用于电池包的补电电路和补电设备的制作方法

本发明涉及电池补电，尤其涉及一种用于电池包的补电电路和补电设备。

背景技术：

1、在可充电电池领域，例如锂电池，电池包中为了安全和有效地管理成百上千的单颗电芯，电芯并不是随意的放在动力电池的壳里面，而是按照有序的方式放置，例如串、并联方式或组合。电池包内最小的单元就是电芯，一组电芯可以组成一个模组，而几个模组则可以组成一个锂电池包。

2、其中，电芯指单个含有正、负极的电化学电芯，一般不直接使用。任何一颗电芯的损坏，都会导致整个电池包的损坏。模组可以理解为电芯经串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与电池包的中间产品。其结构必须对电芯起到支撑、固定和保护作用。电池包指的是电池定制的包装、封装、装配，主要工序分为加工、组装、包装三大部分。当数个模组被bms(电池管理系统)和热管理系统共同控制或管理起来后，这个统一的整体就叫做电池包。

3、在科技飞速发展的今天，电池技术越来越成熟，也越来越复杂。不过电池本身的制造工艺可能会导致电芯与电芯之间存在明显的压差。其次，电池充电和放电的不均衡也会导致电芯之间出现压差问题，以及外界的包括温度、使用状态都会对电池电压造成影响。当电池包内电芯之间存在压差时，容易出现“击穿”现象，从而引发火灾或爆炸等严重事故。此外，电芯之间的压差还可能导致电池自身的温度升高过快，进而导致电池失效或加速老化。

4、在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

5、如图1所示为一种电池包内电芯10的布置示意图，各电芯按照相同的正负极方向串联。实际中所有的电芯并非以相同的连接方式将其正负极连接至充电线路中，即某个(或某些)电芯的正极连接至其中一根充电线(为了区分，命名为a线)、负极连接至另一根充电线(命名为b线)，然而其他电芯的正极连接至充电线(b线)、负极连接至充电线(a线)。图1展示了其中一种连接方式，相邻的电芯以相反的连接方式将其正负极连接至充电线路中。由于目前市面上的补电设备只能满足单方向补电，当面对上述情况的电池包时，则无法满足补电需求。

6、因此需要一种用于电池包的补电电路和补电设备，以至少部分地解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种用于电池包的补电电路和补电设备，可以满足正方向及反方向的补电需求。

2、第一方面，本发明提供一种用于电池包的补电电路，所述补电电路包括：

3、控制电路，所述控制电路经由通讯电路可连接至所述电池包的bms，用于获取所述电池包内的电芯的电压数据，确定电压最低的电芯；

4、反转继电器电路，用于向所述电压最低的电芯提供用于充电的补电电源；其中，当接收所述控制电路输出的第一信号时提供正向电压，当接收所述控制电路输出的第二信号时提供等值的反向电压；

5、电芯继电器电路，分别与所述控制电路和对应的电芯连接，在所述控制电路的控制下可切换通断状态，以实现与所述对应的电芯导通或断开；

6、总闸继电器电路，分别与所述控制电路、所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路连接，用于将所述正向电压或所述反向电压经由所述电芯继电器电路连通至所述电压最低的电芯，以实现充电；

7、电流检测电路，分别与所述控制电路和所述总闸继电器电路连接，用于检测充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流值；

8、其中，所述控制电路基于所述充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流值，确定充电前所述补电电源和所述电压最低的电芯的电流方向，若满足预设条件时向所述反转继电器电路输出所述第一信号，不满足预设条件时向所述反转继电器电路输出所述第二信号。

9、根据本发明的补电电路，通过控制电路确定电压最低的电芯，然后电流检测电路检测充电前补电电源和电压最低的电芯的电流值来确定各自的电流方向，当各自的电流方向满足预设条件时控制电路向反转继电器电路输出第一信号，否则输出第二信号，反转继电器电路的补电电源根据第一信号或第二信号分别提供正向电压或反向电压，最终实现正方向及反方向的补电。

10、在一些实施例中，所述总闸继电器电路在所述控制电路的控制下可切换通断状态，以实现所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路之间的连通或断开；其中，充电前所述反转继电器电路和所述电芯继电器电路之间处于断开状态；

11、其中，所述总闸继电器电路包括：

12、第一支路，与所述补电电源连通，用于所述补电电源能形成回路，以便所述电流检测电路可检测充电前所述补电电源的电流值；

13、第二支路，与所述电芯连通，用于所述电压最低的电芯能形成回路，以便所述电流检测电路可检测充电前所述电压最低的电芯的电流值。

14、在一些实施例中，所述反转继电器电路包括：

15、第一晶体管电路，与所述控制电路连接，所述控制电路向所述反转继电器电路输出所述第一信号时，所述第一晶体管电路中的晶体管q1不导通，所述反转继电器电路提供正向电压；所述控制电路向所述反转继电器电路输出所述第二信号时，所述第一晶体管电路中的晶体管q1导通；

16、第一继电器电路，与所述第一晶体管电路和所述总闸继电器电路连接，当所述晶体管q1导通，所述第一继电器电路的继电器rly1得电导通，正向电压反转变换为反向电压。

17、在一些实施例中，所述总闸继电器电路包括：

18、第二晶体管电路，与所述控制电路连接，所述控制电路控制所述第二晶体管电路的晶体管q63导通或不导通；

19、第二继电器电路，与所述第二晶体管电路和所述电流检测电路连接，当所述晶体管q63导通，所述第二继电器电路的继电器rly2得电导通，以使所述总闸继电器电路导通。

20、在一些实施例中，所述电流检测电路包括电源电流检测电路和电芯电流检测电路；

21、所述电源电流检测电路包括电源电流采样电阻单元及电流监测单元：

22、电源电流采样电阻单元，与所述总闸继电器电路连接，用于检测所述补电电源的电流大小；

23、电流监测单元，与所述电源电流采样电阻单元、所述控制电路连接，将流过所述电源电流采样电阻单元的电源采样电阻的电流值传递给所述控制电路；

24、所述电芯电流检测电路包括电芯电流采样电阻单元及电流监测单元：

25、电芯电流采样电阻单元，与所述总闸继电器电路连接，用于检测所述电压最低的电芯的电流大小；

26、电流监测单元，与所述电芯电流采样电阻单元、所述控制电路连接，将流过所述电芯电流采样电阻单元的电芯采样电阻的电流值传递给所述控制电路。

27、在一些实施例中，所述电芯继电器电路包括：

28、晶体管单元，与所述控制电路连接，通过所述控制电路控制相应晶体管的通断；

29、继电器单元，与所述晶体管单元连接，当相应晶体管导通，相应继电器得电导通，完成所述电芯继电器电路导通。

30、在一些实施例中，还包括电源电路，用于向所述补电电路供电。

31、在一些实施例中，还包括显示屏模块，分别与所述电源电路和所述控制电路连接，用于显示包括补电电流和补电时长在内的信息。

32、第二方面，本发明还提供一种用于电池包的补电设备，包括上述技术方案的补电电路。

33、本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

34、本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。