CN112994191A - 一种电流控制单元、供电装置及车辆 - Google Patents

一种电流控制单元、供电装置及车辆 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电流控制单元、供电装置及车辆，该电流控制单元包括供电模块、控制模块、二极管模块、输出端口和输入端口，控制模块用于获取二极管模块的第一温度信息，根据第一温度信息控制二极管模块的压降，以对供电模块的输出电流进行调整，有利于在向负载供电时对内部供电模块的输出电流进行控制，以减轻因输出电流过大对供电模块的使用寿命和安全性带来的不利影响。该供电装置包括M个上述电流控制单元，M个电流控制单元并联后向负载充电，供电装置结构简单，单个装置可使用不同类别、不同物理特性的供电模块，装置可以低成本实现内部供电模块输出电流均衡，有利于提高供电装置的使用寿命、安全性和可靠性。该车辆包括此供电装置。

Description

一种电流控制单元、供电装置及车辆
技术领域
本发明属于电子领域，尤其涉及一种电流控制单元、供电装置及车辆。
背景技术
随着锂电池技术的不断变革，锂电池的成本逐步降低，其应用的领域也越来越广泛。锂电池在各种场景的应用中，并联使用是一种常规现象。通过锂电池的并联，可以设计出针对不同应用场合的各种容量的电池组。通常情况下，相同规格和相同性能的锂电池组并联使用不会存在问题，但是当并联的锂电池组来自于不同的生产厂家时，锂电池组在并联使用时存在多种隐患，尤其是在锂电池组放电时，不同的锂电池组之间的输出电流大小很难一致，会导致某些锂电池组的输出电流过大，引起电池组的损坏，同时，也会带来锂电池组应用安全的问题，甚至可能导致起火现象。如何实现不同规格的锂电池组并联时的输出电流均衡，从而抑制单个锂电池组的输出电流过大，越来越受到人们的重视。
目前，为了抑制锂电池组并联使用时的不均衡现象，通常采用预先对锂电池组进行筛选测试的方式，挑选出同一生产厂家生产的同一批次电池组进行并联，以确保并联使用的多个锂电池组的放电物理性能的一致性，进而从物理上确保不同锂电池组在放电过程的一致性。这样的方式人力、物力消耗大，并且，随着锂电池组使用时间的增加，不同的锂电池组的物理特性的变化很难保持一致。同时，此种做法并不能有效解决新能源汽车上退役梯次锂电池的再利用问题。因此，如何更高效、更经济的解决锂电池组并联问题变得越来越有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种电流控制单元、供电装置及车辆，以期对供电模块的输出电流进行控制，避免供电模块输出电流过大影响供电模块使用寿命；以及在不同供电模块并联使用场景中，均衡不同供电模块之间的输出电流，减轻传统锂电池并联使用过程中因不同电池组输出电流不均衡，单个电池组输出电流过大对电池组使用寿命和安全性带来的不利影响；有利于实现新能源汽车退役梯次锂电池的再应用，提高资源利用率。
为了实现上述目的，本发明提供一种电流控制单元，包括供电模块、控制模块、二极管模块、输出端口和输入端口，所述控制模块连接所述二极管模块，所述二极管模块的正极连接供电模块的输出端，所述二极管模块的负极连接所述输出端口，所述供电模块的输入端连接所述输入端口；所述输出端口和所述输入端口用于连接负载；
所述控制模块用于获取所述二极管模块的第一温度信息，根据所述第一温度信息控制所述二极管模块的压降，以对所述供电模块的输出电流进行调整。
进一步的，所述二极管模块中包括多个串联的子二极管模块，每个子二极管模块在处于未被短路状态时导通，所述第一温度信息包括处于导通状态的子二极管模块的温度信息；在所述根据所述第一温度信息，控制所述二极管模块的压降方面，所述控制模块具体用于：在处于导通状态的第一子二极管模块的温度信息表征所述第一子二极管模块温度高于第一预设温度时，控制与所述第一子二极管模块对应的第二子二极管模块处于未被短路状态。
进一步的，所述电流控制单元还包括至少一个开关模块，所述控制模块分别连接每个开关模块的控制端口，所述至少一个开关模块包括第一开关模块，所述第一开关模块的第一端连接所述第二子二极管模块的正极，所述第一开关模块的第二端连接所述第二子二极管模块的负极；在所述控制所述第二子二极管模块处于未被短路状态方面，所述控制模块具体用于：通过所述第一开关模块的控制端口，控制所述第一开关模块的通断状态为断开状态。
进一步的，所述电流控制单元还用于：在所述第一子二极管模块的温度信息表征所述第一子二极管模块的温度低于第二预设温度值时，控制所述第二子二极管模块处于被短路状态。
进一步的，所述电流控制单元还包括至少一个开关模块，所述控制模块分别连接每个开关模块的控制端口，所述至少一个开关模块包括第一开关模块，所述第一开关模块的第一端连接所述第二子二极管模块的正极，所述第一开关模块的第二端连接所述第二子二极管模块的负极；在所述控制所述第二子二极管模块处于被短路状态方面，所述控制模块具体用于：控制所述第二子二极管模块对应的第一开关模块的通断状态为导通状态。
进一步的，所述二极管模块还包括至少一个温度采集子模块，所述控制模块分别连接所述至少一个温度采集子模块，每个所述温度采集子模块设置在一个子二极管模块上，所述至少一个温度采集子模块中第一温度采集子模块设置在所述第一子二极管模块上，所述第一温度采集子模块用于采集所述第一子二极管模块的温度信息；在所述获取所述二极管模块的第一温度信息方面，所述控制模块具体用于：通过设置在所述处于导通状态的子二极管模块上的温度采集子模块，获取所述处于导通状态的子二极管模块的温度信息。
进一步的，所述子二极管模块包括二极管。
进一步的，所述开关模块包括继电器。
本发明还提供一种供电装置，该供电装置包括M个上述电流控制单元，每个电流控制单元的输出端口合路后用于连接负载的第一端，每个电流控制单元的输入端口合路后用于连接所述负载的第二端，M为正整数。
本发明还提供一种车辆，该车辆包括负载和上述供电装置，该供电装置和该负载连接。
本发明的有益效果：
1、本发明提供一种电流控制单元，包括供电模块、控制模块、二极管模块、输出端口和输入端口，控制模块连接二极管模块，二极管模块的正极连接供电模块的输出端，二极管模块的负极连接输出端口，供电模块的输入端连接输入端口；输出端口和输入端口用于连接负载；控制模块用于获取二极管模块的第一温度信息，根据第一温度信息控制二极管模块的压降，以对供电模块的输出电流进行调整。有利于在向负载供电时对内部供电模块的输出电流进行控制，以避免因输出电流过大引起供电模块的损坏，提高供电模块的使用寿命和安全性。
2、本发明提供一种供电装置，包括M个上述电流控制单元，M个电流控制单元并联后向负载充电，供电装置结构简单，单个装置可使用不同类别、不同物理特性的供电模块，装置可以低成本实现内部供电模块输出电流均衡，有利于提高供电装置的使用寿命、安全性和可靠性。应用在新能源汽车锂电池再利用领域时，有利于实现新能源汽车退役梯次锂电池的再应用，提高资源利用率。
3、本发明提供一种车辆，包括上述供电装置和负载，该充电装置连接该负载。车辆中供电装置在向负载供电时，内部不同供电模块的输出电流保持相对均衡，有利于提高车辆并联供电模块的供电装置的使用寿命、安全性和可靠性。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明提供的一种电流控制单元的电路原理示意图；
图2是二极管的温度和电流的关系曲线示意图；
图3是本发明提供的一种二极管模块的电路原理示意图；
图4是本发明提供的另一种二极管模块的电路原理示意图；
图5是本发明提供的一种开关模块的电路原理示意图；
图6是本发明提供的另一种开关模块的电路原理示意图；
图7是本发明提供的另一种开关模块的电路原理示意图；
图8是本发明提供的另一种开关模块的电路原理示意图；
图9是本发明提供的另一种二极管模块的电路原理示意图；
图10是本发明提供的另一种二极管模块的电路原理示意图；
图11是本发明提供的另一种电流控制单元的电路原理示意图；
图12是本发明提供的一种供电装置的电路原理示意图；
图13是本发明提供的另一种供电装置的电路原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
实施例1：
参照图1，图1是本发明提供的一种电流控制单元的电路原理示意图。本实施例提供了一种电流控制单元，包括：供电模块、控制模块、二极管模块、输出端口和输入端口，所述控制模块连接所述二极管模块，所述二极管模块的正极连接供电模块的输出端，所述二极管模块的负极连接所述输出端口，所述供电模块的输入端连接所述输入端口；所述输出端口和所述输入端口用于连接负载；
所述控制模块用于获取所述二极管模块的第一温度信息，根据所述第一温度信息控制所述二极管模块的压降，以对所述供电模块的输出电流进行调整。
其中，单个供电模块可以是一个电池或者是由多个电池组成的电池组，例如锂电池和锂电池组。
实际应用中，供电模块需要向负载提供预设值的输出电压时，根据实际输出需求的不同，供电模块的输出电流也不尽相同，供电模块输出电流较大会带来诸多不利影响，因此在供电模块根据负载需求电压进行输出时，需要对其输出电流进行控制以避免供电模块长期处于输出电流过大的状态。
具体的，参照图2，图2是二极管的温度和电流的关系曲线示意图。由于二极管模块的温度与流经二极管模块的电流之间呈现正比例关系，因此通过对电路进行调控，以使得电路中二极管模块的温度在一定的合理范围内时，间接说明电路中的电流也被控制在了合理范围内。由于串联在供电模块和负载回路中的二极管模块在导通状态下会产生压降，因此，通过调节供电模块和负载回路中串联的二极管模块的压降，可以实现将供电模块的输出电流控制在合路的范围内。综上所述，通过在供电模块和负载的供电回路中设置二极管模块，并根据二极管模块的温度信息调整该二极管模块的压降，可以实现对供电模块的输出电流的控制。
在本实施例中，所述二极管模块中包括多个串联的子二极管模块，每个子二极管模块在处于未被短路状态时导通，所述第一温度信息包括处于导通状态的子二极管模块的温度信息；在所述根据所述第一温度信息，控制所述二极管模块的压降方面，所述控制模块具体用于：
在处于导通状态的第一子二极管模块的温度信息表征所述第一子二极管模块温度高于第一预设温度时，控制与所述第一子二极管模块对应的第二子二极管模块处于未被短路状态。
其中，第一子二极管模块可以是多个子二极管模块中任意一个子二极管模块，第二子二极管模块为多个子二极管模块中不同于第一子二极管模块的一个子二极管模块，或者多个相邻子二极管模块。也就是说通过多个子二极管模块中的一个子二极管模块的温度，相应的控制其他一个或多个子二极管模块是否处于未短路状态。
具体实现中，参照图3，图3是本发明提供的一种二极管模块的电路原理示意图。子二极管模块可以是二极管，一个二极管模块可包括多个子二极管模块（图3中仅示例性的示出了3个子二极管模块，由于第一子二极管模块和第二子二极管模块可以从多个子二极管模块中随意选择，图3中并未特别示出，此外，实际应用中子二极管数量可以更多或者更少，此处不做具体限定）。
其中，每个子二极管模块在处于未被短路状态时导通，即串联的多个子二极管模块中，除两端的子二极管模块以外，每个子二极管模块的正极连接与其相邻的一个子二极管模块的负极，每个子二极管模块的负极连接与其相邻的另一子二极管模块的正极，串联子二极管模块中一个末端的子二极管模块正极可作为整个二极管模块的正极，连接供电模块输出端，另一末端的子二极管模块负极作为整个二极管模块的负极，连接整个电流控制单元的输出端口。
具体实现中，可以通过串联的多个子二极管模块中一个子二极管模块的温度信息，控制另一个子二极管模块是否被短路。举例来说，参照图4，图4是本发明提供的另一种二极管模块的电路原理示意图，以子二极管模块为二极管为例，图4中仅示意性的示出了多个子二极管模块中的D1、D2和DN。例如可以根据子二极管模块D1的温度信息，控制子二极管模块D2的温度信息，并根据子二极管模块D2的温度信息，控制子二极管模块DN的温度信息，以此类推，串联的子二极管模块中一个子二极管的导通状态受某个子二极管模块的温度信息影响，且该子二极管模块的温度信息同样可用于控制其他子二极管模块的导通状态。
实际应用中，一个二极管模块的温度信息可用于控制一个子二极管模块是否处于被短路状态，或者，在需要对电流值进行快速调节的情况下，一个子二极管模块的温度信息可用于同时确定多个子二极管模块是否处于被短路状态，此处不做具体限定。此外，多个子二极管模块中可以包括一个或多个始终处于导通状态的子二极管模块，以根据其温度信息开始二极管模块压降的调控，始终处于导通状态的子二极管的数量同样可以基于实际需求进行设置，例如设置为一个。
具体的，由于二极管温度和流经该二极管的电流呈正比例关系，即子二极管模块的温度越高，电路中电流越大，在已导通的子二极管模块的温度超过第一预设温度时，说明电路中供电单元的输出电路超过了预设的电流值，此时可以增加电路中处于导通状态的子二极管模块的数量，以提高二极管模块的整体压降。如图3和图4所示，导通的子二极管模块数量增加，VN和VP两点之间的导通压降会增大，导通压降的增大，会降低VP处的电位，进而降低供电模块的输出电流，而回路中输出电流的降低反过来会降低已导通子二极管模块的温度。当最近一次导通的子二极管模块的温度仍旧过高，对应的继续控制下一子二极管模块导通，进一步增大VN和VP两点之间的导通压降，进一步降低VP处的电位，加大降低供电模块的输出电流，以此类推，最终达到降低子二极管模块温度的目的，确保二极管模块的温度在合理范围之内，实现将供电模块输出电流控制在合理范围内。
实际应用中，每个子二极管模块对应的第一预设温度值均可设置为相同的值，该第一预设温度的取值具体可以根据实际需要进行选择，以使得供电模块的输出电流可以被调整为不超过其能正常工作的输出电流。
在本实施例中，所述电流控制单元还包括至少一个开关模块，所述控制模块分别连接每个开关模块的控制端口，所述至少一个开关模块包括第一开关模块，所述第一开关模块的第一端连接所述第二子二极管模块的正极，所述第一开关模块的第二端连接所述第二子二极管模块的负极；
所述控制所述第二子二极管模块处于未被短路状态方面，所述控制模块具体用于：通过所述第一开关模块的控制端口，控制所述第一开关模块的通断状态为断开状态。
具体实现中，开关模块可以是继电器。由于开关模块和对应的子二极管模块并联，开关模块断开时对应的子二极管模块则导通。
具体实现中，参照图5，图5是本发明提供的一种开关模块的电路原理示意图，第二子二极管模块可以是单个子二极管模块，控制模块通过一个开关模块的控制端口，可实现控制一个子二极管模块是否处于被短路状态；或者如图6所示，图6是本发明提供的另一种开关模块的电路原理示意图，一个开关模块可用于同时控制多个相邻的子二极管模块是否处于被短路状态，从而增大对电流调节的幅度。一个开关同时控制的子二极管模块的数量可以根据实际需要进行设置，此处不做具体限定。
每个开关的控制端口均连接控制模块。控制模块在对二极管模块的压降进行控制时，通过并联在二极管模块中的开关模块间接与二极管模块连接，并通过控制与每个子二极管模块并联的开关模块的通断状态，实现对子二极管模块导通状态的控制，以实现对二极管模块导通压降的调整。
需要说明的是，图5和图6中仅示意性的示出了1个或2个开关模块，实际应用中开关模块的数量根据需要被单独控制的子二极管模块数量确定，可更多或者更少。例如需要分别控制多个子二极管模块中第一个子二极管模块、第二个子二极管模块和第三个子二极管模块是否处于被短路状态，则需要3个开关模块，一个开关模块用于控制一个子二极管模块是否处于被短路状态，不同开关模块对应的子二极管模块均不相同；若需要同时控制相邻的第一个子二极管模块、第二个子二极管模块是否处于被短路状态，第三个子二极管模块是否处于被短路状态需单独控制，则需要2个开关模块，一个开关模块对应第一个子二极管模块和第二个子二极管模块，一个开关模块对应第三个子二极管模块。
举例来说，以开关模块为继电器、子二极管模块为二极管为例，参照图7，图7是本发明提供的另一种开关模块的电路原理示意图。第二子二极管模块为单个子二极管模块时，控制模块通过开关模块G01的控制端口，可实现控制子二极管模块D2是否处于被短路状态，通过开关模块G02对子二极管模块DN是否处于被短路状进行控制；或者如图8所示，图8是本发明提供的另一种开关模块的电路原理示意图。一个开关用于同时控制多个相邻的子二极管模块是否处于被短路状态时，若第二子二极管模块包括子二极管模块D2和子二极管模块D3，则开关模块G03的两端分别连接一端子二极管模块（子二极管模块D3）的正极、另一端子二极管模块（子二极管模块D2）的负极，通过开关模块G03可实现同时控制子二极管模块D2和子二极管模块D3是否处于被短路状态，从而增大对电流调节的幅度。一个开关同时控制的子二极管模块的数量可以根据实际需要进行设置，此处不做具体限定。
具体实现中，多个子二极管模块中可以包括始终处于导通状态的子二极管模块，该子二极管模块不并联开关模块，***默认的初始状态中，每个开关模块均可处于导通状态。
在本实施例中，所述电流控制单元还用于：在所述第一子二极管模块的温度信息表征所述第一子二极管模块的温度低于第二预设温度值时，控制所述第二子二极管模块处于被短路状态。
具体实现中，除了通过子二极管模块增大导通压降不断调小输出电流值之外，也可以设置在已导通的子二极管模块温度低于第二预设温度值时，再次将已导通的子二极管模块短路，可实现控制输出电流回升。具体的，第二预设温度的值应设置为小于或等于第一预设温度的值。此外，实际应用中，可以设置每个子二极管模块对应的第二预设温度值相同；或者，还可以设置每个子二极管模块对应的第二预设温度值依次减小，使得已导通子二极管模块可依次被短路，输出电流逐渐回升。
在本实施例中，所述电流控制单元还包括至少一个开关模块，所述控制模块分别连接每个开关模块的控制端口，所述至少一个开关模块包括第一开关模块，所述第一开关模块的第一端连接所述第二子二极管模块的正极，所述第一开关模块的第二端连接所述第二子二极管模块的负极；
在所述控制所述第二子二极管模块处于被短路状态方面，所述控制模块具体用于：控制所述第二子二极管模块对应的第一开关模块的通断状态为导通状态。
具体实现中，一个开关模块导通，则该开关模块对应的子二极管模块被短路。
在本实施例中，所述二极管模块还包括至少一个温度采集子模块，所述控制模块分别连接所述至少一个温度采集子模块，每个所述温度采集子模块设置在一个子二极管模块上，所述至少一个温度采集子模块中第一温度采集子模块设置在所述第一子二极管模块上，所述第一温度采集子模块用于采集所述第一子二极管模块的温度信息；
在所述获取所述二极管模块的第一温度信息方面，所述控制模块具体用于：通过设置在所述处于导通状态的子二极管模块上的温度采集子模块，获取所述处于导通状态的子二极管模块的温度信息。
具体实现中，温度采集子模块可以是温度传感器，参照图9，图9是本发明提供的另一种二极管模块的电路原理示意图，每个温度采集子模块可以设置在对应的子二极管模块的物理实体上。控制模块通过设置在每个子二极管模块物理实体结构上的温度采集子模块，间接与二极管模块建立连接以获取二极管模块温度信息。图9中仅示例性的示出了部分子二极管模块和温度采集子模块，实际应用中温度采集子模块的数量可以更多或更少，温度采集子模块的数量由需要获取温度信息的子二极管模块的数量确定，此外，由于每个温度采集子模块均用于采集其所在的子二极管模块的温度信息，图9中并未特别示出第一温度采集子模块，任意一个子二极管模块均可设置在第一子二极管模块上作为第一温度采集子模块。
举例来说，再参照图10，图10是本发明提供的另一种二极管模块的电路原理示意图，以二极管模块中子二极管模块为二极管为例，图10中示例性的示出了温度采集子模块T1和温度采集子模块T2，温度采集子模块T1和温度采集子模块T2分别设置在子二极管模块D1和子二极管模块D2上，控制模块可通过温度采集子模块T1获取到子二极管模块D1的温度信息，通过温度采集子模块T2获取到子二极管模块D2的温度信息。
具体实现中，控制模块内部可以采用模拟电路设计方式，或者也可以采用数字电路设计方式，则相应的，温度采集子模块传输的信号为模拟信号或数字信号，具体设计方式可根据需要进行选择，例如出于不想设计复杂处理算法的考虑，可以选择模拟电路设计，或者出于对抗干扰能力的需求可以采用数字电路设计。
在本实施例中，所述子二极管模块包括二极管。
在本实施例中，所述开关模块包括继电器。
下面结合具体示例进行说明。
参照图11，图11是本发明提供的另一种电流控制单元的电路原理示意图。具体实现中，控制模块可以包括多个相互独立的子控制模块，每个子控制模块分别连接对应的温度采集子模块和开关模块的控制端口，并根据该温度采集子模块采集的温度信息控制该开关模块的通断状态。
一个二极管模块包括串联的二极管（子二极管模块）：D1、D2……DN，除二极管DN外，每个二极管上分别有独立的温度采集子模块T1、T2……TN-1，每个温度采集子模块分别对应于不同的子控制模块C1、C2……CN-1，每个子控制模块对应于不同的继电器（开关模块）G1、G2……GN-1；其中，
二极管D1、D2……DN采用串联结构；
二极管D1、D2……DN-1的物理本体上，分别设置温度采集子模块T1、T2……TN-1；
二极管D2、D3……DN分别并联继电器G1、G2……GN-1；
子控制模块C1、C2……CN-1包括温度信息获取和继电器控制两部分，分别用于通过温度采集子模块T1、T2……TN-1获取温度信息，以及控制继电器G1、G2……GN-1的断开和导通；
继电器G1、G2……GN-1的常规状态为导通即闭合状态；
子控制模块C1、C2……CN-1中每个子控制模块控制逻辑为：监测温度高于第一预设温度时，控制对应的继电器断开；如：子控制模块C1监测到温度采集子模块T1采集的温度信息高于第一预设温度，控制对应的继电器G1断开，子控制模块C2监测到温度采集子模块T2采集的温度信息过高，控制对应的继电器G2断开，以此类推。
实施例2：
参照图12，图12是本发明提供的一种供电装置的电路原理示意图。本实施例提供一种供电装置，包括M个上述实施例1中的电流控制单元，每个所述电流控制单元的输出端口合路后用于连接负载的第一端，每个所述电流控制单元的输入端口合路后用于连接所述负载的第二端，M为正整数。
具体实现中，负载的第一端即可以是负载的输入端，负载的第二端即可以是负载的输出端。
实际应用中，同一供电装置的不同电流控制单元中供电模块的物理特性可以是不同的，本供电装置利用二极管的温度电流物理特性，通过动态调节二极管模块中串联导通的子二极管模块个数，可以均衡并联的不同供电模块的输出电流，避免并联的供电模块中个别供电模块的输出电流过大；若负载需求电流不大，供电装置中仅包括一个电流控制单元时，该供电装置内部供电模块的输出电流被控制在较为稳定和安全的范围内。
下面结合具体示例进行说明。
参照图13，图13是本发明提供的另一种供电装置的电路原理示意图。其中，供电装置中M个电池组（供电模块）并联，包括电池组1、电池组2...电池组M，每个电池组通过二极管簇（即包括多个子二极管模块的二极管模块，图13中简化了电流控制单元的内部结构，仅示例性示出了电流控制单元内与供电模块串联的二极管模块和开关模块，实际应用中电流控制单元内部结构可参见前述实施例1的描述）连接至并联母线VPP上，如电池组1对应的二极管簇的内部二极管包括D11、D12……D1N；电池组2对应的二极管簇的内部二极管包括D21、D22……D2N，以此类推。电池组1输出端点为VN1，电池组2输出端点为VN2……电池组M输出端点为VNM。电池组1对应的二极管簇压降为VDD1；电池组2对应的二极管簇压降为VDD2……电池组M对应的二极管簇压降为VDDM。电池组1的输出电流为IB1、电池组2的输出电流为IB2……电池组M的输出电流为IBM。其中，电池输出端的电位VN1、VN2……VNM与并联母线电位VPP满足如下的关系式：
VN1=VPP+VDD1 (1)
VN2=VPP+VDD2 (2)
VNM=VPP+VDDM (3)
假设每组电池对应的二极管簇内部的继电器全部为初始导通即闭合状态，电池组的输出电流处于不平衡状态，以电池组1和电池组2为例，不同电池组输出电流均衡的过程如下：
IB1>IB2 (4)
由于IB1>IB2，根据图2二极管的温度－电流关系曲线可以得知，电池组1对应的二极管簇的温度大于电池组2对应的二极管簇的温度，假设电池组2对应的二极管簇内导通状态的二极管的温度并未高于第一预设温度，电池组1对应的二极管簇内导通状态的二极管的温度高于了第一预设温度，则电池组1所在电流控制单元会控制对应的继电器断开，增加二极管簇内导通状态的二极管数量，二极管簇的两端压降会变大，即VDD1会增大，那么：
VDD1>VDD2 (5)
由公式(1)(2)(5)联立可以得出：
VN1>VN2 (6)
电池组1输出电位VN1的增加，会导致电池组1输出电流的降低，即IB1减小，从而实现IB1和IB2的大小趋向一致，以此类推，在二极管簇的动态调节下，电池组的输出电流IB1、IB2……IBM实现了趋向一致，也即实现了电池组间的输出电流的均衡效果。
实施例3：
本实施例提供一种车辆，包括上述实施例2中的供电装置和负载，该供电装置和该负载连接。具体的，供电装置的输出端口连接负载的输入端，供电装置输入端口连接负载输出端，供电装置中M个电流控制单元的输出端口合路后作为该供电装置的输出端口，M个电流控制单元的输入端口合路后作为该供电装置的输入端口。
相对于现有技术，本发明提供一种电流控制单元，包括供电模块、控制模块、二极管模块、输出端口和输入端口，控制模块连接二极管模块，二极管模块的正极连接供电模块的输出端，二极管模块的负极连接输出端口，供电模块的输入端连接输入端口；输出端口和输入端口用于连接负载；控制模块用于获取二极管模块的第一温度信息，根据第一温度信息控制二极管模块的压降，以对供电模块的输出电流进行调整。有利于在向负载供电时对内部供电模块的输出电流进行控制，以避免因输出电流过大引起供电模块的损坏，提高供电模块的使用寿命和安全性。
本发明提供一种供电装置，包括M个上述电流控制单元，M个电流控制单元并联后向负载充电，结构简单，可匹配不同类别、不同物理特性的供电模块，成本低，有利于实现并联供电单元输出电流的均衡，避免单个供电模块输出电流过大，提高并联供电模块的供电装置的使用寿命、安全性和可靠性。应用在新能源汽车锂电池再利用领域时，有利于实现新能源汽车退役梯次锂电池的再应用，提高资源利用率。
本发明提供一种车辆，包括上述供电装置和负载，该充电装置连接该负载。车辆中供电装置在向负载供电时，内部不同供电模块的输出电流保持相对均衡，有利于提高车辆并联供电模块的供电装置的使用寿命、安全性和可靠性。
最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电流控制单元，其特征在于，包括供电模块、控制模块、二极管模块、输出端口和输入端口，所述控制模块连接所述二极管模块，所述二极管模块的正极连接供电模块的输出端，所述二极管模块的负极连接所述输出端口，所述供电模块的输入端连接所述输入端口；所述输出端口和所述输入端口用于连接负载；
所述控制模块用于获取所述二极管模块的第一温度信息，根据所述第一温度信息控制所述二极管模块的压降，以对所述供电模块的输出电流进行调整。
2.根据权利要求1所述的电流控制单元，其特征在于，所述二极管模块中包括多个串联的子二极管模块，每个子二极管模块在处于未被短路状态时导通，所述第一温度信息包括处于导通状态的子二极管模块的温度信息；
在所述根据所述第一温度信息，控制所述二极管模块的压降方面，所述控制模块具体用于：在处于导通状态的第一子二极管模块的温度信息表征所述第一子二极管模块温度高于第一预设温度时，控制与所述第一子二极管模块对应的第二子二极管模块处于未被短路状态。
3.根据权利要求2所述的电流控制单元，其特征在于，所述电流控制单元还包括至少一个开关模块，所述控制模块分别连接每个开关模块的控制端口，所述至少一个开关模块包括第一开关模块，所述第一开关模块的第一端连接所述第二子二极管模块的正极，所述第一开关模块的第二端连接所述第二子二极管模块的负极；
在所述控制所述第二子二极管模块处于未被短路状态方面，所述控制模块具体用于：通过所述第一开关模块的控制端口，控制所述第一开关模块的通断状态为断开状态。
4.根据权利要求2所述的电流控制单元，其特征在于，所述电流控制单元还用于：在所述第一子二极管模块的温度信息表征所述第一子二极管模块的温度低于第二预设温度值时，控制所述第二子二极管模块处于被短路状态。
5.根据权利要求4所述的电流控制单元，其特征在于，所述电流控制单元还包括至少一个开关模块，所述控制模块分别连接每个开关模块的控制端口，所述至少一个开关模块包括第一开关模块，所述第一开关模块的第一端连接所述第二子二极管模块的正极，所述第一开关模块的第二端连接所述第二子二极管模块的负极；
在所述控制所述第二子二极管模块处于被短路状态方面，所述控制模块具体用于：控制所述第二子二极管模块对应的第一开关模块的通断状态为导通状态。
6.根据权利要求2所述的电流控制单元，其特征在于，所述二极管模块还包括至少一个温度采集子模块，所述控制模块分别连接所述至少一个温度采集子模块，每个所述温度采集子模块设置在一个子二极管模块上，所述至少一个温度采集子模块中第一温度采集子模块设置在所述第一子二极管模块上，所述第一温度采集子模块用于采集所述第一子二极管模块的温度信息；
在所述获取所述二极管模块的第一温度信息方面，所述控制模块具体用于：通过设置在所述处于导通状态的子二极管模块上的温度采集子模块，获取所述处于导通状态的子二极管模块的温度信息。
7.根据权利要求2-6任一项所述的电流控制单元，其特征在于，所述子二极管模块包括二极管。
8.根据权利要求3或5所述的电流控制单元，其特征在于，所述开关模块包括继电器。
9.一种供电装置，其特征在于，包括M个如权利要求1-8任一项所述的电流控制单元，每个所述电流控制单元的输出端口合路后用于连接负载的第一端，每个所述电流控制单元的输入端口合路后用于连接所述负载的第二端，M为正整数。
10.一种车辆，其特征在于，包括负载和如权利要求9所述的供电装置，所述供电装置与所述负载连接。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050231169A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-20 Kazuhiro Seo Power supply apparatus
CN203193293U (zh) * 2012-11-14 2013-09-11 王野 一种电池供电***及自平衡两轮电动车
CN103318045A (zh) * 2012-03-23 2013-09-25 三星Sdi株式会社 车辆及其控制方法
CN103427446A (zh) * 2012-05-15 2013-12-04 成都信息工程学院 并联蓄电池组电压差异控制技术
CN209805465U (zh) * 2019-06-13 2019-12-17 广西大学 一种可提高蓄电池寿命的蓄电池组拓扑结构
CN211908409U (zh) * 2020-03-27 2020-11-10 深圳市瑞能实业股份有限公司 一种电池***充放电开关电路及电源***
CN112600264A (zh) * 2020-11-30 2021-04-02 蜂巢能源科技有限公司 并联电池包的控制方法、***、电子设备及车辆

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050231169A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-20 Kazuhiro Seo Power supply apparatus
CN103318045A (zh) * 2012-03-23 2013-09-25 三星Sdi株式会社 车辆及其控制方法
CN103427446A (zh) * 2012-05-15 2013-12-04 成都信息工程学院 并联蓄电池组电压差异控制技术
CN203193293U (zh) * 2012-11-14 2013-09-11 王野 一种电池供电***及自平衡两轮电动车
CN209805465U (zh) * 2019-06-13 2019-12-17 广西大学 一种可提高蓄电池寿命的蓄电池组拓扑结构
CN211908409U (zh) * 2020-03-27 2020-11-10 深圳市瑞能实业股份有限公司 一种电池***充放电开关电路及电源***
CN112600264A (zh) * 2020-11-30 2021-04-02 蜂巢能源科技有限公司 并联电池包的控制方法、***、电子设备及车辆

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