CN115663978A - 电池储能供电***、电池包的电压均衡方法、装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池储能供电***、电池包的电压均衡方法、装置。该方法包括：电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号；在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的情况下，确定待充电电池包和待放电电池包；向选择开关单元输出开关控制信号，将待充电电池包、待放电电池包分别与第二隔离DC/DC变换器、第一隔离DC/DC变换器连通；通过第一控制器输控制第一隔离DC/DC变换器，使得待放电电池包向直流母线传递能量；通过第二控制器输出充电指令控制第二隔离DC/DC变换器，使得待充电电池包接收直流母线传递的能量。通过本申请，解决了相关技术中均衡电池储能供电***中的电池包之间的电压时电能利用率低，可靠性差的问题。

Description

电池储能供电***、电池包的电压均衡方法、装置

技术领域

本申请涉及电源领域，具体而言，涉及一种电池储能供电***、电池包的电压均衡方法、装置。

背景技术

相关技术中，一方面，电芯品牌和厂商越来越多，单一电芯品牌已不能满足产品需求，常出现不同品牌电芯混用，就算为同一品牌，电芯的容量、分档、批次可能又不一致，这都会导致电压不均衡。对于电芯的容量、分档、批次不一致的问题，可以通过提高生产管控，使电芯的容量、分档、批次等都一致，但这将导致仓库管理成本高，且给电芯应用带来极大局限性。另一方面，电池***的扩容，在实际应用中，随着用电设备的增加，用户现有的电池***可能无法满足需求，而需另外扩充电池***，也即增加串联的电池包的个数或并联的电池簇的个数，然而目前市面上电池包品牌较多，电压等级也各不相同，也将导致电压不均衡问题。

这种电压不均衡导致电池***在充电时，电压高的电池包充电快，而提前充电截止，则电压低的电池包不能充分充电；在放电时，电压低的电池包放电快，而提前放电截止，则电压高的电池包不能充分放电，而使得整个储能电池***的可使用能量大大降低，甚至无法使用。

相关技术中，通过在每个电池包内加入与电芯串联结构并联的开关电阻串联支路，当一电池包电压过高，该电池包内的开关电阻串联支路中的开关管导通，则电芯串联结构通过导通的开关管和电阻放电，以达到电池包间电压均衡。但这种方案将电能以热能形式消耗掉，使得电池***电能利用率低，与节能环保的社会需求相悖。

另外，通过在每个电池包内加入与电芯串联结构并联的双向DC/DC变换器，通过控制双向DC/DC变换器可以独立控制每个电芯串联结构的充放电工况，保持所有电池包间电压均衡。然而，电包的充放电均需经过对应的双向DC/DC变换器，则双向DC/DC变换器的额定功率需大于等于电池包的额定功率，这不但导致双向DC/DC变换器成本高，而且双向DC/DC变换器功耗大，导致整个***效率低，电池包温升快，而影响整个电池***的寿命。此外，电池***常因控制器供电异常，导致无法检测故障的位置及原因，为后续排除故障带来极大不便，导致***可靠性低。

针对相关技术中均衡电池储能供电***中的电池包之间的电压时电能利用率低，可靠性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种电池储能供电***、电池包的电压均衡方法、装置，以解决相关技术中均衡电池储能供电***中的电池包之间的电压时电能利用率低，可靠性差的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电池储能供电***。该***包括：电池包供电结构，包括多个电池包，多个电池包依次串联形成电池包串联结构；选择开关单元，选择开关单元的第一端与每个电池包连接，选择开关单元的第二端分别与第一隔离DC/DC变换器、第二隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的开关控制信号，根据开关控制信号控制不同的电池包与第一隔离DC/DC变换器、第二隔离DC/DC变换器连通；第一隔离DC/DC变换器，第一隔离DC/DC变换器的第一端与选择开关单元的第二端连接，第一隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接；第二隔离DC/DC变换器，第二隔离DC/DC变换器的第一端与选择开关单元的第二端连接，第二隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接；第一控制器，与第一隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的放电指令，根据放电指令控制第一隔离DC/DC变换器将能量从第一端传递至第二端；第二控制器，与第二隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的充电指令，根据充电指令控制第二隔离DC/DC变换器将能量从第二端传递至第一端；电池控制单元，接收电池包供电结构的状态信号，根据状态信号输出放电指令至第一控制器、输出充电指令至第二控制器，并输出开关控制信号至选择开关单元。

可选地，选择开关单元包括多组开关管，每组开关管与一个电池包连接，每组开关管包括：第一开关管，第一开关管的第一端与电池包的正输出端连接，第一开关管的第二端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接；第二开关管，第二开关管的第一端与电池包的正输出端连接，第二开关管的第二端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接；第三开关管，第三开关管的第一端与电池包的负输出端连接，第三开关管的第二端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接；第四开关管，第四开关管的第一端与电池包的负输出端连接，第四开关管的第二端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接。

可选地，每个电池包包括：电芯串联结构，包括多个串联连接的电芯，电芯串联结构的两端构成电池包的两端；电池采样芯片，并联在电芯串联结构的两端，用于采集电芯串联结构的状态信号，并将电芯串联结构的状态信号发送至电池包管理单元；电池包管理单元，接收电池采样芯片发送的电芯串联结构的状态信号，并将电芯串联结构的状态信号发送至电池控制单元。

可选地，电池储能供电***还包括：辅助DC/DC变换器，输入端与直流母线连接，输出端分别与电池控制单元、每个电池包的电池包管理单元、第一控制器、第二控制器以及电池采样芯片连接，辅助DC/DC变换器用于将直流母线的电压转换为供电电压，为电池控制单元、每个电池包的电池包管理单元、第一控制器、第二控制器以及电池采样芯片供电。

可选地，电池储能供电***还包括：负载供电转换器，输入端与电池包供电结构的输出端连接，输出端与负载连接，用于将电池包供电结构提供的直流电转换为负载需要的直流电或交流电，其中，负载供电转换器为DC/DC变换器或DC/AC变换器，电池包串联结构的两端构成电池包供电结构的输出端。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电池包的电压均衡方法。该方法包括：电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号；电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值；在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的情况下，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包；电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通；电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过放电指令控制第一隔离DC/DC变换器工作，以控制待放电电池包向直流母线传递能量，其中，第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第一端传递至第二端；电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过充电指令控制第二隔离DC/DC变换器工作，以控制待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第二端传递至第一端。

可选地，开关单元包括多组开关管，每组开关管包括第一开关管、第二开关、第三开关管以及第四开关，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通包括：通过开关控制信号将每个待充电电池包的正输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第二开关管、每个待充电电池包的负输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第四开关管闭合，并将每个待充电电池包的正输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第一开关管、每个待充电电池包的负输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第三开关管断开；通过开关控制信号将每个待放电电池包的正输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第一开关管、每个待放电电池包的负输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第三开关管闭合，并将每个待放电电池包的正输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第二开关管、每个待放电电池包的负输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第四开关管断开。

可选地，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包包括：计算每个电池包的电压信号与第二预设值的差值，得到多个差值，并从多个差值中获取正数差值，得到多个正数差值，其中，第二预设值至少为以下之一：多个电压信号的均值、多个电压信号的中位数；从多个正数差值中确定最大正数差值，判断最大正数差值对应的电池包是否存在第一电池包串，其中，第一电池包串由最大正数差值对应的电池包相邻的多个电池包构成，第一电池包串中的电池包的电压信号与第二预设值的差值均为正数；在最大正数差值对应的电池包存在第一电池包串的情况下，将第一电池包串中的电池包和最大正数差值对应的电池包确定为待充电电池包；在最大正数差值对应的电池包不存在第一电池包串的情况下，将最大正数差值对应的电池包确定为待充电电池包。

可选地，电池控制单元从电池包供电结构中确定待放电电池包包括：计算每个电池包的电压信号与第二预设值的差值，得到多个差值，并从多个差值中获取负数差值，得到多个负数差值，其中，第二预设值至少为以下之一：多个电压信号的均值、多个电压信号的中位数；从多个负数差值中确定最小负数差值，判断最小负数差值对应的电池包是否存在第二电池包串，其中，第二电池包串由最小负数差值对应的电池包相邻的多个电池包构成，第二电池包串中的电池包的电压信号与第二预设值的差值均为负数；在最小负数差值对应的电池包存在第二电池包串的情况下，将第二电池包串中的电池包和最小负数差值对应的电池包确定为待放电电池包；在最小负数差值对应的电池包不存在第二电池包串的情况下，将最小负数差值对应的电池包确定为待放电电池包。

可选地，在电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值之后，该方法还包括：在电压差值小于第一预设值的情况下，电池控制单元向第一控制器发送预设放电指令，其中，预设放电指令用于控制电池包向直流母线放电，以通过直流母线连接的辅助DC/DC变换器向电池控制单元、第一控制器、第二控制器以及每个电池包的电池包管理单元、电池采样芯片供电。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，提供了一种电池包的电压均衡装置。该装置包括：获取单元，用于通过电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号；判断单元，用于通过电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值；确定单元，用于在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的情况下，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包；第一控制单元，用于通过电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通；第二控制单元，用于通过电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过放电指令控制第一隔离DC/DC变换器工作，以控制待放电电池包向直流母线传递能量，其中，第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第一端传递至第二端；第三控制单元，用于通过电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过充电指令控制第二隔离DC/DC变换器工作，以控制待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第二端传递至第一端。

通过本申请，采用以下步骤：电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号；电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值；在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的情况下，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包；电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通；电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过放电指令控制第一隔离DC/DC变换器工作，以控制待放电电池包向直流母线传递能量，其中，第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第一端传递至第二端；电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过充电指令控制第二隔离DC/DC变换器工作，以控制待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第二端传递至第一端，解决了相关技术中均衡电池储能供电***中的电池包之间的电压时电能利用率低，可靠性差的问题。通过在电压不均衡时发送充电指令至第二控制器、放电指令至第一控制器，以及开关控制信号至选择开关单元，从而控制第一隔离DC/DC变换器对待放电电池包放电，控制第二隔离DC/DC变换器对待充电电池包充电，进而达到了均衡电池包之间的电压时电能利用率高，可靠性高。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的电池储能供电***的结构示意图；

图2是根据本申请实施例提供的电池储能供电***中的选择开关单元、第一隔离DC/DC变换器以及第二隔离DC/DC变换器的结构示意图；

图3是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电***中的变换器电路的结构示意图；

图4是根据本申请实施例提供的电池储能供电***中的辅助DC/DC变换器的结构示意图；

图5是根据本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法的流程图；

图6是根据本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明，图1是根据本申请实施例提供的电池储能供电***的结构示意图，如图1所示，该***包括：

电池包供电结构10，包括多个电池包，多个电池包依次串联形成电池包串联结构。

可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电***中，每个电池包包括：电芯串联结构101，包括多个串联连接的电芯，电芯串联结构101的两端构成电池包的两端；电池采样芯片102，并联在电芯串联结构101的两端，用于采集电芯串联结构101的状态信号，并将电芯串联结构101的状态信号发送至电池包管理单元103；电池包管理单元103，接收电池采样芯片102发送的电芯串联结构101的状态信号，并将电芯串联结构101的状态信号发送至电池控制单元70。

具体地，如图1所示，每个电池包内包括电芯串联结构101、电池采样芯片102以及电池包管理单元103。电芯串联结构101通过串联的多个电芯储存电能或者释放电能，通过电池采样芯片102（AFE，Analog Front End）实现电芯串联结构101内的电芯间的电压均衡，并负责采集电芯串联结构101的状态信号，采集到的状态信号发送给电池包管理单元103(BMU，Battery Management Unit)，电池包管理单元103将接收到的状态信号发送至电池控制单元70。

其中，每个电芯串联结构101包括串联连接的多个电芯，如图1所示的电池包电池包1内的第一电芯串联结构101直至电池包电池包n内的第n电芯串联结构101构成电池包串联结构，每一电芯串联结构101内包括电芯1至电芯x。多个电池包中的第一电芯串联结构101至第n电芯串联结构101依次串联连接，形成电池包供电结构10的正输出端BAT+和负输出端BAT-。通过正输出端BAT+和负输出端BAT-向负载90供电，或者向电池包供电结构10储电。

选择开关单元20，选择开关单元20的第一端与每个电池包连接，选择开关单元20的第二端分别与第一隔离DC/DC变换器30、第二隔离DC/DC变换器40连接，用于接收电池控制单元70发出的开关控制信号，根据开关控制信号控制不同的电池包与第一隔离DC/DC变换器30、第二隔离DC/DC变换器40连通。

具体地，选择开关单元20的第一端可以为靠近电池包供电结构10的一端，选择开关单元20的第二端可以为靠近第一隔离DC/DC变换器30、第二隔离DC/DC变换器40的一端。选择开关单元20包括多个开关管，每个电池包与一组4个开关管连接。通过接收电池控制单元70发出的开关控制信号后，控制需要充电或放电的电池包对应的一组开关管中的开关管闭合和断开，从而使需要充电或放电的电池包根据开关控制信号与第一隔离DC/DC变换器30或第二隔离DC/DC变换器40连通。

第一隔离DC/DC变换器30，第一隔离DC/DC变换器30的第一端与选择开关单元20的第二端连接，第一隔离DC/DC变换器30的第二端与直流母线连接。

具体地，第一隔离DC/DC变换器30可以为隔离双向DC/DC变换器，第一隔离DC/DC变换器30的第一端可以为靠近选择开关单元20的一端，第一隔离DC/DC变换器30的第二端可以为靠近第一控制器50的一端。第一隔离DC/DC变换器30可以为双向全桥变换器、全桥变换器、推挽变换器或半桥变换器等，本申请对其具体结构不做限定。第一隔离DC/DC变换器30的第二端连接正直流母线Bus+和负直流母线Bus-。通过第一隔离DC/DC变换器30实现将需要放电的电池包的能量在对应开关管导通的情况下传递至直流母线，以实现待放电电池包的放电。

第二隔离DC/DC变换器40，第二隔离DC/DC变换器40的第一端与选择开关单元20的第二端连接，第二隔离DC/DC变换器40的第二端与直流母线连接。

具体地，第二隔离DC/DC变换器40可以为隔离双向DC/DC变换器，第二隔离DC/DC变换器40的第一端可以为靠近选择开关单元20的一端，第二隔离DC/DC变换器40的第二端可以为靠近第二控制器60的一端。第二隔离DC/DC变换器40可以为双向全桥变换器、全桥变换器、推挽变换器或半桥变换器等，本申请对其具体结构不做限定。第二隔离DC/DC变换器40的第二端连接正直流母线Bus+和负直流母线Bus-。通过第二隔离DC/DC变换器40实现将直流母线的能量在对应开关管导通的情况下传递至需要充电的电池包，以实现待充电电池包的充电。

需要说明的是，第一隔离DC/DC变换器30和第二隔离DC/DC变换器40连接在电池包与直流母线之间，电池包供电结构10通过正输出端BAT+和负输出端BAT-进行储电和向负载供电，因此电池包供电结构10的储电和向负载供电均不需经过第一隔离DC/DC变换器30和第二隔离DC/DC变换器40，第一隔离DC/DC变换器30和第二隔离DC/DC变换器40仅涉及流过各个电池包之间需进行电压均衡的功率。每个电池包的电压通常在40V到70V之间，电池包间的不均衡电压通常在1V左右，因此第一隔离DC/DC变换器30和第二隔离DC/DC变换器40的额定功率很小，通常仅为电池包额定功率的10%至20%，这大大降低了第一隔离DC/DC变换器30和第二隔离DC/DC变换器40的成本及设计难度，且第一隔离DC/DC变换器30和第二隔离DC/DC变换器40的功耗小，进而整个电池储能供电***储电和放电效率高，提高了整个电池储能供电***的寿命。

第一控制器50，与第一隔离DC/DC变换器30连接，用于接收电池控制单元70发出的放电指令，根据放电指令控制第一隔离DC/DC变换器30将能量从第一端传递至第二端。

具体地，第一控制器50与第一隔离DC/DC变换器30通信连接，第一控制器50负责第一隔离DC/DC变换器30的工作状态，在第一控制器50接收到放电指令的情况下，控制第一隔离DC/DC变换器30开始工作，在第一隔离DC/DC变换器30工作，并且选择开关单元20中与待放电电池包对应的开关管导通的情况下，使第一隔离DC/DC变换器30将能量从第一端传递至第二端。

第二控制器60，与第二隔离DC/DC变换器40连接，用于接收电池控制单元发出的充电指令，根据充电指令控制第二隔离DC/DC变换器40将能量从第二端传递至第一端。

具体地，第二控制器60与第二隔离DC/DC变换器40通信连接，第二控制器60负责第二隔离DC/DC变换器40的工作状态，在第二控制器60接收到充电指令的情况下，控制第二隔离DC/DC变换器40开始工作，在第二隔离DC/DC变换器40工作，并且选择开关单元20中与待充电电池包对应的开关管导通的情况下，使第二隔离DC/DC变换器40将能量从第二端传递至第一端。

电池控制单元70，接收电池包供电结构10的状态信号，根据状态信号输出放电指令至第一控制器50、输出充电指令至第二控制器60，并输出开关控制信号至选择开关单元20。

具体地，状态信号S1可以为表征电池包供电结构10中各电芯串联结构101的电压信号。电池控制单元70（BCU，Battery Control Unit）接收从电池包供电结构10采集的状态信号S1，根据状态号S1输出放电指令至第一控制器50、输出充电指令至第二控制器60，并输出开关控制信号至选择开关单元20。

例如，在状态信号S1显示电池包供电结构10中的各个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的时候，说明电池包供电结构10中电池包之间的电压不均衡，此时电池控制单元70输出放电指令至第一控制器50、输出充电指令至第二控制器60，并输出开关控制信号至选择开关单元20，从而通过放电指令、充电指令和开关控制信号控制电池包供电结构10与直流母线之间进行能量传递来恢复电压均衡。

本申请实施例提供的电池储能供电***，通过电池包供电结构，包括多个电池包，多个电池包依次串联形成电池包串联结构，电池包串联结构的两端构成电池包供电结构的输出端；选择开关单元，选择开关单元的第一端与每个电池包连接，选择开关单元的第二端分别与第一隔离DC/DC变换器、第二隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的开关控制信号，根据开关控制信号控制不同的电池包与第一隔离DC/DC变换器、第二隔离DC/DC变换器连通；第一隔离DC/DC变换器，第一隔离DC/DC变换器的第一端与选择开关单元的第二端连接，第一隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接；第二隔离DC/DC变换器，第二隔离DC/DC变换器的第一端与选择开关单元的第二端连接，第二隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接；第一控制器，与第一隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的放电指令，根据放电指令控制第一隔离DC/DC变换器将能量从第一端传递至第二端；第二控制器，与第二隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的充电指令，根据充电指令控制第二隔离DC/DC变换器将能量从第二端传递至第一端；电池控制单元，接收电池包供电结构的状态信号，根据状态信号输出放电指令至第一控制器、输出充电指令至第二控制器，并输出开关控制信号至选择开关单元，解决了相关技术中均衡电池储能供电***中的电池包之间的电压时电能利用率低，可靠性差的问题。通过在电压不均衡时发送充电指令至第二控制器、放电指令至第一控制器，以及开关控制信号至选择开关单元，从而控制第一隔离DC/DC变换器对待放电电池包放电，控制第二隔离DC/DC变换器对待充电电池包充电，进而达到了均衡电池包之间的电压时电能利用率高，可靠性高。

可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电***中，选择开关单元20包括多组开关管，每组开关管与一个电池包对应连接，每组开关管包括：第一开关管，第一开关管的第一端与电池包的正输出端连接，第一开关管的第二端与第一隔离DC/DC变换器30的第一端的正电压端连接；第二开关管，第二开关管的第一端与电池包的正输出端连接，第二开关管的第二端与第二隔离DC/DC变换器40的第一端的正电压端连接；第三开关管，第三开关管的第一端与电池包的负输出端连接，第三开关管的第二端与第一隔离DC/DC变换器30的第一端的负电压端连接；第四开关管，第四开关管的第一端与电池包的负输出端连接，第四开关管的第二端与第二隔离DC/DC变换器40的第一端的负电压端连接。

具体地，图2是根据本申请实施例提供的电池储能供电***中的选择开关单元、第一隔离DC/DC变换器以及第二隔离DC/DC变换器的结构示意图，如图2所示，第一开关管可以为Q11、Q21…Qn1，第二开关管可以为Q12、Q22…Qn2，第三开关管可以为Q13、Q23…Qn3，第四开关管可以为Q14、Q24…Qn4。第一隔离DC/DC变换器30的第一端的正电压端（C12+）与第一电池包电池包1的正输出端之间通过第一开关管Q11连接，第一隔离DC/DC变换器30的第一端的负电压端与第一电池包电池包1的负输出端之间通过第三开关管Q13连接。第一隔离DC/DC变换器30的第一端的正电压端与第二电池包电池包2的正输出端之间通过第一开关管Q21连接，第一隔离DC/DC变换器30的第一端的负电压端与第二电池包电池包2的负输出端之间通过第三开关管Q23连接，直至第一隔离DC/DC变换器30的第一端的正电压端与第n电池包电池包n的正输出端之间通过第一开关管Qn1连接，第一隔离DC/DC变换器30的第一端的负电压端与第n电池包电池包n的负输出端之间通过第三开关管Qn3连接。

第二隔离DC/DC变换器40的第一端的正电压端与第一电池包电池包1的正输出端之间通过第二开关管Q12连接，第二隔离DC/DC变换器40的第一端的负电压端与第一电池包电池包1的负输出端之间通过第四开关管Q14连接。第二隔离DC/DC变换器40的第一端的正电压端与第二电池包电池包2的正输出端之间通过第二开关管Q22连接，第二隔离DC/DC变换器40的第一端的负电压端与第二电池包电池包2的负输出端之间通过第四开关管Q24连接，直至第二隔离DC/DC变换器40的第一端的正电压端与第n电池包电池包n的正输出端之间通过第二开关管Qn2连接，第二隔离DC/DC变换器40的第一端的负电压端与第n电池包电池包n的负输出端之间通过第四开关管Qn4连接。通过将每个电池包与第一隔离DC/DC变换器30和第二隔离DC/DC变换器40之间以第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管连接。从而实现第一隔离DC/DC变换器30通过选择开关单元20为一个电池包或电池包串放电，第二隔离DC/DC变换器40522通过选择开关单元20516为一个电池包或电池包串充电。

需要说明的是，如图2所示，第一隔离DC/DC变换器30和第二隔离DC/DC变换器40可以为全桥变换器，第一隔离DC/DC变换器30包括开关Q35、开关Q36、开关Q37和开关Q38形成的原边桥式开关单元、开关Q31、开关Q32、开关Q33和开关Q34形成的副边桥式开关单元、变压器TX1、电感L1、原边侧电容C12和副边侧电容C11。第二隔离DC/DC变换器40522包括开关Q41、开关Q42、开关43和开关Q44形成的原边桥式开关单元、开关Q45、开关Q46、开关Q47和开关Q48形成的副边桥式开关单元、变压器TX2、电感L2、原边侧电容C21和副边侧电容C22。如图2所示，其中副边侧的开关均可为二极管。图2中以副边侧以全波整流为例，实际中其可为任何整流单元。辅助DC/DC变换器600为降压式变换器，包括开关管S11、开关管S22、电感L11、输入电容C33和输出和电容C33。

电池储能供电***中的各个控制器由辅助DC/DC变换器80供电，可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电***中，电池储能供电***还包括：辅助DC/DC变换器80，输入端与直流母线连接，输出端分别与电池控制单元70、每个电池包的电池包管理单元103、第一控制器50、第二控制器60以及电池采样芯片102连接，辅助DC/DC变换器80用于将直流母线的电压转换为供电电压，为电池控制单元70、每个电池包的电池包管理单元103、第一控制器50、第二控制器60以及电池采样芯片102供电。

具体地，图3是根据本申请实施例提供的可选的电池储能供电***中的变换器电路的结构示意图，如图3所示，辅助DC/DC变换器80，输入端连接直流母线，输出端连接电池控制单元70、每个电池包的电池包管理单元103、第一控制器50、第二控制器60以及电池采样芯片102连接，辅助DC/DC变换器80将直流母线电压变换为控制器的供电电压，控制器包括上述与辅助DC/DC变换器80输出端连接的各个单元。通常控制器的供电电压为12V或更低，因此辅助DC/DC变换器80可选择任意一种非隔离降压DC/DC变换器，图4是根据本申请实施例提供的电池储能供电***中的辅助DC/DC变换器的结构示意图，如图4所示，辅助DC/DC变换器80可以为降压式变换器。通过辅助DC/DC变换器80为各个控制器供电，保障电池储能供电***正常运行。

需要说明的是，电池储能供电***还可以不设置辅助DC/DC变换器80，此时BCU、BMU、第一控制器50和第二控制器60可以由连接在电池包供电结构10的输出端的隔离变换器，如反激变换器进行供电。

电池储能供电***通过负载供电转换器100向负载90供电，可选地，在本申请实施例提供的电池储能供电***中，电池储能供电***还包括：负载供电转换器100，输入端与电池包供电结构10的输出端连接，输出端与负载90连接，用于将电池包供电结构10提供的直流电转换为负载90需要的直流电或交流电，其中，负载供电转换器100为DC/DC变换器或DC/AC变换器，电池包串联结构10的两端构成电池包供电结构的输出端。

具体地，负载供电转换器100可以为DC/DC变换器或DC/AC变换器，负载供电转换器100的输入端连接电池包供电结构10的正输出端BAT+和负输出端BAT-，负载供电转换器100的输出端连接负载90，负载供电转换器100将电池包供电结构10提供的直流电变换为直流电或交流电来为负载90供电，负载供电转换器100为DC/DC变换器时，将电池包供电结构10提供的直流电变换为负载90需要的直流电，负载供电转换器100为DC/AC变换器时，将电池包供电结构10提供的直流电变换为负载90需要的交流电。

根据本申请的另一实施例，图5是根据本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法的流程图，如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S501，电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号。

具体地，每个电池包内的电池包管理单元（BMU）接收电池采样芯片（AFE）采集的电压信号，电池控制单元通过接收每个电池包内的BMU发送的电压信号，得到每个电池包的电压信号。

步骤S502，电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值。

具体地，电池控制单元获取每个电池包的电压信号后，可以逐对对比电池包之间的电压差值，例如，电池包1与电池包2进行对比，计算电压差值，电池包1与电池包3进行对比，计算电压差值，…，电池包1与电池包n进行对比，计算电压差值，…，电池包n-1与电池包n进行对比，计算电压差值。判断每对电池包之间的电压差值是否大于等于第一预设值。

步骤S503，在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的情况下，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包。

具体地，在逐对对比电池包之间的电压差值时，只要存在一对电池包之间的电压差值大于等于第一预设值，说明各个电池包之间的电压不均衡，停止继续对比剩下电池包，电池控制单元输出放电指令至第一控制器、输出充电指令至第二控制器，并输出开关控制信号至选择开关单元来控制电池包之间的电压均衡。发送对应的信号前确定进行电压均衡时哪些电池包是待充电电池包，哪些电池包是待放电电池包。

步骤S504，电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通。

具体地，开关控制信号可以为指示预设开关管闭合或断开的信号，预设开关管也即与待充电电池包和待放电电池包对应的各组开关管，通过控制待放电电池包对应的第一开关管和第三开关管闭合，从而使待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通，通过控制待充电电池包对应的第二开关管和第四开关管闭合，从而使待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通。

需要说明的是，在电池包放电期间或充电期间，选择开关单元内的对应开关管一直处于导通状态，因此选择开关单元的开关管无需高频切换，这大大降低了开关管的损耗。选择开关单元内的开关管可以为MOSFET（金属-氧化物半导体场效应管）。当然其也可为IGBT（绝缘型双极型晶体管电子元件）等任何可被控制而导通或关断的器件。选择开关单元内的每一电池包的正输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端，和与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接的开关可以为如图2所示的分立开关管，也可为集成开关单元，只需其能实现在第一隔离DC/DC变换器与第二隔离DC/DC变换器之间选择，并且也可不电连通其中任何一者即可。每一电池包的负输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端，和与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接的开关管亦如此。同样的也适用于每一电池包与第二隔离DC/DC变换器连接的开关管。

步骤S505，电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过放电指令控制第一隔离DC/DC变换器工作，以控制待放电电池包向直流母线传递能量，其中，第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第一端传递至第二端。

具体地，BCU向第一控制器输出放电指令，该放电指令指示第一隔离DC/DC变换器开始工作，在选择开关单元将待放电电池包对应的开关管闭合的情况下，第一隔离DC/DC变换器将待放电电池包的电能传递至直流母线。

步骤S506，电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过充电指令控制第二隔离DC/DC变换器工作，以控制待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第二端传递至第一端。

具体地，BCU向第二控制器输出充电指令，该充电指令指示第二隔离DC/DC变换器开始工作，在选择开关单元将待充电电池包对应的开关管闭合的情况下，第二隔离DC/DC变换器将直流母线的电能传递至待充电电池包。

本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法，通过电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号；电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值；在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的情况下，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包；电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通；电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过放电指令控制第一隔离DC/DC变换器工作，以控制待放电电池包向直流母线传递能量，其中，第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第一端传递至第二端；电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过充电指令控制第二隔离DC/DC变换器工作，以控制待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第二端传递至第一端，解决了相关技术中均衡电池储能供电***中的电池包之间的电压时电能利用率低，可靠性差的问题。通过在电压不均衡时发送充电指令至第二控制器、放电指令至第一控制器，以及开关控制信号至选择开关单元，从而控制第一隔离DC/DC变换器对待放电电池包放电，控制第二隔离DC/DC变换器对待充电电池包充电，进而达到了均衡电池包之间的电压时电能利用率高，可靠性高。

进行电压均衡时需要将将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通，可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中，开关单元包括多组开关管，每组开关管包括第一开关管、第二开关、第三开关管以及第四开关，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通包括：通过开关控制信号将每个待充电电池包的正输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第二开关管、每个待充电电池包的负输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第四开关管闭合，并将每个待充电电池包的正输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第一开关管、每个待充电电池包的负输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第三开关管断开；通过开关控制信号将每个待放电电池包的正输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第一开关管、每个待放电电池包的负输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第三开关管闭合，并将每个待放电电池包的正输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第二开关管、每个待放电电池包的负输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第四开关管断开。

例如，如图2所示，当状态表征信号S1指示第二电池包电池包2为待放电电池包时，BCU输出的选择开关控制信号使电池包2对应的第一开关管Q21和第三开关管Q23闭合，也即BCU输出的选择开关控制信号使得第一隔离DC/DC变换器的第一端与第二电池包电池包2的两端连通，同时通过BCU输出的放电指令使得第一控制器控制第一隔离DC/DC变换器工作，以将第二电池包电池包2的能量通过选择开关单元和第一隔离DC/DC变换器放电至直流母线。

进一步的，若此时状态表征信号S1还指示第三电池包电池包3（图中未示出）至第五电池包电池包5（图中未示出）为待充电电池包，BCU输出的选择开关控制信号使得第二开关管Q32（图中未示出）和第四开关管Q54（图中未示出）闭合，也即BCU输出的选择开关控制信号使得第二隔离DC/DC变换器的第一端与第三电池包电池包3的正输出端及第五电池包电池包5的负输出端连通，同时BCU输出的充电指令使得第二控制器控制第二隔离DC/DC变换器工作，以将第三电池包电池包3至第五电池包电池包5同时通过选择开关单元和第二隔离DC/DC变换器充电。也即通过控制选择开关单元内的开关管的闭合或断开，可使第一隔离DC/DC变换器为任一电池包或多个电池包形成的电池包串放电，也可同时使第二隔离DC/DC变换器为任一电池包或多个电池包形成的电池包串充电。

在均衡电池包之间的电压前需要先确定待充电电池包和待放电电池包，可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包包括：计算每个电池包的电压信号与第二预设值的差值，得到多个差值，并从多个差值中获取正数差值，得到多个正数差值，其中，第二预设值至少为以下之一：多个电压信号的均值、多个电压信号的中位数；从多个正数差值中确定最大正数差值，判断最大正数差值对应的电池包是否存在第一电池包串，其中，第一电池包串由最大正数差值对应的电池包相邻的多个电池包构成，第一电池包串中的电池包的电压信号与第二预设值的差值均为正数；在最大正数差值对应的电池包存在第一电池包串的情况下，将第一电池包串中的电池包和最大正数差值对应的电池包确定为待充电电池包；在最大正数差值对应的电池包不存在第一电池包串的情况下，将最大正数差值对应的电池包确定为待充电电池包。

具体地，为了保障电池包之间的电压均衡，第二预设值可以为所有电池包的电压信号的均值，中位数等，计算每个电池包的电压信号与第二预设值的差值，该差值可以为正数差值、负数差值或者差值为0，差值为0意味着该电池包不需要放电或者充电，正数差值说明该电池包需要放电，负数差值说明该电池包需要充电。由于电池包之间是串联连接的，无法对不相邻的电池包同时充电或者放电。因此从所有的负数差值中确定最小负数差值，也即找到最需要充电的电池包，若与最需要充电的电池包相邻的电池包也属于与第二预设值的差值为负数差值的电池包，则相邻的该电池包串可以同时进行充电，将该电池包串中的每个电池包均确定为待充电电池包，若与最需要充电的电池包相邻的电池包均属于与第二预设值的差值为正数差值的电池包，则无法同时对这些相邻的电池包充电，因此，只将最需要充电的电池包确定为待充电电池包。这种充电方式存在不能一次性达到电池包之间的电压均衡的效果，可以进行多次确定待充电电池包进行多次充电直到电池包之间的电压均衡。

可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中，电池控制单元从电池包供电结构中确定待放电电池包包括： 从多个负数差值中确定最小负数差值，判断最小负数差值对应的电池包是否存在第二电池包串，其中，第二电池包串由最小负数差值对应的电池包相邻的多个电池包构成，第二电池包串中的电池包的电压信号与第二预设值的差值均为负数；在最小负数差值对应的电池包存在第二电池包串的情况下，将第二电池包串中的电池包和最小负数差值对应的电池包确定为待放电电池包；在最小负数差值对应的电池包不存在第二电池包串的情况下，将最小负数差值对应的电池包确定为待放电电池包。

具体地，由于第一隔离DC/DC变换器和第二隔离DC/DC变换器相互独立，因此对待充电电池包进行充电的同时也可以给待放电电池包进行放电，从所有的正数差值中确定最大正数差值，也即找到最需要放电的电池包，若与最需要放电的电池包相邻的电池包也属于与第二预设值的差值为正数差值的电池包，则相邻的该电池包串可以同时进行放电，将该电池包串中的每个电池包均确定为待放电电池包，若与最需要放电的电池包相邻的电池包均属于与第二预设值的差值为负数差值的电池包，则无法同时对这些相邻的电池包放电，因此，只将最需要放电的电池包确定为待放电电池包。这种放电方式存在不能一次性达到电池包之间的电压均衡的效果，可以进行多次确定待放电电池包进行多次放电直到电池包之间的电压均衡。

当电池包之间的电压处于均衡的状态时，仍需要电池包放电来保障各控制单元的正常运行，可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡方法中，在电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值之后，该方法还包括：在电压差值小于第一预设值的情况下，电池控制单元向第一控制器发送预设放电指令，其中，预设放电指令用于控制电池包向直流母线放电，以通过直流母线连接的辅助DC/DC变换器向电池控制单元、第一控制器、第二控制器以及每个电池包的电池包管理单元、电池采样芯片供电。

具体地，当所有的电池包均对比完，计算得到的电压差值全部小于第一预设值时，说明电池包之间的电压处于均衡状态，此时不需要电池包进行放电或者充电来保障电池包之间的电压均衡。但是由于电池储能供电***自身的各个控制单元仍需要能量供自己运转，因此电池控制单元向第一控制器发送放电指令，该放电指令用来控制电池包向直流母线放电，从而使辅助DC/DC变换器将直流母线中的电压转化为控制器的电压，进而向电池控制单元、第一控制器、第二控制器、第一隔离DC/DC变换器、第二隔离DC/DC变换器以及每个电池包的电池包管理单元、和AFE供电。通过在电压差值小于第一预设值时控制电池包放电至直流母线，可以为辅助DC/DC变换器供电，从而实现能量的回收利用，提高电池储能供电***的效率。

需要说明的是，对于本申请实施例中的电池储能供电***，直流母线由n个连接电芯串联结构的DC/DC变换器供电，只要电池包供电结构中任一电池包正常工作，直流母线均有电压，则辅助DC/DC变换器就可以为电池储能供电***中的控制器供电，使电池储能供电***可正常工作。

在电池储能供电***存在故障时，通过辅助DC/DC变换器还能检测故障的位置及原因，为后续排除故障带来极大方便，提高整个电池储能供电***的可靠性。当存在电池包出现故障时，整个电池包供电结构无法向电池储能供电***供电，此时通过辅助DC/DC变换器将直流母线上的电能供给各个电池包的AFE，AFE能够通过是否采集到该电池包的电压信号来判断该电池包是否存在故障，从而判断故障位置。

需要说明的是，现有的所有电池储能供电***，控制器的供电均由连接在电池包供电结构的BAT+和BAT-的上的变换器实现，电池包供电结构的电压通常在40V到500V之间，则该变换器需实现将40V到500V的高压变换为12V，其输入电压高，电压范围大，因此需隔离变换器，如反激变换器，然而该变换器的设计复杂且成本高。而本申请的辅助DC/DC变换器仅需非隔离降压变换器，大大降低了成本和设计难度。并且相关技术中，由于变换器的输入为电池包供电结构的输出端，则一旦任一电芯串联结构故障，则变换器因无输入而无法为控制器供电，导致控制器无法检测故障的位置及原因，导致排除故障难度大，***可靠性低。因此本申请提供的电池储能供电系不仅可靠性高，且体积小、成本低。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

本申请实施例还提供了一种电池包的电压均衡装置，需要说明的是，本申请实施例的电池包的电压均衡装置可以用于执行本申请实施例所提供的用于电池包的电压均衡方法。以下对本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置进行介绍。

图6是根据本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置的示意图。如图6所示，该装置包括：

获取单元601，用于通过电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号；

判断单元602，用于通过电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值；

确定单元603，用于在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的情况下，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包；

第一控制单元604，用于通过电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通；

第二控制单元605，用于通过电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过放电指令控制第一隔离DC/DC变换器工作，以控制待放电电池包向直流母线传递能量，其中，第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第一端传递至第二端；

第三控制单元606，用于通过电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过充电指令控制第二隔离DC/DC变换器工作，以控制待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第二端传递至第一端。

本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置，通过获取单元601，通过电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号；判断单元602，通过电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值；确定单元603，在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值的情况下，电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包；第一控制单元604，通过电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过开关控制信号控制开关单元动作，将待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通；第二控制单元605，通过电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过放电指令控制第一隔离DC/DC变换器工作，以控制待放电电池包向直流母线传递能量，其中，第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第一端传递至第二端；第三控制单元606，通过电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过充电指令控制第二隔离DC/DC变换器工作，以控制待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将能量从第二端传递至第一端，解决了相关技术中均衡电池储能供电***中的电池包之间的电压时电能利用率低，可靠性差的问题，通过在电压不均衡时发送充电指令至第二控制器、放电指令至第一控制器，以及开关控制信号至选择开关单元，从而控制第一隔离DC/DC变换器对待放电电池包放电，控制第二隔离DC/DC变换器对待充电电池包充电，进而达到了均衡电池包之间的电压时电能利用率高，可靠性高。

可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中，开关单元包括多组开关管，每组开关管包括第一开关管、第二开关、第三开关管以及第四开关，第一控制单元604包括：第一闭合模块，用于通过开关控制信号将每个待充电电池包的正输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第二开关管、每个待充电电池包的负输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第四开关管闭合，并将每个待充电电池包的正输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第一开关管、每个待充电电池包的负输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第三开关管断开；第二闭合模块，用于通过开关控制信号将每个待放电电池包的正输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第一开关管、每个待放电电池包的负输出端与第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第三开关管闭合，并将每个待放电电池包的正输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第二开关管、每个待放电电池包的负输出端与第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第四开关管断开。

可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中，确定单元603包括：计算模块，用于计算每个电池包的电压信号与第二预设值的差值，得到多个差值，并从多个差值中获取正数差值，得到多个正数差值，其中，第二预设值至少为以下之一：多个电压信号的均值、多个电压信号的中位数；第一确定模块，用于从多个正数差值中确定最大正数差值，判断最大正数差值对应的电池包是否存在第一电池包串，其中，第一电池包串由最大正数差值对应的电池包相邻的多个电池包构成，第一电池包串中的电池包的电压信号与第二预设值的差值均为正数；第二确定模块，用于在最大正数差值对应的电池包存在第一电池包串的情况下，将第一电池包串中的电池包和最大正数差值对应的电池包确定为待充电电池包；第三确定模块，用于在最大正数差值对应的电池包不存在第一电池包串的情况下，将最大正数差值对应的电池包确定为待充电电池包。

可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中，确定单元603包括：第四确定模块，用于从多个负数差值中确定最小负数差值，判断最小负数差值对应的电池包是否存在第二电池包串，其中，第二电池包串由最小负数差值对应的电池包相邻的多个电池包构成，第二电池包串中的电池包的电压信号与第二预设值的差值均为负数；第五确定模块，用于在最小负数差值对应的电池包存在第二电池包串的情况下，将第二电池包串中的电池包和最小负数差值对应的电池包确定为待放电电池包；第六确定模块，用于在最小负数差值对应的电池包不存在第二电池包串的情况下，将最小负数差值对应的电池包确定为待放电电池包。

可选地，在本申请实施例提供的电池包的电压均衡装置中，该装置包括：发送单元，用于在电压差值小于第一预设值的情况下，电池控制单元向第一控制器发送预设放电指令，其中，预设放电指令用于控制电池包向直流母线放电，以通过直流母线连接的辅助DC/DC变换器向电池控制单元、第一控制器、第二控制器以及每个电池包的电池包管理单元、电池采样芯片供电。

电池包的电压均衡装置包括处理器和存储器，上述获取单元601、判断单元602、确定单元603、第一控制单元604、第二控制单元605和第三控制单元606等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。

处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来均衡电池包之间的电压。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现电池包的电压均衡方法。

本发明实施例提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行电池包的电压均衡方法。

本发明实施例提供了一种电子设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：电池包的电压均衡方法。本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

本申请还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有如下方法步骤的程序：电池包的电压均衡方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（***）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种电池储能供电***，其特征在于，包括：

电池包供电结构，包括多个电池包，所述多个电池包依次串联形成电池包串联结构；

选择开关单元，所述选择开关单元的第一端与每个所述电池包连接，所述选择开关单元的第二端分别与第一隔离DC/DC变换器、第二隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的开关控制信号，根据所述开关控制信号控制不同的电池包与所述第一隔离DC/DC变换器、所述第二隔离DC/DC变换器连通；

所述第一隔离DC/DC变换器，所述第一隔离DC/DC变换器的第一端与所述选择开关单元的第二端连接，所述第一隔离DC/DC变换器的第二端与直流母线连接；

所述第二隔离DC/DC变换器，所述第二隔离DC/DC变换器的第一端与所述选择开关单元的第二端连接，所述第二隔离DC/DC变换器的第二端与所述直流母线连接；

第一控制器，与所述第一隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的放电指令，根据所述放电指令控制所述第一隔离DC/DC变换器将能量从第一端传递至第二端；

第二控制器，与所述第二隔离DC/DC变换器连接，用于接收电池控制单元发出的充电指令，根据所述充电指令控制所述第二隔离DC/DC变换器将能量从第二端传递至第一端；

电池控制单元，接收所述电池包供电结构的状态信号，根据所述状态信号输出所述放电指令至所述第一控制器、输出所述充电指令至所述第二控制器，并输出所述开关控制信号至所述选择开关单元。

2.根据权利要求1所述的电池储能供电***，其特征在于，选择开关单元包括多组开关管，每组开关管与一个电池包连接，每组开关管包括：

第一开关管，所述第一开关管的第一端与电池包的正输出端连接，所述第一开关管的第二端与所述第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接；

第二开关管，所述第二开关管的第一端与电池包的正输出端连接，所述第二开关管的第二端与所述第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端连接；

第三开关管，所述第三开关管的第一端与电池包的负输出端连接，所述第三开关管的第二端与所述第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接；

第四开关管，所述第四开关管的第一端与电池包的负输出端连接，所述第四开关管的第二端与所述第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端连接。

3.根据权利要求1所述的电池储能供电***，其特征在于，每个电池包包括：

电芯串联结构，包括多个串联连接的电芯，所述电芯串联结构的两端构成所述电池包的两端；

电池采样芯片，并联在所述电芯串联结构的两端，用于采集所述电芯串联结构的状态信号，并将所述电芯串联结构的状态信号发送至电池包管理单元；

所述电池包管理单元，接收所述电池采样芯片发送的所述电芯串联结构的状态信号，并将所述电芯串联结构的状态信号发送至所述电池控制单元。

4.根据权利要求3所述的电池储能供电***，其特征在于，所述电池储能供电***还包括：

辅助DC/DC变换器，输入端与所述直流母线连接，输出端分别与所述电池控制单元、每个电池包的所述电池包管理单元、所述第一控制器、所述第二控制器以及所述电池采样芯片连接，所述辅助DC/DC变换器用于将所述直流母线的电压转换为供电电压，为所述电池控制单元、每个电池包的所述电池包管理单元、所述第一控制器、所述第二控制器以及所述电池采样芯片供电。

5.根据权利要求1所述的电池储能供电***，其特征在于，电池储能供电***还包括：

负载供电转换器，输入端与所述电池包供电结构的输出端连接，输出端与负载连接，用于将所述电池包供电结构提供的直流电转换为所述负载需要的直流电或交流电，其中，所述负载供电转换器为DC/DC变换器或DC/AC变换器，所述电池包串联结构的两端构成所述电池包供电结构的输出端。

6.一种电池包的电压均衡方法，应用于所述权利要求1-5中的任意一个电池储能供电***，其特征在于，包括：

电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号；

所述电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值；

在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于所述第一预设值的情况下，所述电池控制单元从所述电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包；

所述电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过所述开关控制信号控制开关单元动作，将所述待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将所述待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通；

所述电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过所述放电指令控制所述第一隔离DC/DC变换器工作，以控制所述待放电电池包向直流母线传递能量，其中，所述第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将所述能量从第一端传递至第二端；

所述电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过所述充电指令控制所述第二隔离DC/DC变换器工作，以控制所述待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，所述第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将所述能量从第二端传递至第一端。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述开关单元包括多组开关管，每组开关管包括第一开关管、第二开关、第三开关管以及第四开关，通过所述开关控制信号控制开关单元动作，将所述待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将所述待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通包括：

通过所述开关控制信号将每个待充电电池包的正输出端与所述第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第二开关管、每个待充电电池包的负输出端与所述第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第四开关管闭合，并将每个待充电电池包的正输出端与所述第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第一开关管、每个待充电电池包的负输出端与所述第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第三开关管断开；

通过所述开关控制信号将每个待放电电池包的正输出端与所述第一隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第一开关管、每个待放电电池包的负输出端与所述第一隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第三开关管闭合，并将每个待放电电池包的正输出端与所述第二隔离DC/DC变换器的第一端的正电压端之间的第二开关管、每个待放电电池包的负输出端与所述第二隔离DC/DC变换器的第一端的负电压端之间的第四开关管断开。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电池控制单元从电池包供电结构中确定待充电电池包包括：

计算每个电池包的电压信号与第二预设值的差值，得到多个差值，并从所述多个差值中获取正数差值，得到多个正数差值，其中，所述第二预设值至少为以下之一：所述多个电压信号的均值、所述多个电压信号的中位数；

从所述多个正数差值中确定最大正数差值，判断所述最大正数差值对应的电池包是否存在第一电池包串，其中，所述第一电池包串由所述最大正数差值对应的电池包相邻的多个电池包构成，所述第一电池包串中的电池包的电压信号与所述第二预设值的差值均为正数；

在所述最大正数差值对应的电池包存在所述第一电池包串的情况下，将所述第一电池包串中的电池包和最大正数差值对应的电池包确定为所述待充电电池包；

在所述最大正数差值对应的电池包不存在所述第一电池包串的情况下，将所述最大正数差值对应的电池包确定为所述待充电电池包。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电池控制单元从电池包供电结构中确定待放电电池包包括：

计算每个电池包的电压信号与第二预设值的差值，得到多个差值，并从所述多个差值中获取负数差值，得到多个负数差值，其中，所述第二预设值至少为以下之一：所述多个电压信号的均值、所述多个电压信号的中位数；

从所述多个负数差值中确定最小负数差值，判断所述最小负数差值对应的电池包是否存在第二电池包串，其中，所述第二电池包串由所述最小负数差值对应的电池包相邻的多个电池包构成，所述第一电池包串中的电池包的电压信号与所述第二预设值的差值均为负数；

在所述最小负数差值对应的电池包存在所述第二电池包串的情况下，将所述第二电池包串中的电池包和最小负数差值对应的电池包确定为所述待放电电池包；

在所述最小负数差值对应的电池包不存在所述第二电池包串的情况下，将所述最小负数差值对应的电池包确定为所述待放电电池包。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值之后，所述方法还包括：

在所述电压差值小于所述第一预设值的情况下，所述电池控制单元向所述第一控制器发送预设放电指令，其中，所述预设放电指令用于控制电池包向所述直流母线放电，以通过所述直流母线连接的辅助DC/DC变换器向所述电池控制单元、所述第一控制器、所述第二控制器以及每个电池包的电池包管理单元、电池采样芯片供电。

11.一种电池包的电压均衡装置，应用于所述权利要求1-5中的任意一个电池储能供电***，其特征在于，包括：

获取单元，用于通过电池控制单元获取电池包供电结构中每个电池包的电压信号，得到多个电压信号；

判断单元，用于通过所述电池控制单元判断是否存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于第一预设值；

确定单元，用于在存在任意两个电池包之间的电压差值大于等于所述第一预设值的情况下，所述电池控制单元从所述电池包供电结构中确定待充电电池包和待放电电池包；

第一控制单元，用于通过所述电池控制单元向选择开关单元输出开关控制信号，通过所述开关控制信号控制开关单元动作，将所述待充电电池包与第二隔离DC/DC变换器连通，并将所述待放电电池包与第一隔离DC/DC变换器连通；

第二控制单元，用于通过所述电池控制单元向第一控制器输出放电指令，通过所述放电指令控制所述第一隔离DC/DC变换器工作，以控制所述待放电电池包向直流母线传递能量，其中，所述第一隔离DC/DC变换器的工作模式为将所述能量从第一端传递至第二端；

第三控制单元，用于通过所述电池控制单元向第二控制器输出充电指令，通过所述充电指令控制所述第二隔离DC/DC变换器工作，以控制所述待充电电池包接收直流母线传递的能量，其中，所述第二隔离DC/DC变换器的工作模式为将所述能量从第二端传递至第一端。

12.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求6至10中任意一项所述的电池包的电压均衡方法。

13.一种电子设备，其特征在于，包括一个或多个处理器和存储器，所述存储器用于存储一个或多个程序，其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现权利要求6至10中任意一项所述的电池包的电压均衡方法。

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