换电站以及换电站充电系统的制作方法

本申请涉及电化学电池，特别是涉及一种换电站以及换电站充电系统。

背景技术：

1、在换电站内电池仓中的电池包完成充电后，通常需要将多个充电完成的电池包并联配对装车。然而，由于各并联的电池包的老化状态不一致或开路电压不一样，会导致并联电池包之间产生回流，从而影响电池包的安全使用和寿命。

2、因此，如何减少并联电池包之间的回流现象成为目前换电站充电过程亟待解决的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现换电站内待充电的电池的电量均衡，以减少并联电池包之间回流现象的换电站以及换电站充电系统。

2、第一方面，本申请提供了一种换电站。所述换电站包括：换电站充电模块、均衡模块和多个并联连接的电池包；所述多个电池包中电池包的支路上连接所述均衡模块；所述多个电池包连接所述换电站充电模块。

3、上述申请实施例所述的换电站，在利用换电站充电模块完成多个并联电池包的充电后，再利用均衡模块将过充的电池包的荷电量转移到欠充的电池包或者将过充的荷电量消耗掉，实现了一种并联电池包之间的电压平衡，进而实现了换电站内充电后电池的电量均衡，在一定程度上可以减少并联电池包之间的回流现象，进而可以提升电池包的使用寿命。

4、在其中一个实施例中，所述均衡模块包括充放电电路；所述多个电池包中每个电池包的支路均与充放电电路连接。

5、上述申请实施例所述的换电站，通过充放电电路以充放电的方式降低过充的电池包的荷电量，以及增加欠充的电池包的荷电量，实现了一种并联电池包之间的电压平衡，进而减少并联电池包之间的回流现象，在一定程度上可以提升电池包的使用寿命。

6、在其中一个实施例中，所述充放电电路包括与各所述电池包的支路连接的第一电容。

7、上述申请实施例所述的换电站，当充放电电路为电容时，可以使高电压电池包快速放电，并将电量聚集于电容中并用于其他低电压电池包充电，实现电量充分利用，提高了该电池中充放电电路的应用性。

8、在其中一个实施例中，所述充放电电路包括与各所述电池包的支路连接的电感。

9、上述申请实施例所述的换电站，当充放电电路为电感时，可以使高电压电池包快速放电，并将电量聚集于电容中并用于其他低电压电池包充电，实现电量充分利用，提高了该电池中充放电电路的应用性。

10、在其中一个实施例中，所述均衡模块还包括第一开关；所述第一开关与所述充放电电路串联连接。

11、本申请实施例所述的换电站，通过在均衡模块中设置开关，可以起到控制充放电电路为多个电池包进行充放电的操作，实现一种自动均衡各电池包电压的功能。

12、在其中一个实施例中，所述多个电池包括k个电池包，所述充放电电路包括第二电容和第三电容；所述k个电池包中第1个电池包到第m个电池包中每个电池包的支路上连接所述第二电容；所述k个电池包中第m+1个电池包到第k个电池包中每个电池包的支路上连接所述第三电容。

13、上述申请实施例所述的换电站，通过设置两个电容以充放电的方式降低过充的电池包的荷电量，以及增加欠充的电池包的荷电量，实现了一种并联电池包之间的电压平衡，进而减少并联电池包之间的回流现象，在一定程度上可以提升电池包的使用寿命。

14、在其中一个实施例中，所述均衡模块还包括第二开关和第三开关；所述第二开关与所述第二电容串联连接；所述第三开关与所述第三电容串联连接。

15、本申请实施例所述的换电站，通过在均衡模块中设置不同开关，控制不同组的电池包进行充放电操作，实现一种自动均衡各电池包电压的功能。

16、在其中一个实施例中，所述多个电池包括k个电池包，所述均衡模块包括k-1个电阻；第i个电池包的支路上对应连接第i个电阻；所述i为大于0且小于k的整数。

17、上述申请实施例所述的换电站，通过电阻消耗过充的电池包的荷电量，实现了一种并联电池包之间的电压平衡，进而减少并联电池包之间的回流现象，在一定程度上可以提升电池包的使用寿命。

18、在其中一个实施例中，所述k个电池包中第k个电池包的荷电量最小。

19、上述申请实施例所述的电池包的排列方式，可以使过充的电池包上的荷电量向荷电量最小的电池包移动，从而使过充的电池包所在支路上的电阻可以消耗过充的荷电量。

20、在其中一个实施例中，所述k个电池包中第1个电池包的荷电量最小。

21、上述申请实施例所述的电池包的排列方式，可以使过充的电池包上的荷电量向荷电量最小的电池包移动，从而使过充的电池包所在支路上的电阻可以消耗过充的荷电量。

22、在其中一个实施例中，所述多个电池包按照荷电量从大到小的顺序并联连接。

23、上述申请实施例所述的电池包的排列方式，可以使过充的电池包上的荷电量向荷电量最小的电池包移动，从而使过充的电池包所在支路上的电阻可以消耗过充的荷电量。

24、在其中一个实施例中，所述多个电池包按照荷电量从小到大的顺序并联连接。

25、上述申请实施例所述的电池包的排列方式，可以使过充的电池包上的荷电量向荷电量最小的电池包移动，从而使过充的电池包所在支路上的电阻可以消耗过充的荷电量。

26、在其中一个实施例中，所述电阻为可调电阻。

27、本申请实施例所述的均衡模块中的各电阻是可调的，即根据各支路上电池包的荷电量进行调整，从而使各支路上的电阻可以匹配各支路上的电池包，进而能够使各支路上的电阻可以快速和准确的消耗各支路上过充的电池包的荷电量，达到快速平衡电池包电压的效果。

28、在其中一个实施例中，所述第i个电阻的电阻值与所述第i个电池包的荷电量、所述第i个电池包的额定容量、所述k个电池包中荷电量最小的电池包的荷电量相关。

29、本申请实施例所述的均衡模块中的各电阻根据各支路上电池包的荷电量和额定容量进行调整，从而使各支路上的电阻可以匹配各支路上的电池包，进而能够使各支路上的电阻可以快速和准确的消耗各支路上过充的电池包的荷电量，达到快速平衡电池包电压的效果。

30、第二方面，提供一种换电站充电系统，所述换电站充电系统包括第一方面所述的换电站和控制器；所述控制器连接所述换电站中的均衡模块。

31、本申请实施例所述的换电站充电系统可以实现换电站内电池仓中各电池包的自动均衡，使充电完成的多个并连连接的电池包在整车装配之前，可以进行多个电池包之间电压均衡，以降低因电池包之间差异产生的并联回流，在一定程度上可以保持电池包的安全使用，从而可以提升电池包的服役寿命。

32、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种换电站，其特征在于，所述换电站包括：换电站充电模块、均衡模块和多个并联连接的电池包；所述多个电池包中电池包的支路上连接所述均衡模块；所述多个电池包连接所述换电站充电模块；

2.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充放电电路包括与各所述电池包的支路连接的第一电容。

3.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述充放电电路包括与各所述电池包的支路连接的电感。

4.根据权利要求2或3所述的换电站，其特征在于，所述均衡模块还包括第一开关；所述第一开关与所述充放电电路串联连接。

5.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述均衡模块包括充放电电路时，所述多个电池包括k个电池包，所述充放电电路包括第二电容和第三电容；所述k个电池包中第1个电池包到第m个电池包中每个电池包的支路上连接所述第二电容；所述k个电池包中第m+1个电池包到第k个电池包中每个电池包的支路上连接所述第三电容；所述m为大于1且小于k的整数。

6.根据权利要求5所述的换电站，其特征在于，所述均衡模块还包括第二开关和第三开关；所述第二开关与所述第二电容串联连接；所述第三开关与所述第三电容串联连接。

7.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述均衡模块包括k-1个电阻时，所述k个电池包中第k个电池包的荷电量最小。

8.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述均衡模块包括k-1个电阻时，所述k个电池包中第1个电池包的荷电量最小。

9.根据权利要求7所述的换电站，其特征在于，所述多个电池包按照荷电量从大到小的顺序并联连接。

10.根据权利要求8所述的换电站，其特征在于，所述多个电池包按照荷电量从小到大的顺序并联连接。

11.根据权利要求1所述的换电站，其特征在于，所述电阻为可调电阻。

12.根据权利要求11所述的换电站，其特征在于，所述第i个电阻的电阻值与所述第i个电池包的荷电量、所述第i个电池包的额定容量、所述k个电池包中荷电量最小的电池包的荷电量相关。

13.一种换电站充电系统，其特征在于，所述换电站充电系统包括如权利要求1-12任一项所述的换电站和控制器；所述控制器连接所述换电站中的均衡模块。

技术总结
本申请涉及一种换电站以及换电站充电系统，所述换电站包括：换电站充电模块、均衡模块和多个并联连接的电池包；多个电池包中电池包的支路上连接均衡模块；多个电池包连接换电站充电模块，其中，均衡模块包括充放电电路，多个电池包中每个电池包的支路均与充放电电路连接；或者，多个电池包括K个电池包，均衡模块包括K‑1个电阻，第i个电池包的支路上对应连接第i个电阻。该换电站，在利用换电站充电模块完成多个并联电池包的充电后，再利用均衡模块将过充的电池包的荷电量转移到欠充的电池包或者将过充的荷电量消耗掉，实现了一种并联电池包之间的电压平衡，在一定程度上可以减少并联电池包之间的回流现象。

技术研发人员：赵丰刚,金海族,喻鸿钢,马云建,邢柯,姚萌,李梅,李彦辉,吴凯,曾毓群
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：20240228
技术公布日：2024/5/19