包括：

在所述均衡电池的荷电状态值小于下限荷电状态安全阈值的情况下，控制所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电；

其中，所述控制所述均衡电池的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值通过以下至少一种操作来实现：

(1)由所述动力电池中荷电状态值位于预设范围内的电池单体向所述均衡电池转移部分能量；以及

(2)由为所述动力电池进行充电的外接电源向所述均衡电池充电。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡，还包括：

在所述均衡电池的荷电状态值小于上限荷电状态安全阈值且大于下限荷电状态安全阈值的情况下，由所述均衡电池直接对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电；

在所述均衡电池的荷电状态值大于所述上限荷电状态安全阈值的情况下，由所述均衡电池直接对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电，并在控制所述均衡电池的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值之后由所述均衡电池接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述均衡电池的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值通过以下操作来实现：

利用电阻模块对所述均衡电池进行放电。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

通过改变所述电阻模块的电阻值来改变所述均衡电池放电的速率。

5.一种动力电池均衡装置，其特征在于，该装置包括：

动力电池均衡模块(100)，用于利用具备充放电功能的均衡电池对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡；

其中，所述动力电池均衡模块(100)包括：

获取子模块(10)，用于获取所述均衡电池的荷电状态值；

均衡子模块(20)，用于依据所述均衡电池的荷电状态值对动力电池中需要被均衡的电池单体进行能量均衡；

所述均衡子模块(20)包括所述均衡电池(1)、第一开关(2)、多个第二开关(4)和控制子模块(5)，所述控制子模块(5)用于：

在所述均衡电池(1)的荷电状态值小于下限荷电状态安全阈值的情况下，控制所述动力电池中荷电状态值位于预设范围内的电池单体向所述均衡电池(1)转移部分能量，和/或，控制为所述动力电池进行充电的外接电源向所述均衡电池(1)充电，并在控制所述均衡电池(1)的荷电状态值上升至大于所述下限荷电状态安全阈值之后，控制所述第一开关(2)和相应的所述第二开关(4)的闭合与断开来实现所述均衡电池(1)对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述均衡子模块(20)还包括变压器(3)，其中：

所述均衡电池(1)、所述第一开关(2)和所述变压器(3)的第一线圈(9)串联；

所述变压器(3)具有多个第二线圈(8)，所述动力电池的每个电池单体与其对应的所述第二开关(4)和所述第二线圈(8)串联；

所述控制子模块(5)，用于依据所述均衡电池(1)的荷电状态值来控制所述第一开关(2)和相应的所述第二开关(4)的闭合与断开，来对所述需要被均衡的电池单体进行能量均衡。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述均衡子模块(20)还包括第三开关(6)和电阻模块(7)，其中，所述第三开关(6)、所述电阻模块(7)和所述均衡电池(1)串联而形成对所述均衡电池(1)放电的回路；和/或

所述变压器(3)的第一线圈(9)与所述变压器(3)的第二线圈(8)的匝数比是可调整的。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电阻模块(7)的电阻值是可调整的。

9.根据权利要求6至8中任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述控制子模块(5)用于：

在所述均衡电池(1)的荷电状态值小于上限荷电状态安全阈值且大于下限荷电状态安全阈值的情况下，控制所述第一开关(2)和相应的所述第二开关(4)的闭合与断开来实现所述均衡电池(1)直接对动力电池中需要被均衡的电池单体进行充电或放电；

在所述均衡电池(1)的荷电状态值大于所述上限荷电状态安全阈值的情况下，通过控制所述第一开关(2)和相应的所述第二开关(4)的闭合与断开来控制所述均衡电池(1)直接对需要被均衡的电池单体中需要被充电的电池单体进行充电，并在控制所述均衡电池(1)的荷电状态值下降至小于所述上限荷电状态安全阈值之后，控制所述第一开关(2)和相应的所述第二开关(4)的闭合与断开来实现所述均衡电池(1)接收需要被均衡的电池单体中需要放电的电池单体的放电。

10.一种车辆，其特征在于，该车辆包括根据权利要求5至9中任一权利要求所述的动力电池均衡装置。

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