CN113725979A - 一种用于充电电池的均衡电路、充电电池***和电动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于充电电池的均衡电路、充电电池***和电动车辆。其中，充电电池包括：多个电池单元；均衡电路包括：发光模块，与充电电池电连接，侦测任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压，转换电池单元的电能为光能；光伏电池，接收光能，转换光能成电能。本发明实施例的技术方案可以减少热量的产生，避免随着电池容量的增大，均衡电路产生大量的热量，形成热堆积，造成设备的温度超过承受极限而损坏，同时减少能量的浪费。

Description

一种用于充电电池的均衡电路、充电电池***和电动车辆

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种用于充电电池的均衡电路、充电电池***和电动车辆。

背景技术

随着电动车辆的发展，采用蓄电池作为电动交通工具的动力单元被越来越多的企业采用。由于单节电池提供的电量有限，因此需要通过多节电池串联构成电池组。然而，由于电池组在使用过程中，由于单节电池的制作质量不一致、电池组使用环境不一致等因素，因此容易出现损耗速度不同的问题，因此需要均衡电路对电池组的电压进行均衡，达到延长使用寿命的目的。

当电池组中的一个或几个电池单元的电压过高时，需对该电池单元进行放电，使其电压降低，从而实现对电池组内各电池单元的电压进行均衡，现有的电池电压均衡方法主要以被动均衡为主，被动均衡电压的方法是通过放电电阻消耗电池单元的电能来实现被动均衡，会产生大量的热量，对电池管理***及设备造成不利影响。

发明内容

本发明实施例提供一种用于充电电池的均衡电路、充电电池***和电动车辆，以在任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压时，或是电池单元的电压超过第二阈值电压时，通过发光模块对电池单元进行放电，将电能转换成光能，并通过光伏电池将发光模块发出的光能回收，进而再利用，以减少热量的产生，避免随着电池容量的增大，均衡电路产生大量的热量，形成热堆积，造成设备的温度超过承受极限而损坏，同时减少能量的浪费。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于充电电池的均衡电路，充电电池包括多个电池单元；均衡电路包括：发光模块，与充电电池电连接，侦测任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压，转换电池单元的电能为光能；光伏电池，接收光能，转换光能成电能。

进一步地，发光模块侦测任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压，转换两个电池单元中电压较大的电池单元的电能为光能。

进一步地，光伏电池接收光能，转换光能成电能回授至充电电池。

进一步地，该用于充电电池的均衡电路还包括：电压转换电路，电压转换电路的输入端与光伏电池的输出端电连接，电压转换电路的输出端与充电电池电连接，电压转换电路将光伏电池的输出端的电压进行升压，并输出至充电电池。进一步地，发光模块包括下述至少一种：紫色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。

进一步地，发光模块包括氮化镓发光二极管。

进一步地，光伏电池包括下述至少一种：砷化镓光伏电池、单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池、非晶硅光伏电池、铜铟锡光伏电池、铜铟镓硒光伏电池、碲化镉光伏电池和聚合物光伏电池。

进一步地，光伏电池为柔性光伏电池。进一步地，发光模块包括：三角形紫色氮化镓发光二极管；光伏电池包括砷化镓光伏电池。进一步地，光伏电池与发光模块的发光侧相对。进一步地，发光模块的数量为多个，发光模块与电池单元一一对应电连接。

进一步地，该用于充电电池的均衡电路还包括控制模块、电压检测模块，以及与发光模块一一对应设置的开关模块，每个所述开关模块包括第一端、第二端和控制端；其中，开关模块的第一端与对应的发光模块的第一端电连接，开关模块的第二端和对应的发光模块的第二端分别与对应的电池单元的两端电连接；电压检测模块与多个电池单元电连接，用于检测每个电池单元的两端的电压；控制模块与电压检测模块电连接，控制模块还与开关模块的控制端电连接，控制模块根据电压检测模块检测到的任意两个电池单元的电压计算两个电池单元的电压差，并在电压差超过第一阈值电压时，控制模块控制两个电池单元中电压较大的电池单元对应的开关模块的第一端和第二端导通。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于充电电池的均衡电路，充电电池包括多个电池单元；均衡电路包括：发光模块，发光模块与充电电池电连接，侦测电池单元的电压超过第二阈值电压时，转换电池单元的电能成光能；光伏电池，接收光能，且转换光能成电能。

进一步地，光伏电池接收光能，转换光能成电能回授至充电电池。

进一步地，用于充电电池的均衡电路还包括：电压转换电路，电压转换电路的输入端与光伏电池的输出端电连接，电压转换电路的输出端与充电电池电连接，电压转换电路将光伏电池的输出端的电压进行升压，并输出至充电电池。进一步地，发光模块包括下述至少一种：紫色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。进一步地，发光模块包括氮化镓发光二极管。进一步地，光伏电池包括下述至少一种：砷化镓光伏电池、单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池、非晶硅光伏电池、铜铟锡光伏电池、铜铟镓硒光伏电池、碲化镉光伏电池和聚合物光伏电池。进一步地，光伏电池为柔性光伏电池。进一步地，发光模块包括：三角形紫色氮化镓发光二极管；光伏电池包括砷化镓光伏电池。进一步地，光伏电池与发光模块的发光侧相对。进一步地，发光模块的数量为多个，发光模块与电池单元一一对应电连接。

进一步地，用于充电电池的均衡电路还包括：控制模块、电压检测模块，以及与发光模块一一对应设置的开关模块，开关模块包括第一端、第二端和控制端；其中，开关模块的第一端与对应的发光模块的第一端电连接，开关模块的第二端和对应的发光模块的第二端分别与对应的第一电池单元的两端电连接；电压检测模块与多个电池单元电连接，检测每个电池单元的两端的电压；控制模块与电压检测模块电连接，控制模块还与开关模块的控制端电连接，在电压检测模块检测到电池单元的电压超过第二阈值电压时，控制模块控制与电压超过第二阈值电压的电池单元对应的开关模块的第一端和第二端导通。

进一步地，各电池单元串联连接，发光模块与电池单元一一对应，发光模块与对应的电池单元并联连接。

第三方面，本发明实施例还提供了一种充电电池***，包括：充电电池，包括多个电池单元；均衡电路，包括光伏电池和发光模块，发光模块与充电电池电连接，侦测任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压，发光模块转换电池单元的电能为光能；光伏电池接收光能，且转换光能成电能。

进一步地，该充电电池***还包括外壳，多个电池单元、发光模块和光伏电池位于外壳内部，光伏电池贴附在外壳的内表面，外壳未被光伏电池覆盖的区域设置有反射材料层；电池单元的外表面设置有反射材料层。进一步地，反射材料层包括反射漆。进一步地，该充电电池***包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍氢电池、镍镉电池、镍锌电池和钠硫电池中的至少一种。

第四方面，本发明实施例还提供了一种充电电池***，包括：充电电池，包括多个电池单元；均衡电路，包括光伏电池和发光模块，发光模块与充电电池电连接，侦测电池单元的电压超过第二阈值电压，发光模块转换电池单元的电能成光能；光伏电池接收光能，转换光能成电能。

进一步地，充电电池***还包括外壳，多个电池单元、发光模块和光伏电池位于外壳内部，光伏电池贴附在外壳的内表面，外壳未被光伏电池覆盖的区域设置有反射材料层；电池单元的外表面设置有反射材料层。进一步地，反射材料层包括反射漆。进一步地，该充电电池包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍氢电池、镍镉电池、镍锌电池和钠硫电池中的至少一种。

第五方面，本发明实施例还提供了一种电动车辆，包括：电机驱动电路、电机和充电电池***，其中，充电电池***包括：充电电池和均衡电路，充电电池包括多个电池单元；均衡电路包括光伏电池和发光模块，发光模块与充电电池电连接，侦测任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压，发光模块转换电池单元的电能为光能；光伏电池接收光能，转换光能成电能；电机驱动电路与充电电池***电连接，驱动电机。进一步地，电机为交流电机，电机驱动电路包括升压电路和变频器。

第六方面，本发明实施例还提供了一种电动车辆，包括：电机驱动电路、电机和充电电池***，其中，充电电池***包括：充电电池和均衡电路，充电电池包括多个电池单元；均衡电路包括光伏电池和发光模块，发光模块与充电电池电连接，侦测电池单元的电压超过第二阈值电压，发光模块转换电池单元的电能成光能；光伏电池接收光能，且转换光能成电能；电机驱动电路与充电电池***电连接，驱动电机。

进一步地，电机为交流电机，电机驱动电路包括升压电路和变频器。

本发明实施例的技术方案中发光模块与电池单元电连接，在任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压时，发光模块转换两个电池单元中电压较大的电池单元的电能为光能；光伏电池接收光能，且转换光能成电能，即可通过发光模块对电压较高的电池单元进行放电，将电能转换成光能，并通过光伏电池将发光模块发出的光能回收，进而再利用，以减少热量的产生，避免随着电池容量的增大，均衡电路产生大量的热量，形成热堆积，造成设备的温度超过承受极限而损坏，同时减少能量的浪费。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的又一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种充电电池***的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的又一种充电电池***的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电动车辆的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的又一种电动车辆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供一种用于充电电池的均衡电路。图1为本发明实施例提供的一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图。充电电池10包括多个电池单元200。该用于充电电池的均衡电路100包括：

发光模块110，发光模块110与充电电池10电连接，侦测任意两个电池单元200的电压差超过第一阈值电压，转换电池单元200的电能为光能；

光伏电池120，接收光能，转换光能成电能。

其中，在任意两个电池单元200的电压的电压差小于或等于第一阈值电压时，发光模块110不发光。电池单元200可包括一个或多个电池单体；若电池单元200包括多个电池单体，该多个电池单体可串联和/或并联连接。发光模块110可以是任意可发光的元件，以代替耗能电阻元件，将相对于其他电池单元来说，电压较高的电池单元进行放电，将其电能转换成光能，而非全部转换成热能，以减少热量的产生，避免形成热堆积，造成设备的温度超过承受极限而损坏。光伏电池120将发光模块110发出的光能转换成电能，可以回收部分能量，减少能量的浪费。光伏电池120产生的电能可以供给任何元件，例如可以是散热风扇等，可以将光伏电池120与一散热风扇电连接，以进一步提高散热能力。通过均衡电路的均衡作用，可使得充电电池中的多个电池单元中的各电池单元的电压较为接近，进而使得充电电池10中各个电池单元200的电压差较小，避免各个电池单元200的电压差过大导致的充电电池10性能恶化，寿命降低的问题，即保证充电电池10的良好性能，延长充电电池10的使用寿命。可选的，第一阈值电压等于0，则在任意两个电池单元200的电压差大于0时，发光模块110转换两个电池单元200中一个电池单元200的电能为光能，直到两个电池单元200的电压差为0，进而可以使得各个电池单元200的电压差最终都为0，保证充电电池10中各个电池单元200的电压相等，使得各个电池单元200的电压均衡一致，延长充电电池10的使用寿命。

本实施例提供的用于充电电池的均衡电路，发光模块与电池单元电连接，在任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压时，发光模块转换电池单元的电能成光能；光伏电池接收光能，且转换光能成电能，即可通过发光模块对电压较高的电池单元进行放电，将电能转换成光能，并通过光伏电池将发光模块发出的光能回收，进而再利用，以减少热量的产生，避免随着电池容量的增大，均衡电路产生大量的热量，形成热堆积，造成设备的温度超过承受极限而损坏，同时减少能量的浪费。

在上述技术方案的基础上，可选的，发光模块100侦测任意两个电池单元200的电压差超过第一阈值电压，转换两个电池单元200中电压较大的电池单元200的电能为光能。

具体的，发光模块100若侦测任意两个电池单元200的电压差超过第一阈值电压，转换两个电池单元200中电压较大的电池单元200的电能为光能，可以使得任意两个电池单元200的电压差保持在第一阈值电压之内，进而使得整个充电电池10内的各电池单元200之间的电压差保持均衡，延长充电电池10的使用寿命。

可选的，光伏电池120接收光能，转换光能成电能回授至充电电池10；进而使得被转化成光能的电能被回收利用，电能被回收利用也可减少热量的产生，避免随着充电电池容量的增大，均衡电路产生大量的热量，形成热堆积，造成设备的温度超过承受极限而损坏，同时减少能量的浪费。

在上述技术方案的基础上，可选的，发光模块110可以包括发光二极管。可选的，发光模块110包括下述至少一种：紫色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。不同颜色的发光二极管发出的光的波长不同，波长越短，光子能量越大，光伏效应越强，光伏电池120的转换效率越高。可选的，发光模块110包括氮化镓发光二极管，发出的光的波长较短，为紫光。可选的，光伏电池120包括下述至少一种：砷化镓光伏电池、单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池、非晶硅光伏电池、铜铟锡光伏电池、铜铟镓硒光伏电池、碲化镉光伏电池和聚合物光伏电池。不同材料的光伏电池120对不同波段的波长的光的吸收效率不同。可选择能量转换效率较高的发光二极管，以减少散热。合理匹配光伏电池120和发光二极管，以提高光伏电池120的吸收效率，提高能量的回收效率，减少能量的浪费。

可选的，发光模块110包括：三角形紫色氮化镓发光二极管；光伏电池120包括砷化镓光伏电池。三角形紫色氮化镓发光二极管的能量转换效率较高，可维持在70％以上，三角形紫色氮化镓发光二极管发出的光的峰值的能量转换效率为84％。三角形紫色氮化镓发光二极管的半导体晶片的形状可为三棱柱形。砷化镓光伏电池在紫色发光二极管的光谱下(波长为395nm)的吸收效率较高，可以达到60％以上。

可选的，发光模块110可以包括一个发光二极管，发光模块110也可以包括多个发光二极管，该多个发光二极管串联和/或并联。

可选的，光伏电池120与发光模块110的发光侧相对，以使光线直接照射到光伏电池120上，以提高光伏电池的光电转换效率。

可选的，图2为本发明实施例提供的又一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图，在上述实施例的基础上，该用于充电电池的均衡电路100还包括：电压转换电路130，电压转换电路130的输入端In1与光伏电池120的输出端电连接，电压转换电路130的输出端Out1与充电电池10电连接，电压转换电路130将光伏电池120的输出端的电压进行升压，并输出至充电电池10。

其中，通过电压转换电路130可以将光伏电池120转换的电能，回馈至充电电池10，达到隔离式半主动均衡的效果，能量回馈的效率为42％左右。该电压转换电路130可以包括直流转直流(DC-DC)开关变换器，例如可以是boost升压电路。

可选的，光伏电池120为柔性光伏电池，可以弯曲变形，方便使用大面积的光伏电池，以包围发光模块等部件，方便与发光模块和电池单元等部件进行集成或组装，以减小设备体积。柔性光伏电池可以是薄膜光伏电池，体积较小。

继续参考图2，可选的，发光模块110的数量为多个，发光模块110与电池单元200一一对应电连接。可选的，各个电池单元200串联连接，在任意两个电池单元200的电压差超过第一阈值电压时，与两个电池单元200中电压较大的电池单元对应电连接的发光模块110转换该电池单元200的电能成光能。电池单元200的数量越多，发光模块110的数量越多，热量减少的越多，回收的能量越多。通过发光模块110的均衡作用，可使得多个电池单元中的各电池单元的电压相等。

需要说明的是，本实施例提供的用于充电电池的均衡电路中，发光模块110的数量也可少于电池单元200的数量，一部分电池单元200与发光模块110一一对应电连接，另一部分电池单元200与其他形式的放电模块电连接，例如，其他形式的放电模块可以是电阻，即另一部分电池单元200可与放电电阻电连接，以实现各个电池单元200的电压均衡。

可选的，图3为本发明实施例提供的又一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图，在上述实施例的基础上，该用于充电电池的均衡电路100还包括：控制模块160、电压检测模块150，以及与发光模块110一一对应设置的开关模块140，每个开关模块140包括第一端N1、第二端N2和控制端Ctrl；

其中，开关模块140的第一端N1与对应的发光模块110的第一端电连接，开关模块140的第二端N2和对应的发光模块110的第二端分别与对应的电池单元200的两端电连接；电压检测模块150与多个电池单元200电连接，电压检测模块150检测每个电池单元200的两端的电压；控制模块160与电压检测模块150电连接，控制模块160与开关模块140的控制端Ctr1电连接，控制模块160根据电压检测模块150检测到的任意两个电池单元200的电压计算两个电池单元的电压差，并在电压差超过第一阈值电压时，控制模块160控制两个电池单元200中电压较大的电池单元200对应的开关模块140的第一端N1和第二端N2导通。

其中，控制模块160在检测到两个电池单元200的电压差超过第一阈值电压时，控制与两个电池单元200中电压较大的电池单元200电连接的开关模块140的第一端N1和第二端N2导通，发光模块110将发光，将该电池单元200的电能转换成光能。控制模块160根据电压检测模块150检测到任意两个电池单元200的电压计算电压差，并在电压差小于或等于第一阈值电压时，控制与两个电池单元100对应的开关模块140的第一端N1和第二端N2关断，发光模块110不发光。

图4是本发明实施例提供的又一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图，其中，该开关模块140可以是继电器、三极管或MOS管等。示例性的，参考图4，该开关模块140为三极管。电压检测模块150可以是由两个电阻组成的分压模块，或者，是电压霍尔传感器等。电压检测模块140可包括多个分压模块，分压模块与电池单元200一一对应并联连接。控制模块160可以由软件和/或硬件实现。控制模块160可以是单片机或现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)等。该开关模块140和控制模块160可以集成在一集成芯片中，例如该集成芯片的型号可以是LTC6811，即多电池监视器。发光模块110的数量可为多个，开关模块140的数量可为多个，发光模块110与开关模块140一一对应。

需要说明的是，图3仅示意性地示出了充电电池10包括两个电池单元200的情况，充电电池10还可包括更多个电池单元200，本发明在此不做具体限定。

本发明实施例提供又一种用于充电电池的均衡电路。可继续参见图1、或图2，其中，充电电池10包括多个电池单元200；用于充电电池的均衡电路100包括：光伏电池120和发光模块110，发光模块110与充电电池10电连接，侦测电池单元200的电压超过第二阈值电压时，转换电池单元200的电能成光能；光伏电池120接收光能，且转换光能成电能。

其中，在电池单元200的电压小于第二阈值电压时，无需对电池单元200进行放电，发光模块110不发光。需要说明的是，本实施例与上述实施例的区别在于，电池单元200的放电条件不同，上述实施例的放电条件是：在任意两个电池单元200的电压差超过第一阈值电压时，发光模块110转换所述两个电池单元200中电压较大的电池单元200的电能为光能；本实施例的放电条件为：在任一电池单元200的电压超过第二阈值电压时，转换电压超过所述第二阈值电压的电池单元200的电能成光能。本实施例中的电池单元、光伏电池和发光模块等的结构与上述实施例中的电池单元、光伏电池和发光模块等的结构相同或类似，具有相同或类似的有益效果，此处不再赘述。

本实施例的技术方案可通过发光模块对电压较高的电池单元进行放电，将电能转换成光能，并通过光伏电池将发光模块发出的光能回收，进而再利用，以减少热量的产生，避免随着电池容量的增大，均衡电路产生大量的热量，形成热堆积，造成设备的温度超过承受极限而损坏，同时减少能量的浪费。

可选的，光伏电池120接收光能，转换光能成电能回授至充电电池10；进而使得被转化成光能的电能被回收利用，电能被回收利用也可减少热量的产生，避免随着充电电池容量的增大，均衡电路产生大量的热量，形成热堆积，造成设备的温度超过承受极限而损坏，同时减少能量的浪费。

可选的，在上述实施例的基础上，可参见图2，用于充电电池的均衡电路100还包括：电压转换电路130。电压转换电路130的输入端In1与光伏电池120的输出端电连接，电压转换电路130的输出端Out1与充电电池10电连接，电压转换电路130将光伏电池120的输出端的电压进行升压，并输出至充电电池10。

可选的，发光模块包括下述至少一种：紫色发光二极管、红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管。进一步地，发光模块包括氮化镓发光二极管。可选的，光伏电池120包括下述至少一种：砷化镓光伏电池、单晶硅光伏电池、多晶硅光伏电池、非晶硅光伏电池、铜铟锡光伏电池、铜铟镓硒光伏电池、碲化镉光伏电池和聚合物光伏电池。可选的，光伏电池1120为柔性光伏电池。可选的，发光模块110包括：三角形紫色氮化镓发光二极管；光伏电池120包括砷化镓光伏电池。可选的，光伏电池120与发光模块110的发光侧相对。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图2，任一电池单元为第一电池单元210，发光模块110的数量为多个，分别与全部第一电池单元210一一对应电连接。

可选的，本发明实施例提供又一种用于充电电池的均衡电路用于充电电池的均衡电路与图3所示出用于充电电池的均衡电路的结构相同，参考图3，在上述实施例的基础上，可选的，用于充电电池的均衡电路100还包括：控制模块160、第二电压检测模块150，以及与发光模块110对应设置的开关模块140，开关模块140包括第一端N1、第二端N2和控制端Ctrl，其中，开关模块140的第一端N1与对应的发光模块110的第一端电连接，开关模块140的第二端N2和对应的发光模块110的第二端分别与对应的第一电池单元210的两端电连接；电压检测模块150与多个电池单元200电连接，检测每个电池单元200的两端的电压；控制模块160与电压检测模块150电连接，控制模块160还与开关模块140的控制端Ctr1电连接，在电压检测模块检测到任一电池单元200的电压超过第二阈值电压时，控制模块160控制电压超过第二阈值电压的电池单元200对应的开关模块140的第一端N1和第二端N2导通。

其中，在电压检测模块150检测到任一电池单元200的电压超过第二阈值电压时，控制模块160控制与电压超过第二阈值电压的电池单元210对应的开关模块140的第一端N1和第二端N2导通，与导通的开关模块140电连接的发光模块110将发光，将电压超过第二阈值电压的电池单元200的电能转换成光能。在检测到某一电池单元200的电压小于第二阈值电压时，控制模块160控制与该电池单元200对应的开关模块140的第一端N1和第二端N2关断，发光模块110不发光。本实施例中的开关模块140和电压检测模块150，与上述实施例中的开关模块和电压检测模块的结构相同或类似，当开关模块140为三极管时，用于充电电池的均衡电路的结构示意图可参考图4。控制模块160可以由软件和/或硬件实现。控制模块160可以是单片机或现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)等。

可选的，图5为本发明实施例提供又一种用于充电电池的均衡电路的结构示意图，在上述实施例的基础上，可选的，各电池单元200串联连接，发光模块110与电池单元200一一对应，发光模块110与对应的电池单元200并联连接。需要说明的是，发光模块100可以包括一个发光二极管，或，可以包括多个串联和/或并联的发光二极管，发光二极管本身具有电压监测和开关的功能，在电池单元200的电压超过第二阈值电压时，发光二极管的电压大于导通电压，发光二极管导通并发光，在电池单元200的电压小于第二阈值电压时，发光二极管的电压低于导通电压，发光二极管关断且不发光，无需额外设置开关模块和电压检测模块。

本发明实施例还提供了一种充电电池***。可参见图1至图3，该充电电池***包括：充电电池10和均衡电路100。

其中，充电电池10包括多个电池单元200；均衡电路100包括：光伏电池120和发光模块110，发光模块110与充电电池10电连接，侦测任意两个电池单元200的电压差超过第一阈值电压时，发光模块110转换电池单元200的电能为光能；光伏电池120接收光能，且转换光能成电能。

其中，通过均衡电路的均衡作用，可使得多个电池单元中的各电池单元的电压相等或接近。本发明实施例中充电电池中的均衡电路与上述实施例中的均衡电路的结构和功能相同或类似，因此本发明实施例提供的充电电池***也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。

可选的，多个电池单元200串联连接。

可选的，图6为本发明实施例提供的一种充电电池***的结构示意图，在上述实施例的基础上，该充电电池***还包括外壳300，多个电池单元200(图中未示出)、至少一个发光模块110(图中未示出)和光伏电池120位于外壳300内部。

可选的，发明在上述实施例的基础上，光伏电池120贴附在外壳300的内表面，外壳300未被光伏电池120覆盖的区域设置有反射材料层；电池单元200的外表面设置有反射材料层。

其中，该反射材料层的发射率越高越好，以使照射到光伏电池120上的光反射到电池单元200或外壳300的内表面后，再次发生发射，再返回到光伏电池120，以提高光伏电池120的吸收效率和能量转换效率。可选的，反射材料层包括反射漆，即在电池单元200的外表面和/或外壳300未被光伏电池120覆盖的区域涂敷高反射率漆。

可选的，图7为本发明实施例提供的又一种充电电池***的结构示意图，在上述实施例的基础上，外壳300包括容纳部分310和盖子部分320，多个电池单元200和至少一个发光模块110(图中未示出)位于容纳部分310的容纳区域，光伏电池120贴附在盖子部分320的第一表面，该盖子部分320的第一表面朝向容纳区域。

可选的，外壳300未被光伏电池120覆盖的区域由抛光的金属制成，具有较高的反射率。

本发明实施例提供又一种充电电池***。可参见图1、图2、图3、图4或图5，该充电电池***包括：充电电池10和均衡电路100。

其中，充电电池10包括多个电池单元200；均衡电路100包括：光伏电池120和发光模块110，发光模块110与充电电池10电连接，侦测电池单元200的电压超过第二阈值电压时，发光模块转换电池单元200的电能成光能；光伏电池120接收光能，且转换光能成电能。

其中，通过均衡电路的均衡作用，可使得多个电池单元中的各电池单元的电压相等。本发明实施例中充电电池中的均衡电路与上述实施例中的均衡电路的结构和功能相同或类似，因此本发明实施例提供的充电电池***也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。

可选的，多个电池单元200串联连接。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图6，该充电电池***2还包括外壳300，多个电池单元200(图中未示出)、发光模块110(图中未示出)和光伏电池120位于外壳300内部。

可选的，在上述实施例的基础上，光伏电池120贴附在外壳300的内表面，外壳300未被光伏电池120覆盖的区域设置有反射材料层；电池单元200的外表面设置有反射材料层。

其中，该反射材料层的发射率越高越好，以使照射到光伏电池120上的光反射到电池单元200或外壳300的内表面后，再次发生发射，再返回到光伏电池120，以提高光伏电池120的吸收效率和能量转换效率。可选的，反射材料层包括反射漆，即在电池单元200的外表面和/或外壳300未被光伏电池120覆盖的区域涂敷高反射率漆。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图7，外壳300包括容纳部分310和盖子部分320，多个电池单元200和至少一个发光模块110(图中未示出)位于容纳部分310的容纳区域，光伏电池120贴附在盖子部分320的第一表面，该盖子部分320的第一表面朝向容纳区域。

可选的，外壳300未被光伏电池120覆盖的区域由抛光的金属制成，具有较高的反射率。

本发明实施例还提供一种电动车辆。图8为本发明实施例提供的一种电动车辆的结构示意图。该电动车辆包括：电机驱动电路20、电机30和充电电池***2。

其中，结合图8和图1所示，充电电池***2包括：充电电池10和均衡电路100，充电电池10包括多个电池单元(图中未示出)；均衡电路100包括光伏电池(图中未示出)和发光模块(图中未示出)，发光模块与充电电池10电连接，侦测任意两个电池单元的电压差超过第一阈值电压，发光模块转换电池单元的电能为光能；光伏电池接收光能，且转换光能成电能；电机驱动电路20与充电电池***电连接，驱动电机。

其中，电机驱动电路20用于驱动电机30转动，控制电机30的转速，使电动车辆1行驶。该电机30可以是直流电机或交流电机。电动车辆1的行驶里程越多，载客量越大，所需的充电电池10的容量越大，对均衡电路均衡能力要求越高，通过发光模块110转换成的光能越多。多个电池单元串联连接。多个电池单元串联连接后的两端可分别与电机驱动电路20的两个输入端电连接。发光模块与电池单元一一对应电连接。

其中，本发明实施例中的电动车辆中的充电电池***与上述实施例中的充电电池***的结构和功能相同或类似，因此本发明实施例提供的电动车辆也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。

可选的，图9为本发明实施例提供的又一种电动车辆的结构示意图，在上述实施例的基础上，电机为交流电机，电机驱动电路20包括升压电路21和变频器22。

其中，交流电机可以是异步电机、永磁同步电机或开关磁阻电机等。交流电机适用于大功率场合。

本发明实施例提供又一种电动车辆。继续参见图8，该电动车辆包括：电机驱动电路20、电机30和充电电池***2。

其中，结合图8和图1所示，充电电池***2包括：充电电池10和均衡电路100，充电电池10包括多个电池单元200；均衡电路100包括光伏电池和发光模块，发光模块与充电电池10电连接，侦测电池单元200的电压差超过第二阈值电压，发光模块转换电电池单元的电能成光能；光伏电池接收光能，且转换光能成电能；电机驱动电路与充电电池***电连接，驱电机。

其中，电机驱动电路20用于驱动电机30转动，控制电机30的转速，使电动车辆行驶。该电机30可以是直流电机或交流电机。电动车辆的行驶里程越多，载客量越大，所需的充电电池10的容量越大，对均衡电路均衡能力要求越高，通过发光模块转换成的光能越多。多个电池单元串联连接。多个电池单元串联连接后的两端可分别与电机驱动电路20的两个输入端电连接。发光模块110与电池单元一一对应电连接。

其中，本发明实施例中的电动车辆中的充电电池***与上述实施例中的充电电池***的结构和功能相同或类似，因此本发明实施例提供的电动车辆也具备上述实施例中所描述的有益效果，此处不再赘述。

可选的，在上述实施例的基础上，继续参见图9，电机为交流电机，电机驱动电路20包括升压电路21和变频器22。

其中，交流电机可以是异步电机、永磁同步电机或开关磁阻电机等。交流电机适用于大功率场合。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种用于充电电池的均衡电路，其特征在于，所述充电电池包括多个电池单元；

所述均衡电路包括：

发光模块，所述发光模块与所述充电电池电连接，侦测任意两个所述电池单元的电压差超过第一阈值电压，转换所述电池单元的电能为光能；

光伏电池，接收所述光能，转换所述光能成电能。

2.根据权利要求1所述的用于充电电池的均衡电路，其特征在于，所述发光模块侦测任意两个所述电池单元的电压差超过第一阈值电压，转换所述两个电池单元中电压较大的所述电池单元的电能为光能。

3.根据权利要求1所述的用于充电电池的均衡电路，其特征在于，还包括：电压转换电路，所述电压转换电路的输入端与所述光伏电池的输出端电连接，所述电压转换电路的输出端与所述充电电池电连接，所述电压转换电路将所述光伏电池的输出端的电压进行升压，并输出至所述充电电池。

4.根据权利要求1所述的用于充电电池的均衡电路，其特征在于，所述发光模块的数量为多个，所述发光模块与所述电池单元一一对应电连接；所述用于充电电池的均衡电路还包括：控制模块、电压检测模块，以及与所述发光模块一一对应设置的开关模块，每个所述开关模块包括第一端、第二端和控制端；

其中，所述开关模块的第一端与对应的发光模块的第一端电连接，所述开关模块的第二端和对应的发光模块的第二端分别与对应的电池单元的两端电连接；

所述电压检测模块与所述多个电池单元电连接，检测每个所述电池单元的两端的电压；

所述控制模块与所述电压检测模块电连接，所述控制模块还与所述开关模块的控制端电连接，所述控制模块根据所述电压检测模块检测到的任意两个所述电池单元的电压计算所述两个电池单元的电压差，并在所述电压差超过第一阈值电压时，所述控制模块控制所述两个所述电池单元中电压较大的电池单元对应的开关模块的第一端和第二端导通。

5.一种用于充电电池的均衡电路，其特征在于，所述充电电池包括多个电池单元；

所述均衡电路包括：

发光模块，所述发光模块与所述充电电池包电连接，侦测所述电池单元的电压超过第二阈值电压，转换所述电池单元的电能成光能；

光伏电池，接收所述光能，且转换所述光能成电能。

6.根据权利要求5所述的用于充电电池的均衡电路，其特征在于，还包括：电压转换电路，所述电压转换电路的输入端与所述光伏电池的输出端电连接，所述电压转换电路的输出端与所述充电电池电连接，所述电压转换电路将所述光伏电池的输出端的电压进行升压，并输出至所述充电电池。

7.根据权利要求5所述的用于充电电池的均衡电路，其特征在于，所述发光模块的数量为多个，所述发光模块与所述电池单元一一对应电连接；所述用于充电电池的均衡电路还包括：控制模块、电压检测模块，以及与发光模块一一对应设置的开关模块，所述开关模块包括第一端、第二端和控制端；

其中，所述开关模块的第一端与对应的发光模块的第一端电连接，所述开关模块的第二端和对应的发光模块的第二端分别与对应的第一电池单元的两端电连接；

所述电压检测模块与所述多个电池单元电连接，检测每个所述电池单元的两端的电压；

所述控制模块与所述电压检测模块电连接，所述控制模块还与所述开关模块的控制端电连接，在所述电压检测模块检测到任一所述电池单元的电压超过第二阈值电压时，所述控制模块控制与电压超过第二阈值电压的电池单元对应的开关模块的第一端和第二端导通。

8.一种充电电池***，其特征在于，包括：

充电电池，包括多个电池单元；

均衡电路，包括光伏电池和发光模块，所述发光模块与所述充电电池电连接，侦测任意两个所述电池单元的电压差超过第一阈值电压，所述发光模块转换所述电池单元的电能为光能；

所述光伏电池接收所述光能，转换所述光能成电能。

9.一种充电电池***，其特征在于，包括：

充电电池，包括多个电池单元；

均衡电路，包括光伏电池和发光模块，所述发光模块与所述充电电池电连接，侦测所述电池单元的电压超过第二阈值电压，所述发光模块转换所述电池单元的电能成光能；

所述光伏电池接收所述光能，且转换所述光能成电能。

10.一种电动车辆，其特征在于，包括：电机驱动电路、电机和充电电池***，

其中，所述充电电池***包括：充电电池和均衡电路，所述充电电池包括多个电池单元；

所述均衡电路包括光伏电池和发光模块，所述发光模块与所述充电电池电连接，侦测任意两个所述电池单元的电压差超过第一阈值电压，所述发光模块转换所述电池单元的电能为光能；所述光伏电池接收所述光能，转换所述光能成电能；

所述电机驱动电路与所述充电电池***电连接，驱动所述电机。

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