均衡电路、均衡方法、电子设备、电池管理系统和车辆与流程

本发明涉及电池管理，尤其是涉及一种均衡电路，以及电池均衡方法、电子设备、电池管理系统和车辆。

背景技术：

1、相关技术中，在电动汽车和储能系统等领域，电池组作为能量存储的核心部件，由多个串联连接的电池单体组成。然而，在使用过程中，由于电池单体之间存在微小差异，例如内阻不匹配、容量差异等，会导致部分电池单体充电或放电速度快于其他电池单体，进而导致电池组内部电池单体之间出现能量不均衡的情况。这种能量不均衡的情况可能会影响电池组的使用寿命和性能。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种均衡电路，该电路可以使能量在以目标连接点划分的两部分的电池单体之间有效转移，实现了电池组中两部分的电池单体的电量均衡，有效避免了电池组中部分电池过充或过放的情况，从而提高了电池组的使用寿命和性能，并且，电路结构简单，成本较低。

2、本发明的第二个目的在于提出一种电池均衡方法。

3、本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

4、本发明的第四个目的在于提出一种电池管理系统。

5、本发明的第五个目的在于提出一种车辆。

6、为了达到上述目的，本发明第一方面实施例的均衡电路，用于电池组电量均衡，所述电池组包括多个串联连接的电池单体，相邻两个所述电池单体之间具有连接点，所述均衡电路包括：充放电模块，所述充放电模块的第一端与所述电池组的正极端连接，所述充放电模块的第二端与所述电池组的负极端连接，用于控制目标充放电通道的通断；开关模块，所述开关模块的第一端与每个所述连接点分别连接，所述开关模块的第二端与所述充放电模块的第三端连接，用于控制目标连接点与所述充放电模块的第三端连接；和控制器，所述控制器与所述充放电模块和所述开关模块连接，用于根据所述电池组的总电压和每个所述连接点处的实际电压确定所述目标连接点，根据所述目标连接点控制所述开关模块，根据所述目标连接点处的实际电压控制所述充放电模块，以使得所述电池组中以所述目标连接点划分的两部分的所述电池单体进行充放电。

7、根据本发明实施例的均衡电路，控制器通过实时监测电池组的总电压和每个连接点处的实际电压，能够确定目标连接点，这个目标连接点可以是最需要进行均衡操作的点，并将其作为分界线，将电池组划分为两部分，当确定了目标连接点，控制器可以发送指令给开关模块，将目标连接点与充放电模块连接起来，同时，控制器根据目标连接点处的实际电压控制充放电模块，使电池组中以目标连接点划分的两部分电池单体进行充放电操作，即一部分的电池单体在进行放电操作时，另一部分的电池单体可以通过充放电模块接收这些电能，进而完成电池组放电到充电的均衡循环，通过这样的电路结构，能量可以在以目标连接点划分的两部分的电池单体之间有效转移，实现了电池组中两部分的电池单体的电量均衡，有效避免了电池组中部分电池过充或过放的情况，从而提高了电池组的使用寿命和性能，并且，电路结构简单，成本较低。

8、在一些实施例中，所述充放电模块包括：第一电感器，所述第一电感器的第一端与所述电池组的正极端连接，所述第一电感器的第二端与所述开关模块的第二端连接，用于在所述目标连接点处的实际电压小于期望电压时进行充放电。

9、在一些实施例中，所述充放电模块还包括：第一开关，所述第一开关的第一端与所述电池组的正极端连接，所述第一开关的第二端与所述第一电感器的第一端连接，用于在所述目标连接点处的实际电压小于所述期望电压时导通，在流经所述目标连接点的电流达到电流阈值时断开。

10、在一些实施例中，所述充放电模块还包括：第一二极管，所述第一二极管的正极端与所述电池包的负极端连接，所述第一二极管的负极端与所述第一电感器的第一端、所述第一开关的第二端连接。

11、在一些实施例中，所述充放电模块还包括：第二电感器，所述第二电感器的第一端与所述电池组的负极端连接，所述第一电感器的第二端与所述第二电感器的第二端、所述开关模块的第二端连接，用于在所述目标连接点处的实际电压大于所述期望电压时进行充放电。

12、在一些实施例中，所述充放电模块还包括：第二开关，所述第二开关的第一端与所述电池组的负极端连接，所述第二开关的第二端与所述第二电感器的第一端连接，用于在所述目标连接点处的实际电压大于所述期望电压时导通，在流经所述目标连接点的电流达到电流阈值时断开。

13、在一些实施例中，所述充放电模块还包括：第二二极管，所述第二二极管的正极端与所述第二电感器的第一端、所述第二开关的第二端连接，所述第二二极管的负极端与所述电池组的正极端连接。

14、在一些实施例中，所述第一开关和所述第二开关均为高频单向电子开关。

15、在一些实施例中，所述开关模块包括：多个第一触点，多个所述第一触点与多个所述连接点分别对应连接；第二触点，所述第二触点与所述充放电模块的第三端连接；和可控开关件，所述可控开关件的第一端与所述第二触点连接，所述可控开关件的控制端与所述控制器连接，响应于所述控制器的均衡指令所述可控开关件的第二端与所述目标连接点所连接的所述第一触点连接。

16、在一些实施例中，所述开关模块包括：多个第三开关，多个所述第三开关的第一端与多个所述连接点一一对应连接，多个所述第三开关的第二端均与所述充放电模块的第三端连接，每个所述第三开关的控制端与所述控制器连接，响应于所述控制器的均衡指令，连接所述目标连接点的所述第三开关闭合。

17、在一些实施例中，所述第三开关为双向电子开关。

18、为了达到上述目的，本发明第二方面实施例的电池均衡方法，用于上面实施例所述的均衡电路，所述电池均衡方法，包括：根据电池组的总电压和每两个相邻电池单体之间的连接点处的实际电压确定目标连接点；根据所述目标连接点控制所述均衡电路的开关模块，以使得所述目标连接点与均衡电路的充放电模块连接；以及根据目标连接点处的实际电压控制所述充放电模块，以使得电池组中以所述目标连接点划分的两部分的所述电池单体进行充放电。

19、根据本发明实施例的电池均衡方法，通过实时监测电池组的总电压和每两个相邻电池单体之间的连接点处的实际电压，能够确定目标连接点，这个目标连接点可以是最需要进行均衡操作的点，并将其作为分界线，将电池组划分为两部分，当确定了目标连接点后，根据目标连接点控制均衡电路的开关模块，可以将目标连接点与充放电模块连接起来，同时，控制器根据目标连接点处的实际电压控制充放电模块，使电池组中以目标连接点划分的两部分电池单体进行充放电操作，即一部分的电池单体在进行放电操作时，另一部分的电池单体可以通过充放电模块接收这些电能，进而完成电池组放电到充电的均衡循环，通过这种方法，能量可以在以目标连接点划分的两部分的电池单体之间有效转移，实现了电池组中两部分的电池单体的电量均衡，有效避免了电池组中部分电池过充或过放的情况，从而提高了电池组的使用寿命和性能。

20、在一些实施例中，根据目标连接点处的电压控制所述充放电模块，包括：在所述目标连接点处的实际电压小于期望电压时，控制所述充放电模块的第一开关闭合，以使得所述电池组中所述目标连接点到所述电池组的正极端之间的电池单体进行放电。

21、在一些实施例中，根据目标连接点处的实际电压控制所述充放电模块，还包括：在流经所述目标连接点的电流达到电流阈值时，控制所述第一开关断开，以对所述电池组中所述目标连接点到所述电池组的负极端之间的电池单体进行充电。

22、在一些实施例中，根据目标连接点处的实际电压控制所述充放电模块，包括：在所述目标连接点处的实际电压大于期望电压时，控制所述充放电模块的第二开关闭合，以使得所述电池组中所述目标连接点到所述电池组的负极端之间的电池单体进行放电。

23、在一些实施例中，根据目标连接点处的实际电压控制所述充放电模块，还包括：在流经所述目标连接点的电流达到电流阈值时，控制所述第二开关断开，以对所述电池组中所述目标连接点到所述电池组的正极端之间的电池单体进行充电。

24、在一些实施例中，所述目标连接点是所述电池组的多个连接点中实际电压与期望电压的电压差的绝对值最大的连接点，其中，所述期望电压为所述电池组均衡状态下所述连接点的电压。

25、在一些实施例中，所述期望电压是所述电池组中多个电池单体的平均电压与所述连接点的顺序编号的乘积值，其中，以所述电池组的负极端为零电势点，以所述电池组的负极端侧的首个电池单体和次个电池单体之间的连接点为第一个连接点。

26、为了达到上述目的，本发明第三方面实施例的电子设备，包括：至少一个处理器；与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器中存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序时实现上面实施例所述的电池均衡方法。

27、根据本发明实施例的电子设备，通过执行实现上面实施例所述的电池均衡方法的计算机程序，可以使能量在以目标连接点划分的两部分的电池单体之间有效转移，实现了电池组中两部分的电池单体的电量均衡，有效避免了电池组中部分电池过充或过放的情况，从而提高了电池组的使用寿命和性能。

28、为了达到上述目的，本发明第四方面实施例的电池管理系统，包括：采集电路，用于采集电池组的总电压和每两个相邻电池单体之间的连接点处的实际电压；和上面实施例所述的均衡电路，所述均衡电路与所述采集电路连接。

29、根据本发明实施例的电池管理系统，采集电路与均衡电路连接，通过采集电池组的总电压和每两个相邻电池单体之间的连接点处的实际电压，能够确定目标连接点，这个目标连接点可以是最需要进行均衡操作的点，并将其作为分界线，将电池组划分为两部分，根据目标连接点控制均衡电路的开关模块，以使得目标连接点与均衡电路的充放电模块连接，根据目标连接点处的实际电压控制充放电模块，使电池组中以目标连接点划分的两部分电池单体进行充放电操作，即一部分的电池单体在进行放电操作时，另一部分的电池单体可以通过充放电模块接收这些电能，进而实现了电池组中两部分的电池单体的电量均衡，有效避免了电池组中部分电池过充或过放的情况，从而提高了电池管理系统的稳定性和可靠性。

30、为了达到上述目的，本发明第五方面实施例的车辆，包括：电池组，所述电池组包括多个串联连接的电池单体，相邻两个所述电池单体之间具有连接点；和上面实施例所述的电池管理系统，所述电池管理系统与所述电池组连接。

31、根据本发明实施例的车辆，通过采用上面实施例所述的电池管理系统，可以控制电能在以目标连接点划分的两部分的电池单体之间有效转移，实现了电池组中两部分的电池单体的电量均衡，有效避免了电池组中部分电池过充或过放的情况，从而提高了电池组的使用寿命，提高了车辆的整体性能。

32、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。