[發明專利]電池組充放電均衡方法、均衡裝置及維護裝置

有效

• 申請號: 201210470087.X
• 申請日: 2012-11-20
• 公開（公告）號: CN103001288A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 高萬兵;張瑞;高文超;談作偉;李延濤;陳海燕;梁雅明
• 申請（專利權）人: 中航鋰電（洛陽）有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及蓄池均衡維護裝置領域，特別是電池組充放電均衡方法、均衡裝置及維護裝置。

背景技術

目前，各種蓄電池作為電能存儲元件，已廣泛應用于電動車輛、電力儲能、后備式不間斷電源等電能存儲相關領域。在應用中，為了滿足各儲能電源系統的電壓平臺，需要將幾節甚至上百節只有幾伏的單體電池經過串聯成組，構成所需的儲能電源組。由于串聯成組的單體電池在性能指標上不可能完全一致，因此在電池組充放電過程中，會同時存在過充電和欠充電的問題，產生不均衡的現象。

這是因為，雖然充電電池組的端電壓還沒有達到終止充電的條件，但一部分充電電池已經充電終結，繼續對其充電，該部分充電電池必然處于過充電狀態；另一方面，當充電電池組的端電壓達到終止充電的條件時，仍然可能有部分充電電池沒有完全充電，處于欠充電狀態。另外，在放電過程中，也同樣會出現部分充電電池提前放電結束，從而造成充電電池組過度放電問題。無論對于那種充電電池，欠充電、過充電和過放電都會嚴重影響充電電池的使用性能和壽命。此外，對于鋰電池充電電池，過充電不僅會傷害電池，而且是嚴重的安全隱患。

實現電池的均衡主要依靠均衡電路部分，已知的均衡方式主要分為兩類：主動的均衡方式和被動的均衡方式。被動的均衡方式是通過一個放電電阻使電壓高的電池電壓降低；主動均衡方式通常是通過某種方法將電荷從高電勢轉移到低電勢，能量無損失。在實現形式上，一種是：電池和均衡裝置設計為一體，構成一個獨立的系統，為電池實時實現均衡功能，這種形式如果采用主動均衡方式，則所設計的電池電源系統體積大、均衡電流小，成本高，對電池串聯成組的數量有要求；如果采用被動式均衡，則均衡電流較小、均衡效果較差，能量損耗大。另一種是：均衡裝置獨立于電池，只需定期對電池組進行一致性維護，一個均衡裝置可用于多組電池的均衡，相對成本較低，對電池串聯成組的數量無要求。但是目前的這種均衡裝置大部分只能實現充電時的均衡，不能實現放電過程的均衡，使用具有一定的局限性。

發明內容

????本發明的目的是提供一種電池組充放電均衡方法、均衡裝置和維護裝置，用以解決充放電過程、特別是放電過程中電池組的一致性差的問題，從而提高電池組的充放電容量和使用壽命。

為實現上述目的，本發明的方案包括：

一種電池組充放電均衡方法，其特征在于，包括如下步驟：對于串聯的電池組，在為整個電池組進行充電的同時，檢測電池組中各個電池的端電壓，比較、判斷出端電壓最低的一個或多個電池；以整個電池組為輸入，為該端電壓最低的一個或多個電池進行充電；電池組進行放電的同時，檢測電池組中各個電池的端電壓，比較、判斷出端電壓最低的一個或多個電池；以整個電池組為輸入，為該端電壓最低的一個或多個電池進行充電。

電池組進行充放電時，為端電壓最低的一個或多個電池充電是通過一個降壓支路實現的；該降壓支路輸入端連接整個電池組兩端，輸出端與各個電池之間通過相應開關連接。

所述檢測電池組中各個電池的端電壓由數據檢測單元完成，比較、判斷出端電壓最低的電池由控制單元完成；數據檢測單元和控制單元設置在控制器中。

所述開關為雙路繼電器。

電池組充放電均衡裝置，該裝置主要由均衡模塊和控制器構成，均衡模塊包括降壓支路，控制器包括數據檢測單元和控制單元；所述降壓支路輸入端連接電池組兩端，輸出端與各個電池之間通過相應開關連接；數據檢測單元采樣各個電池的端電壓，控制單元用于將數據檢測單元采樣的各個電池的端電壓值進行比較。

所述開關為雙路繼電器。

電池組充放電維護裝置，主要由交流輸入控制單元、充電機、充電繼電器、充放電均衡裝置構成；交流輸入控制單元用于檢測是否有交流輸入、并控制充電繼電器的開合；充電機通過充電繼電器連接充放電均衡裝置；充放電均衡裝置主要由均衡模塊和控制器構成，均衡模塊包括降壓支路，控制器包括數據檢測單元和控制單元；降壓支路輸入端連接電池組兩端，輸出端與各個電池之間通過相應開關連接；數據檢測單元采樣各個電池的端電壓，控制單元用于將數據檢測單元采樣的各個電池的端電壓值進行比較。

所述均衡模塊還包括一個輔助電源支路，用于將電池組的電壓轉換為控制器所需的電壓、為控制器供電。

所述電池組充放電維護裝置還包括數據顯示及通訊模塊，數據顯示及通訊模塊與所述控制器連接。?