[发明专利]一种电动车辆及其动力电池系统

说明书

本发明提供一种电动车辆及其动力电池系统，动力电池系统包括电池包，电池包中的电芯串联；电池包包括一个用于均衡的储能装置和若干个电池模组；每个电池模组包括若干个电芯电压监测装置和对应数量的模组级变压器，每个模组级变压器的原边连接储能装置；每个电芯电压监测装置包括若干个均衡单元，每个均衡单元包括一个电芯级变压器和若干个电芯，各均衡单元的所有电芯串联后连接对应模组级变压器的副边以及各电芯级变压器的原边，各电芯级变压器的副边分别连接对应的电芯。本发明提供的技术方案采用储能装置连接各电池模组，通过储能装置对电池模组进行主动均衡控制，解决现有技术中不能对动力电池中电池模组间和电芯间同时进行均衡控制的问题。

技术领域

本发明属于动力电池均衡控制技术领域，具体涉及一种电动车辆及其动力电池系统。

背景技术

随着环境污染和能源危机的不断加剧，电动汽车以其环境污染小、能源利用率高等优点受到广泛关注。电池作为电动车的能量源，在电动汽车运行过程中起到至关重要的作用，同时电池问题一直是电动汽车的瓶颈之一，短期内难有较大突破。如何在现有技术条件下，尽可能较大程度地发挥电池的作用成为电池技术研究的重点。

生产过程中，电池单体(即电芯)存在生产工艺、材料等差异；放置过程中，电池单体的自放电率存在不同；使用过程中，电池受工作环境温度和电路等影响而存在差异。在上述因素的影响下，长时间的充放电后，电池单体将处于不均衡状态。电池的不均衡状态将会导致电池组整体容量下降和电池单体的过充或过放，严重影响电池的使用寿命。

电池均衡技术就是采用移动的拓扑结构和控制方法消除电池间的差异，使电池处于均衡状态。现有的均衡技术主要有主动均衡技术和被动均衡技术，其中被动均衡技术是在每个电芯上串联一个功率可控的电阻，当需要对能量高的电池单体进行均衡时，控制电阻工作，将多余的能量消耗掉；由此可见，被动均衡是一种有损均衡，在均衡过程中会消耗掉电池的部分能量，降低动力电池的续航里程；并且在电阻消耗能量时，会产生大量的热量，所以为了保证电池不会过热，均衡时的电流不能太大。

主动均衡技术一种无损或微损的均衡技术，其原理是将能量高的电芯中的能量转化到能量低的电芯中，转换过程中能量的损失很低，甚至没有损失，如申请公布号为CN107294174A的中国专利申请文件所公开的一种电池单体与电池组间均衡电路结构与方法采用的就是主动均衡的控制技术。

但是上述专利申请文件所提供的技术方案只能进行单体与模组的相互均衡，无法同时完成模组与模组间的均衡控制以及电芯与电芯之间的均衡控制，并且在对电芯进行均衡控制时，只能对其中一个电芯进行均衡控制，工作效率较低。

发明内容

本发明提供一种动力电池系统，用于解决现有技术中不能对动力电池中电池模组之间以及电芯与电芯之间同时进行主动均衡控制的问题；相应的，本发明还提供一种采用该动力电池系统的电动车辆。

为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案为：

一种动力电池系统，包括电池包，电池包中的电芯串联；

所述电池包包括一个用于均衡的储能装置和若干个电池模组；每个电池模组包括若干个电芯电压监测装置和对应数量的模组级变压器，每个模组级变压器的原边连接所述储能装置；

每个电芯电压监测装置包括若干个均衡单元，每个均衡单元包括一个电芯级变压器和若干个电芯，各均衡单元的所有电芯串联后连接对应模组级变压器的副边以及各电芯级变压器的原边，各电芯级变压器的副边分别连接对应的电芯。