本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种电池包均衡控制系统及电池包。
背景技术：
由于单个电池的电压和容量的限制不能满足电动汽车续驶里程的要求，需要将多个电池串联形成电池包作为电动汽车的驱动电源。
由于现有制造技术以及不可避免的温度等外部环境差异，导致电池包中的多个电池之间的初始容量、工作电压、剩余容量等不可能完全一致，这会使得电池包在使用过程中会出现个别电池过充过放的问题，进而导致电池间的电压不一致，这会严重影响电池包的使用寿命与安全。因此，电动汽车的电池管理系统需要实时监测各电池的电压，并根据各个电池压的差异进行电池的电压均衡。
传统的电池管理系统采用电池放电的方式对电池包进行电压均衡控制，在电池放电过程中会产生大量的热量，长时间使用会加速控制板的老化，影响电池包的使用寿命。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电池包均衡控制系统及电池包，以解决现有技术中电池放电产生的热量加速控制板老化，影响电池包使用寿命的问题。
本申请是通过如下技术方案实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种电池包均衡控制系统，包括多个依次串联的电池，还包括设置在每个所述电池的正极与负极之间相串联的耗能单元和开关单元；所述开关单元的控制端用于连接能够生成均衡信号的控制器，所述耗能单元上覆盖有散热片；
其中，所述开关单元根据所述均衡信号导通以使所述电池和对应的耗能单元形成闭合回路。
通过采用上述技术方案，各个开关单元的控制端可以连接到能够生成均衡信号的控制器，而且控制器可以对所有电池的电压进行监测，根据监测结果确认需要进行放电的电池，并发送均衡信号至所确定的电池对应的开关单元，该开关单元根据均衡信号导通以使电池和对应的耗能单元形成闭合回路，从而使得耗能单元消耗电池的电能使电池进行放电；而且在电池放电过程中，耗能单元产生的热量能够通过散热片较为快速地向周围环境散发以降低控制板的温度，从而减缓控制板的老化速度，延长电池包的使用寿命。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述耗能单元包括耗能电阻，所述耗能电阻和所述开关单元串接在所述电池的正极与负极之间。
通过采用上述技术方案，当开关单元处于导通状态时，耗能电阻和电池形成闭合的回路，耗能电阻消耗电池的能量，促使电池放电实现降压。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述耗能电阻为贴片电阻，所述贴片电阻的表面覆盖有所述散热片。
通过采用上述技术方案，贴片电阻的表面积大，贴片电阻与散热片的贴合的结构稳定性好，二者贴合可以提高热传递的效率。电池在放电过程中，贴片电阻产生的热量能够快速传递到散热片上，散热片将热量散发到周围的环境中，降低控制板的温升，降低控制板的老化速度，延长电池包的使用寿命。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述散热片通过绝缘导热胶粘贴在所述贴片电阻的表面。
通过采用上述技术方案，绝缘导热胶能够将散热片和贴片电阻粘贴在一起，保证二者之间连接的牢固性。同时，绝缘导热胶具有良好的热传递性，能够快速的将贴片电阻产生的热量传递到散热片上。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述散热片为陶瓷散热片或金属散热片。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述开关单元包括开关管，所述开关管和所述耗能单元串接在所述电池的正极与负极之间，所述开关管的控制端用于与所述控制器连接。
通过采用上述技术方案，当控制器生成的均衡信号传送至开关管的控制端后，开关管由断开状态转换为导通状态，耗能单元和电池形成闭合回路，电池进行放电降压。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述开关管为mos管或jfet管。
在第一方面的一种可能的实现方式中，每个所述电池的正极和负极分别通过一个滤波单元连接所述控制器不同的电压采集端口。
通过采用上述技术方案，滤波单元可以将电池电压信号中带有的交流信号进行过滤，去除电池电压信号中的杂质信号，可以提高控制器采集信号的精准度。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述滤波单元包括第一电阻和电容，所述第一电阻的一端连接所述电池的正极或负极，所述第一电阻的另一端分别连接所述电容的一端和所述控制器的电压采集端口，所述电容的另一端接地。
通过采用上述技术方案，第一电阻和电容构成rc滤波电路，电池的电压信号中的交流信号可以通过电容传递到地，将电池电压信号中的交流信号去除，使控制器得到的电压信号更加准确。
第二方面，本申请实施例提供了一种电池包，所述电池包包括第一方面所述的任一电池包均衡控制系统。
通过采用上述技术方案，电池包包括电池包均衡控制系统，当电池包中的电池电压异常时，电池包均衡控制系统可以对异常电池进行放电，均衡电池的电压，在放电过程中产生的热量能够及时的散发到周围环境中，降低控制板的温升，减缓控制板的老化速度，延长电池包的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的电池包均衡控制系统的连接示意图；
图2是本实用新型实施例提供的电池包均衡控制系统的示例电路图。
图中：10、耗能单元；20、开关单元；30、滤波单元；40、散热片；50、控制器；60、电池。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本实用新型实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本实用新型。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本实用新型的描述。
为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本申请实施例中的电池包均衡控制系统，包括多个依次串联的电池60，还包括设置在每个电池60的正极与负极之间相串联的耗能单元10和开关单元20；开关单元20的控制端用于连接能够生成均衡信号的控制器50，耗能单元10上覆盖有散热片40。覆盖包括部分覆盖和全部覆盖，本申请中的覆盖是指至少部分覆盖。耗能单元10和散热片40二者结合的具体方式不进行限定，可以是一体化的，也可以是分体的；其具体工艺不进行限定，可以是注塑，连接件固定也可以是粘结等。
在使用过程中，各个开关单元20的控制端可以连接到能够生成均衡信号的控制器50，而且控制器50可以对所有电池60的电压进行监测，根据监测结果确认需要进行放电的电池60，并发送均衡信号至所确定的电池60对应的开关单元20，该开关单元20根据均衡信号导通以使电池60和对应的耗能单元10形成闭合回路，从而使得耗能单元10消耗电池60的电能使电池60进行放电；而且在电池60放电过程中，耗能单元10产生的热量能够通过散热片40较为快速地向周围环境散发以降低控制板的温度，从而减缓控制板的老化速度，延长电池包的使用寿命。
本申请所述电池60可以为单体电池或电池模组。
以下对本申请实施例中的电池包均衡控制系统进行详细说明。
如图1所示，为本申请一实施例提供的电池包均衡控制系统的连接示意图，以下以四个电池60为例对本申请实施例中的电池包均衡控制系统进行说明，在其他实施例中，电池60的数量可以为至少两个的任意整数以满足实际需要，本申请实施例对电池包的个数不作具体限定。
参见图1，示例性的，电池包均衡控制系统可以包括四个依次串联的电池60，每个电池60的正极与负极之间相串联有耗能单元10和开关单元20。其中，开关单元20的控制端用于连接能够生成均衡信号的控制器50，耗能单元10上覆盖有散热片40。
控制器50对电池包中四个电池60的电压进行实时监测，并确定电压异常的电池60。正常状态下，开关单元20处于断开状态，耗能单元10和电池60处于断路状态；当控制器50监测到电池包中的某个电池60或多个电池60的电压异常(电压过高)时，控制器50生成均衡信号并将均衡信号传送至电压异常电池60对应的开关单元20，开关单元20根据均衡信号由断开状态转换到导通状态，耗能单元10和电池60形成闭合的回路，耗能单元10消耗电池60的能量使电池60的电压降低。在电池60放电过程中，耗能单元10会产生大量的热量，耗能单元10上覆盖有散热片40，耗能单元10上产生的热量通过热传递的方式传递到散热片40上，散热片40能够及时的将热量散发至周围环境，有效的降低控制板的温升，降低控制板的老化速度，延长电池包的使用寿命。
需要说明的是，为了提高电池包的工作效率，通常会设置电池管理系统对电池包进行监测和控制，电池管理系统的硬件部分即为上述的控制板。
示例性的，本申请所说的耗能单元10和开关单元20串接在电池60的正极和负极之间的连接方式有两种：第一种方式中，电池60的正极连接耗能单元10，耗能单元10连接开关单元20，开关单元20连接电池60的负极；第二种方式中，电池60的负极连接耗能单元10，耗能单元10连接开关单元20，开关单元20连接电池60的正极。
示例性的，电池包均衡控制系统中包括四个电池60，每个电池60的正极和负极之间串接有耗能单元10和开关单元20，也就是系统中包括四个开关单元20和四个耗能单元10。四个开关单元20的控制端分别连接控制器50上不同的信号输出端口，控制器50可以通过不同的输出端口向对应的开关单元20发送均衡信号，四个开关单元20之间互不干扰，防止出现开关单元20错误动作导致电池60异常放电的情况。
下面基于耗能单元和开关单元的具体组成给出具体的实施例。
实施例一
根据本实用新型的实施例一，电池包均衡控制系统中的耗能单元10可以包括耗能电阻ri，耗能电阻ri和开关单元20串接在电池60的正极与负极之间，参考图2。
具体地，当开关单元20处于导通状态时，耗能电阻ri和电池60形成闭合的回路，耗能电阻ri消耗电池60的能量，促使电池60放电实现降压。
需要说明的是，本申请的耗能单元10包括耗能电阻ri并不限制耗能单元10中电阻的个数，耗能单元10也可以包括多个耗能电阻ri，多个耗能电阻ri串联或并联形成耗能电阻组，然后将耗能电阻组和开关单元20串接在电池60的正极和负极之间。本申请所述的“多个”是指数量为至少两个的整数。
进一步地，耗能电阻ri可以为贴片电阻，贴片电阻的表面覆盖有散热片40。
贴片电阻的表面积大，贴片电阻与散热片40的接触面积大，贴合的结构稳定好，二者贴合提高热传递的效率。电池60在放电过程中，贴片电阻产生的热量能够快速传递到散热片40上，散热片40将热量散发到周围的环境中，降低控制板的温升，降低控制板的老化速度，延长电池包的使用寿命。
示例性的，贴片电阻可以选用1225封装的宽电极的电阻，该电阻和电池60形成回路时，贴片电阻可以通过较大的电流，以提高对电池60能量消耗的速度，加快电池60电压降低的速度，从而提高均衡电压的速度。
贴片电阻(smdresistor)又称片式固定电阻器，是金属玻璃铀电阻器中的一种。是将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上制成的电阻器。耐潮湿，高温，温度系数小。
需要说明的是，耗能电阻ri除了使用贴片电阻外，还可以选用碳膜电阻和金属膜电阻等。
进一步地，散热片40可以通过绝缘导热胶粘贴在耗能电阻的表面。
绝缘导热胶能够将散热片40和耗能电阻粘贴在一起，保证二者之间连接的牢固性。同时，绝缘导热胶具有良好的热传递性，能够快速的将耗能电阻产生的热量传递到散热片40上。
示例性的，散热片40可以通过导热硅胶粘贴在贴片电阻的表面，贴片电阻可以通过导热硅胶或绝缘导热胶粘粘贴在贴片电阻的表面。
进一步地，散热片40为陶瓷散热片或金属散热片。其中，陶瓷散热片和金属散热片均具有良好的散热效果，能够快速的将耗能单元10产生的热量散发到周围环境，有效降低控制板的温升。
需要说明的是，陶瓷散热片除了具有良好的散热性，还具有良好的绝缘性，当使用陶瓷散热片时，可以直接将陶瓷散热片粘贴在耗能单元10上即可；金属散热片为金属材质，具有导电性，在将金属散热片粘贴在耗能单元10表面上时，需要注意做好绝缘耐压的防护，防止出现漏电情况。
实施例二
根据本实用新型的实施例二，开关单元20可以包括开关管，其中开关管和耗能单元10串接在电池60的正极与负极之间，开关管的控制端用于连接控制器50，参考图2。
在上述的电池包均衡控制系统的使用过程中，当控制器50生成的均衡信号传送至开关管的控制端后，开关管由断开状态转换为导通状态，耗能单元10和电池60形成闭合回路，电池60进行放电降压。
示例性的，开关管可以为mos管q1或jfet管，本实施例以开关管选用mos管q1为例进行说明。
mos管q1的基极用于连接控制器50的信号输出端口，mos管q1与耗能单元10串联，连接方式有两种：第一种方式中，mos管q1的漏级通过耗能单元10连接电池60的正极，mos管q1的源极连接电池60的负极；第二种方式中，mos管q1的源极通过耗能单元10连接电池60的正极，mos管q1的漏级连接电池60的负极。
具体地，当mos管q1的基极接收到控制器50发送的均衡信号(可以为电平信号、pwm信号等)时，mos管q1的漏级和源极导通，耗能单元10和电池60形成闭合的回路，电池60进行放电。
进一步地，每个电池60的正极和负极可以分别通过一个滤波单元30连接控制器50不同的电压采集端口。
控制器50的电压采集端口连接电池60的正极或负极，能够对电池60的电压信号进行采集，滤波单元30可以将电池60电压信号中带有的交流信号进行过滤，去除电池60电压信号中的杂质信号，可以提高采集的精准度。
可选地，由于电池包中的多个电池60依次串联，一个电池60的正极或负极与相邻电池60的负极或正极连接。为了降低系统的能耗，可以将两个相邻电池60的公共端通过一个滤波单元30连接控制器50的一个电压采集端口。
示例性的，滤波单元30可以包括第一电阻r1和电容c，第一电阻r1的一端连接电池60的正极或负极，第一电阻r1的另一端分别连接电容c的一端和控制器50的电压采集端口，电容c的另一端接地。
具体地，第一电阻r1和电容c构成rc滤波电路，电池60的电压信号中的交流信号可以通过电容c传递到地，将电池60电压信号中的交流信号去除，使控制器50得到的电压信号更加准确。
实施例三
根据本实用新型的实施例三，电池包均衡控制系统包括多个电池60，为了清楚的对电路进行说明，以四个电池60依次串联为例进行说明。
四个电池60依次串联连接，其中p0连接第一个电池60的负极；p1连接第一个电池60的正极，同时也与第二电池60的负极连接；p2连接第二电池60的正极，同时也与第三电池60的负极连接；p3连接第三电池60的正极，同时也与第四电池60的负极连接；p4连接第四电池60的正极。
每个电池60的正极和负极之间串接耗能单元10和开关单元20，耗能单元10包括耗能电阻ri，开关单元20包括mos管q1。连接方式以第一电池60为例进行说明，其中，耗能电阻ri一端连接p0端(第一电池60的负极)，耗能电阻ri的另一端连接mos管q1的漏极，mos管q1的源极连接p1端(第一电池60的正极，也是第二电池60的负极)，mos管q1的基极连接控制器50的s1端口(控制器50的一个指令输出端口)。
当控制器50确定第一电池60需要放电池，通过s1端口发送均衡信号(可以为电平信号或pwm信号)至mos管q1的基极，mos管q1接收到均衡信号，漏极和源极导通，第一电池60和耗能电阻ri形成闭合回路，第一电池60通过耗能电阻ri放电，耗能电阻ri产生的热量通过散热片40快速扩散到周围环境中，降低控制板的温升，减缓控制板的老化速度，延长了电池包的使用寿命。
图2中每个电池60的电极端均通过一个滤波单元30连接控制器50不同的电压采集端口，同样以第一电池60为例进行说明，p0端(第一电池60的负极)和p1端(第一电池60的正极)分别通过一个滤波单元30连接控制器50上的c0端口(电压采集端口)和c1端口(电压采集端口)，以此实现控制器50对第一电池60的正极电压和负极电压进行监测。
示例性的，为了防止mos管q1在控制器50对应的电压采集端口悬空时出现误动作，在mos管q1的源极和基极之间串接第二电阻r2，并在mos管q1的基极与控制器50对应的端口之间串接第三电阻r3，以降低mos管q1基极的电位拉低，进而可以有效防止控制器50端口悬空时造成mos管q1的误动作。
本申请实施例还公开了一种电池包，该电池包包括上述的电池包均衡控制系统。带有电池包均衡控制系统的电池包，在电池包中的电池60进行放电时，产生的热量会快速通过耗能单元10上覆盖的散热片40散发至周围环境，降低控制板的温升，减缓控制板的老化速度，进而提高电池包的使用寿命。
以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种电池包均衡控制系统，包括多个依次串联的电池，其特征在于，还包括设置在每个所述电池的正极与负极之间相串联的耗能单元和开关单元；所述开关单元的控制端用于连接能够生成均衡信号的控制器，所述耗能单元上覆盖有散热片；
其中，所述开关单元根据所述均衡信号导通以使所述电池和对应的耗能单元形成闭合回路。
2.根据权利要求1所述的电池包均衡控制系统，其特征在于，所述耗能单元包括耗能电阻，所述耗能电阻和所述开关单元串接在所述电池的正极与负极之间。
3.根据权利要求2所述的电池包均衡控制系统，其特征在于，所述耗能电阻为贴片电阻，所述贴片电阻的表面覆盖有所述散热片。
4.根据权利要求3所述的电池包均衡控制系统，其特征在于，所述散热片通过绝缘导热胶粘贴在所述贴片电阻的表面。
5.根据权利要求1所述的电池包均衡控制系统，其特征在于，所述散热片为陶瓷散热片或金属散热片。
6.根据权利要求1所述的电池包均衡控制系统，其特征在于，所述开关单元包括开关管，所述开关管和所述耗能单元串接在所述电池的正极与负极之间，所述开关管的控制端用于与所述控制器连接。
7.根据权利要求6所述的电池包均衡控制系统，其特征在于，所述开关管为mos管或jfet管。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电池包均衡控制系统，其特征在于，每个所述电池的正极和负极分别通过一个滤波单元连接所述控制器不同的电压采集端口。
9.根据权利要求8所述的电池包均衡控制系统，其特征在于，所述滤波单元包括第一电阻和电容，所述第一电阻的一端连接所述电池的正极或负极，所述第一电阻的另一端分别连接所述电容的一端和所述控制器的电压采集端口，所述电容的另一端接地。
10.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括如权利要求1至9任一项所述的电池包均衡控制系统。
技术总结