CN116388324A - 电压均衡模块、方法和储能装置、可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电压均衡模块、方法和储能装置、可读存储介质，应用于储能装置，所述储能装置包括电连接的高压电气模块和电池模块，电压均衡模块集成于高压电气模块，电池模块包括多个单体电池，电压均衡模块用于对多个单体电池间的电压进行均衡，所述电压均衡模块包括：主控子模块，用于获取各所述单体电池的电量信息，并根据电量信息确定待均衡的目标单体电池；均衡子模块，用于对目标单体电池进行电量均衡处理。均衡子模块由于设计在高压电气模块中，使得均衡空间得到释放，进而能够设计功率更大的均衡方式，以增大均衡电流，使均衡效果更明显，以保证每个单体电池在正常使用时保持相同的状态。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电压均衡模块、方法和储能装置、可读存储介质。
背景技术
锂离子电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，其具备高能量密度、无记忆效应、循环寿命高和自放电率低等特点，在便携式电子产品、电动工具、电动汽车、储能等领域得到广泛应用。在一组锂离子电池充放电时，考虑到各个单体电池的不一致性，可采取均衡措施来确保电池的安全性和稳定性，但目前设计的均衡电路产生的均衡效果不明显且均衡电流小。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中均衡电路产生的均衡效果不明显且均衡电流小的问题提供一种电压均衡模块、方法和储能装置、可读存储介质。
为了实现上述目的，本申请提供了一种电压均衡模块，应用于储能装置，所述储能装置包括电连接的高压电气模块和电池模块，所述电压均衡模块集成于所述高压电气模块，所述电池模块包括多个单体电池，所述电压均衡模块用于对所述多个单体电池间的电压进行均衡，所述电压均衡模块包括：
主控子模块，用于获取各所述单体电池的电量信息，并根据所述电量信息确定待均衡的目标单体电池；
均衡子模块，用于对所述目标单体电池进行电量均衡处理。
在其中一个实施例中，所述电量信息包括电压信号，所述主控子模块还用于控制所述均衡子模块与所述目标单体电池连通，所述主控子模块包括：
主控制器，用于根据各所述单体电池的电压信号，确定待均衡的所述目标单体电池，并输出均衡控制信号；
开关控制单元，与所述主控制器连接，所述开关控制单元用于根据所述均衡控制信号，输出选通信号；
选通单元，分别与所述开关控制单元、所述均衡子模块连接，所述选通单元用于根据所述选通信号，将所述目标单体电池与所述均衡子模块导通。
在其中一个实施例中，所述单体电池的数量为N，所述选通单元包括：
2N+1个开关器件；第N个单体电池的正极与第2N-1个开关器件连接，第N个单体电池的负极与第2N+1个开关器件连接，所述第2N-1个开关器件与所述第2N+1个开关器件通过第2N个开关器件连接；
其中，所述选通单元用于根据所述选通信号，闭合与所述目标单体电池对应的目标开关器件且断开剩余开关器件，以使所述目标单体电池与所述均衡子模块形成闭合回路。
在其中一个实施例中，所述主控制器还用于接收切换指令，所述切换指令用于指示所述主控制器控制所述均衡子模块进行均衡模式的切换；所述均衡模式包括主动均衡模式和被动均衡模式。
在其中一个实施例中，在主动均衡模式下，所述均衡子模块包括：
主动均衡单元，用于将所述目标单体电池的电能转移至除所述目标单体电池以外的其他所述单体电池，以使各所述单体电池达到电量均衡。
在其中一个实施例中，所述主动均衡单元包括DC/DC变换电路和直流母线；
所述DC/DC变换电路的输入端与所述选通单元连接，所述DC/DC变换电路的输出端与所述直流母线连接；
其中，所述DC/DC变换电路用于对所述目标单体电池的电能进行转换，并经所述直流母线转移至除所述目标单体电池以外的其他所述单体电池。
在其中一个实施例中，在所述主动均衡模式下，所述开关控制单元还用于在所述目标单体电池与所述均衡子模块导通后，向所述主控制器发送响应信号，所述主控制器还用于根据所述响应信号，向所述均衡子模块发送使能信号，以启动所述DC/DC变换电路。
在其中一个实施例中，在被动均衡模式下，所述均衡子模块还包括：
被动均衡单元，用于对所述目标单体电池进行放电处理，以使各所述单体电池达到电量均衡。
在其中一个实施例中，所述被动均衡单元包括：
功率电阻，与所述目标单体电池连接，所述功率电阻用于消耗所述目标单体电池中多余的电能。
本申请提供一种电压均衡方法，应用于电压均衡模块，所述方法包括：
控制主控子模块获取各单体电池的电量信息，并根据所述电量信息确定待均衡的目标单体电池；
控制均衡子模块对所述目标单体电池进行电量均衡。
本申请提供一种储能装置，包括：
高压电气模块，包括如上所述的电压均衡模块；
电池模块，与所述高压电气模块电连接，所述电池模块包括多个单体电池；
电池检测模块，与所述电池模块连接，所述电池检测模块用于检测各所述单体电池的电量信息。
在其中一个实施例中，多个所述单体电池成串联结构；
各所述单体电池的正极和负极分别连接有均衡线；
在串联结构中，相邻的所述单体电池的负极和正极共用一根均衡线。
本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。
上述电压均衡模块，通过将主控子模块和均衡子模块集成于高压电气模块，主控子模块根据获取的各所述单体电池的电量信息，确定需要均衡的目标单体电池，均衡子模块则对目标单体电池进行电量均衡处理，均衡子模块由于设计在高压电气模块中，使得均衡空间得到释放，进而能够设计功率更大的均衡方式，以增大均衡电流，使均衡效果更明显，以保证每个单体电池在正常使用时保持相同的状态。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一实施例中提供的电压均衡模块的结构示意图之一；
图2为一实施例中提供的电压均衡模块的结构示意图之二；
图3为一实施例中提供的电压均衡模块的结构示意图之三；
图4为一实施例中提供的电压均衡方法的流程示意图。
附图标记说明：
主控子模块：100；主控制器：101；开关控制单元：102；选通单元：103；均衡子模块：200；被动均衡单元：201；功率电阻：2011；主动均衡单元：202；DC/DC变换电路：2021；直流母线：2022；高压电气模块：300。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
电动汽车等以电源作为能量来源的设备所使用的电源对电压和电流有较高的要求，故通常将若干个单体电池通过串联的方式组合成电池模块以作为电源使用。但各单体电池之间存在不一致性，即使是同一厂家同一批次生产的电池，在生产过程中，由于隔膜、阴极材料和阳极材料等的不一致，会造成整体电池容量的不一致；或在电池充放电过程中，即使两个电芯的生产加工一模一样，但热环境在电化学反应的过程中是不可能永远一致的，譬如电池模块周围一圈的温度比中间部分低，这就造成充电量、放电量的长久不一致，进而使得电池容量的不一致。而上述的不一致性会影响整个电池模块的性能，这是由于串联成组的整个电池模块***的容量由容量最小的单体电池决定，所以当放电时容量最小的单体电池的电池剩余容量(State of Charge，SOC)已经很低，或者充电时容量最小的单体电池已经充满，此时需要停止整个电池模块的放电或充电，以防止该单体电池处于过放或过充状态，但其余单体电池的电量就无法被充分利用，导致电池模块实际可用容量降低，影响电池模块的使用效率，且增加了充放电的循环次数，衰减电池模块的寿命。
因此，为了达到更高效的电池模块应用，通常使用电池管理***(BatteryManagement System，BMS)对电池模块进行监控和管理，防止单体电池过充过放电，并对电池模块进行均衡处理，让容量不一致的单体电池变为容量一致，以削弱电池容量不一致的影响。然而，现有的BMS的均衡方式所产生的均衡效果不明显，均衡电流无法得到进一步提高，且影响均衡过程的散热。
基于此，本申请提供一种电压均衡模块，以克服上述缺陷，具体请参阅图1，所述电压均衡模块应用于储能装置，所述储能装置包括电连接的高压电气模块和电池模块，电压均衡模块集成于高压电气模块，电池模块包括多个单体电池，所述电压均衡模块用于对多个单体电池间的电压进行均衡。电压均衡模块包括主控子模块100和均衡子模块200，主控子模块100用于获取各所述单体电池的电量信息，并根据电量信息确定待均衡的目标单体电池，均衡子模块200用于对目标单体电池进行电量均衡处理。
具体地，电池模块可以由多组电池组构成，每组由多个单体电池串联形成(图1以电池模块分为两组电池组为例进行示意)，例如在一些实施例中，由两组电池组形成的电源，其中每组由八个单体电池串联，总共形成由16个单体电池串联而成的电源，在电池模块工作时，各所述单体电池同时充电以储存能量、或同时放电以向用电设备提供电能。在一实施例中，储能装置还包括与各单体电池相连的从控板，所述从控板可以位于电池模块内，从控板用于采集各单体电池的状态参数，以便于电压均衡模块实施均衡控制和热管理控制，所述状态参数包括但不限于单体电池的电压和电流、电池模块的总电压和总电流、温度等，也即状态参数可表征每个单体电池的电量信息和温度信息。
进一步地，从控板可以通过CAN总线与主控子模块100进行数据通信，主控子模块100进而获取各单体电池的电量信息，并根据所述电量信息计算分析出需要进行均衡的单体电池，并将其作为目标单体电池，其中，均衡是指充电过程中使高能的目标单体电池慢充、低能的目标单体电池快充，而在放电过程中，上述情形则相反。且进一步地，主控子模块100向均衡子模块200发送均衡指令，并控制均衡子模块200与目标单体电池接通，从而实现对目标单体电池的电量均衡处理，使电池模块在充放电时达到所有单体电池的电量一致的效果。
可选地，均衡子模块200可以对目标单体电池进行主动均衡，也可以对目标单体电池进行被动均衡。需要说明的是，由于现有的BMS均衡方式集成于电池模块中，由于电池模块的空间有限，使得电池均衡效果不明显，均衡电流受空间影响也无法进一步地提高，且影响均衡过程的散热。故将主控子模块100与均衡子模块200均设于高压电气模块300，所述高压电气模块300可以是具有大空间的高压盒，即均衡方式全部拉到高压电气模块300里面，若均衡子模块200对目标单体电池进行被动均衡，主控子模块100则控制目标单体电池与均衡子模块200中的分流电路连接，以对目标单体电池进行分流，进而保证各个单体电池之间较为准确的均衡状态，由于均衡子模块200设于高压电气模块300内，空间得到释放，一是有利于对分流过程做效果更好的散热，二是分流电路不再局限于在电池模块的电路板上，而是可以设置在空间更大的高压电气模块300内，故分流电路可以选择大功率的电路器件，以提高均衡电流，使均衡效果更明显；若均衡子模块200对目标单体电池进行主动均衡，主控子模块100则控制均衡子模块200对目标单体电池的能量进行能量转移，以对目标单体电池进行放电和对其余单体电池进行充电，由此实现各单体电池保持一致且健康的荷电状态，由于均衡子模块200设于高压电气模块300内，故主动均衡所使用的专用控制芯片或集成电路不再局限在电池模块的电路板上，而是可设置在空间更大的高压电气模块300中，由此能够设计功能更加完善的主动均衡相关电路结构，实现按需提高均衡功率。
在上述示例中，通过将主控子模块100和均衡子模块200集成于高压电气模块300，主控子模块100根据获取的各所述单体电池的电量信息，确定需要均衡的目标单体电池，均衡子模块200则对目标单体电池进行电量均衡处理，均衡子模块200由于设计在高压电气模块300中，使得均衡空间得到释放，进而能够设计功率更大的均衡方式，以增大均衡电流，使均衡效果更明显，以保证每个单体电池在正常使用时保持相同的状态。
在一个实施例中，请参考图2，电量信息包括电压信号，主控子模块还用于控制均衡子模块与目标单体电池连通，主控子模块100包括主控制器101、开关控制单元102和选通单元103，其中，主控制器101用于根据各所述单体电池的电压信号，确定待均衡的目标单体电池，并输出均衡控制信号。
可以理解，由于单体电池的电压信号是代表其荷电状态的最为直观的测量量，故在本实施例中，主控制器101通过获取到的各单体电池的电压信号，根据均衡控制策略分析出待均衡的目标单体电池。其中，在一些实施例中，所述均衡控制策略可以是计算出当前所有单体电池的平均电压值，平均电压值则作为衡量各单体电池达到均衡的标准，若主控制器101判断到某一单体电池的电压值与平均电压值的差值超过预设阈值，则确定该单体电池为目标单体电池，且主控制器101需要输出均衡控制信号以启动均衡处理，在均衡过程中持续进行判断步骤，直到所述差值均未超出预设阈值，则表明各单体电池已被均衡且达到电量一致的状态，主控制器101继而停止输出均衡控制信号。需要说明的是，均衡控制策略有不同的实现方式，本申请对该策略不做限定。
而开关控制单元102与主控制器101连接，开关控制单元102用于根据均衡控制信号，输出选通信号；选通单元103分别与开关控制单元102、均衡子模块200连接，选通单元103用于根据选通信号，将目标单体电池与均衡子模块200导通。其中，在主控制器101检测到某一单体电池电压过高需要均衡时，将该单体电池确定为目标单体电池，并下发均衡控制信号至开关控制单元102，以指示开关控制单元102输出对应的选通信号来控制选通单元103与均衡子模块200连通，并且选通单元103与各单体电池连接，即选通信号用于指示选通单元103将目标单体电池与均衡子模块200形成回路，从而达到控制均衡电池的效果。
在一个实施例中，单体电池的数量为N，选通单元包括2N+1个开关器件，其中，第N个单体电池的正极与第2N-1个开关器件连接，第N个单体电池的负极与第2N+1个开关器件连接，第2N-1个开关器件与第2N+1个开关器件通过第2N个开关器件连接；选通单元用于根据选通信号，闭合与目标单体电池对应的目标开关器件且断开剩余开关器件，以使目标单体电池与均衡子模块形成闭合回路。
具体如图3所示，图3以16个单体电池、33个开关器件为例进行示意，其中，16个单体电池分为两组，每组由8个单体电池组成，且各开关器件依次标记为K1，…，K33。可选地，由于继电器具有良好的导通和隔离作用，故所述开关器件可以是继电器。具体地，选通信号分为高电平状态和低电平状态，当开关控制单元102输出处于高电平状态的选通信号来控制某一开关器件时，该开关器件则接收高电平以处于闭合状态，同理，当该开关器件接收到低电平时则处于断开状态，此外，开关器件在未接收选通信号的情况下默认处于断开状态。
进一步地，第N个单体电池的正极通过第2N-1个开关器件与均衡子模块200的一端连接，第N个单体电池的负极通过第2N+1个开关器件与均衡子模块200的另一端连接，且第N个单体电池若需要与均衡子模块200单独形成回路，除了闭合第2N-1个开关器件和第2N+1个开关器件，还需闭合除第2N个开关器件之外的剩余的偶数开关器件，则剩余开关器件处于断开状态。需要说明的是，由于电池模块与高压电气模块电气隔离，故各单体电池从正极和负极引出的均衡线需要依次通过电池模块上的均衡线束连接器、高压电气模块上的均衡线束连接器与对应的开关器件相连，且在本实施例中，各单体电池通过采样线束连接于从控板，从控板上的电池检测模块进而可以采集各单体电池的状态信息。
示例性地，当主控制器101检测到第3个单体电池的电压过高需要均衡时，则下发均衡控制信号到开关控制单元102，开关控制单元102进而输出选通信号，以使开关器件K2、K4、K5、K7、K8、K10、K12、K14、K16、K18、K20、K22、K24、K26、K28、K30以及K32处于高电平以达到闭合状态，由此第3个单体电池就可以单独与均衡子模块200相接以形成闭合回路，进而进行电量均衡。
在一个实施例中，继续参考图3，在被动均衡模式下，均衡子模块200包括被动均衡单元201，被动均衡单元201用于对目标单体电池进行放电处理，以使各所述单体电池达到电量均衡。
具体地，主控制器101将电压过高的单体电池确定为目标单体电池，并控制目标单体电池与被动均衡单元201连通，使被动均衡单元201对目标单体电池放电，目标单体电池多余的电能以热的形式耗散掉，例如当单体电池2比其余单体电池快达到充满电的状态，主控制器101则开启被动均衡单元201以对单体电池2放电，让单体电池2多余的电能以热能形式耗散，再继续充电，直到其余单体电池完成充电。被动均衡单元201是耗散型均衡，其可以对电压高的单体电池放电，不仅成本低，而且电路设计简单。
在一个实施例中，被动均衡单元201包括功率电阻2011，功率电阻2011与目标单体电池连接，功率电阻2011用于消耗目标单体电池中多余的电能。
可以理解，当目标单体电池与被动均衡单元201接通时，即控制目标单体电池与功率电阻2011并联，以对目标单体电池进行分流，使其多余的电能以热能形式耗散，保证各单体电池不会过充、过放，从而延长电池模块的使用寿命。且进一步地，由于被动均衡单元201设于高压电气模块300内，功率电阻2011的大小不再局限于电池模块的电路板空间，为了提高功率电阻2011的功率，使均衡电流更大，则可以在高压电气模块300内设置体积更大的功率电阻2011以满足均衡需求。此外，功率电阻2011在放电过程中发热量大，处于高压电气模块300内的功率电阻2011由于空间得到了释放，能够达到更好的散热效果，避免因温度过高导致均衡效率降低的情况。
在一个实施例中，如图3所示，在主动均衡模式下，均衡子模块200包括主动均衡单元202，主动均衡单元202用于将目标单体电池的电能转移至除目标单体电池以外的其他单体电池，以使各所述单体电池达到电量均衡。
可以理解，主动均衡单元202能够在充电和放电期间对电能进行重新分配，通过算法将电压高的单体电池的能量转移给电压低的单体电池，即对电压较高的单体电池放电，放出的能量用来对电压较低的单体电池进行充电。主动均衡单元202以电能转移、削高补低的方式实现电量均衡，可以最大限度地减少能量的损耗，提高电能的利用效率。
在一个实施例中，如图3所示，主动均衡单元202包括DC/DC变换电路2021和直流母线2022，DC/DC变换电路2021的输入端与选通单元103连接，DC/DC变换电路2021的输出端与直流母线2022连接；其中，DC/DC变换电路2021用于对目标单体电池的电能进行转换，并经直流母线2022转移至除目标单体电池以外的其他单体电池。
具体地，DC/DC变换电路2021的正输入端通过选通单元103与目标单体电池的正极相连，DC/DC变换电路2021的负输入端通过选通单元103与目标单体电池的负极相连，DC/DC变换电路2021抽取目标单体电池多余的电能，将所述电能转换成直流母线2022所能利用的电压，并将该部分电压转移到直流母线2022上，对剩余所有的单体电池充电，实现能量的再分配。且进一步地，由于主动均衡单元202设于高压电气模块300内，DC/DC变换电路2021及其他相关的主动均衡电路可以设于单独的电路板上，不受空间的影响，能够设计均衡功率更大、功能更完善的DC/DC变换电路，进而达到更好的均衡效果和均衡速度。
在一个实施例中，在主动均衡模式下，开关控制单元还用于在目标单体电池与均衡子模块导通后，向主控制器发送响应信号，主控制器还用于根据响应信号，向均衡子模块发送使能信号，以启动DC/DC变换电路。可以理解，在主动均衡模式下，当主控器检测到某一单体电池过高需要均衡时，则下发均衡控制信号到开关控制单元，开关控制单元进而输出选通信号以使该单体电池对应的目标开关器件闭合，同时开关控制单元向主控制器回传响应信号以指示所述单体电池已与均衡子模块连通，主控制器收到响应信号后，则向均衡子模块发送使能信号，进而使主动均衡单元中的DC/DC变换电路开启，如此该单体电池与DC/DC变换电路单独形成回路以进行主动均衡处理。
在一个实施例中，主控制器101还用于接收切换指令，所述切换指令用于指示主控制器101控制均衡子模块200进行均衡模式的切换；均衡模式包括主动均衡模式和被动均衡模式。
可以理解，主控制器101除了用于控制电压均衡模块中各模块的工作，还用于与外界信息通信交互，例如与上级总控***进行交互，而在均衡子模块200中，主动均衡单元202与被动均衡单元201兼容，主动均衡模式和被动均衡模式成为可选项，使用者可以根据成本与性能的需求来选择主动均衡模式或者被动均衡模式。故使用者可以通过上级总控***下达切换指令，并通过CAN协议传递该切换指令至主控制器101，示例性地，若该切换指令指示电压均衡模块实施主动均衡方案，且当主控制器101检测到第5个单体电池的电压过高需要均衡时，下发均衡控制信号到开关控制单元102，开关控制单元102进而输出选通信号，以使开关器件K2、K4、K6、K8、K9、K11、K12、K14、K16、K18、K20、K22、K24、K26、K28、K30以及K32处于高电平以达到闭合状态，同时开关控制单元102回传一个响应信号至主控制器101，以指示待均衡的第5个单体电池已单独开启，主控制器101收到响应信号后，进而向均衡子模块发送使能信号，以使DC/DC变换电路2021启动，如此待均衡的第5个单体电池与DC/DC变换电路2021形成单独的闭合回路，将其过高的电能送至直流母线2022，以达到降低电压的效果。
在本实施例中，均衡子模块200提供了更多的均衡方案选择，使主动均衡模式与被动均衡模块兼容可选，使用者可以根据需求自由切换主动均衡方式和被动均衡方式，而不局限于单一的均衡模式，且整个电压均衡模块的结构简单，有利于程序的编写。
基于同样的发明构思，本申请提供一种电压均衡方法，应用于电压均衡模块，如图4所示，所述方法包括步骤S100～步骤S200。
步骤S100：控制主控子模块获取各单体电池的电量信息，并根据电量信息确定待均衡的目标单体电池。步骤S100请参考上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
步骤S200:控制均衡子模块对目标单体电池进行电量均衡。步骤S200请参考上述实施例中的相关描述，在此不再赘述。
上述电压均衡方法通过主控子模块获取各所述单体电池的电量信息，确定需要均衡的目标单体电池，利用主控子模块连通均衡子模块与目标单体电池，进而控制均衡子模块对目标单体电池进行电量均衡，均衡子模块由于设计在高压电气模块中，使得均衡空间得到释放，进而能够设计功率更大的均衡方式，以增大均衡电流，使均衡效果更明显，以保证每个单体电池在正常使用时保持相同的状态。
本申请提供一种储能装置，包括高压电气模块、电池模块和电池检测模块。其中，高压电气模块包括上述实施例所述的电压均衡模块，电池模块与高压电气模块电连接，电池模块包括多个单体电池，电池检测模块与电池模块连接，电池检测模块用于检测各所述单体电池的电量信息。请参考图3，电池模块可以分为多组电池组，各电池组由多个单体电池组成，且各组分别连接于电池检测模块，电池检测模块可以设于从控板上，以检测每个单体电池的状态信息，包括各单体电池的电量信息和温度信息等，进而使得储能装置能够在电池模块充放电过程中，实时采集各单体电池的参数信息，以分析出影响电池模块一致性的目标单体电池，并对其进行均衡处理，使得各单体电池达到电量均衡，维护电池模块的工作效率和使用寿命。
在一个实施例中，多个单体电池成串联结构，各所述单体电池的正极和负极分别连接有均衡线，在串联结构中，相邻的单体电池的负极和正极共用一根均衡线。
其中，各单体电池的正极、负极通过均衡线与对应的开关器件连接，且由于电池模块与高压电气模块隔离，故各单体电池的均衡线依次通过电池模块上的均衡线束连接器、高压电气模块上的均衡线束连接器，与对应的开关器件相连。且进一步地，各单体电池还通过采样线束与电池检测模块连接，以便电池检测模块实施采集工作。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤。
应该理解的是，虽然图4的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种电压均衡模块，其特征在于，应用于储能装置，所述储能装置包括电连接的高压电气模块和电池模块，所述电压均衡模块集成于所述高压电气模块，所述电池模块包括多个单体电池，所述电压均衡模块用于对所述多个单体电池间的电压进行均衡，所述电压均衡模块包括：
主控子模块，用于获取各所述单体电池的电量信息，并根据所述电量信息确定待均衡的目标单体电池；
均衡子模块，用于对所述目标单体电池进行电量均衡处理。
2.根据权利要求1所述的电压均衡模块，其特征在于，所述电量信息包括电压信号，所述主控子模块还用于控制所述均衡子模块与所述目标单体电池连通，所述主控子模块包括：
主控制器，用于根据各所述单体电池的电压信号，确定待均衡的所述目标单体电池，并输出均衡控制信号；
开关控制单元，与所述主控制器连接，所述开关控制单元用于根据所述均衡控制信号，输出选通信号；
选通单元，分别与所述开关控制单元、所述均衡子模块连接，所述选通单元用于根据所述选通信号，将所述目标单体电池与所述均衡子模块导通。
3.根据权利要求2所述的电压均衡模块，其特征在于，所述单体电池的数量为N，所述选通单元包括：
2N+1个开关器件；第N个单体电池的正极与第2N-1个开关器件连接，第N个单体电池的负极与第2N+1个开关器件连接，所述第2N-1个开关器件与所述第2N+1个开关器件通过第2N个开关器件连接；
其中，所述选通单元用于根据所述选通信号，闭合与所述目标单体电池对应的目标开关器件且断开剩余开关器件，以使所述目标单体电池与所述均衡子模块形成闭合回路。
4.根据权利要求2所述的电压均衡模块，其特征在于，所述主控制器还用于接收切换指令，所述切换指令用于指示所述主控制器控制所述均衡子模块进行均衡模式的切换；所述均衡模式包括主动均衡模式和被动均衡模式。
5.根据权利要求2所述的电压均衡模块，其特征在于，在主动均衡模式下，所述均衡子模块包括：
主动均衡单元，用于将所述目标单体电池的电能转移至除所述目标单体电池以外的其他所述单体电池，以使各所述单体电池达到电量均衡。
6.根据权利要求5所述的电压均衡模块，其特征在于，所述主动均衡单元包括DC/DC变换电路和直流母线；
所述DC/DC变换电路的输入端与所述选通单元连接，所述DC/DC变换电路的输出端与所述直流母线连接；
其中，所述DC/DC变换电路用于对所述目标单体电池的电能进行转换，并经所述直流母线转移至除所述目标单体电池以外的其他所述单体电池。
7.根据权利要求6所述的电压均衡模块，其特征在于，在所述主动均衡模式下，所述开关控制单元还用于在所述目标单体电池与所述均衡子模块导通后，向所述主控制器发送响应信号，所述主控制器还用于根据所述响应信号，向所述均衡子模块发送使能信号，以启动所述DC/DC变换电路。
8.根据权利要求2所述的电压均衡模块，其特征在于，在被动均衡模式下，所述均衡子模块还包括：
被动均衡单元，用于对所述目标单体电池进行放电处理，以使各所述单体电池达到电量均衡。
9.根据权利要求8所述的电压均衡模块，其特征在于，所述被动均衡单元包括：
功率电阻，与所述目标单体电池连接，所述功率电阻用于消耗所述目标单体电池中多余的电能。
10.一种电压均衡方法，其特征在于，应用于电压均衡模块，所述方法包括：
控制主控子模块获取各单体电池的电量信息，并根据所述电量信息确定待均衡的目标单体电池；
控制均衡子模块对所述目标单体电池进行电量均衡。
11.一种储能装置，其特征在于，包括：
高压电气模块，包括如权利要求1至9任一项所述的电压均衡模块；
电池模块，与所述高压电气模块电连接，所述电池模块包括多个单体电池；
电池检测模块，与所述电池模块连接，所述电池检测模块用于检测各所述单体电池的电量信息。
12.根据权利要求11所述的储能装置，其特征在于，多个所述单体电池成串联结构；
各所述单体电池的正极和负极分别连接有均衡线；
在串联结构中，相邻的所述单体电池的负极和正极共用一根均衡线。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求10所述的方法的步骤。
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| CN202310279180.0A CN116388324A (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 电压均衡模块、方法和储能装置、可读存储介质 |
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| CN202310279180.0A CN116388324A (zh) | 2023-03-21 | 2023-03-21 | 电压均衡模块、方法和储能装置、可读存储介质 |
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| CN116388324A true CN116388324A (zh) | 2023-07-04 |
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Cited By (1)
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| CN117293425A (zh) * | 2023-11-24 | 2023-12-26 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池模组、电池、用电装置及电池放电控制方法 |
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| CN117293425B (zh) * | 2023-11-24 | 2024-04-19 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池模组、电池、用电装置及电池放电控制方法 |
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