[發明專利]一種串聯電池組充放電電路及其工作方法

無效

• 申請號: 201310414927.5
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103441554A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 何向東
• 申請（專利權）人: 無錫交大銀河科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明公開了一種串聯電池組充放電電路及其工作方法，涉及串聯電池組管理裝置的技術領域。

背景技術

電池在串聯工作狀態下，由于其個體的不一致性，使其存在容量差異，在充放電過程中也會使其容量差異逐漸增大，最終個別電池的壽命提前到期導致整組電池報廢。

為解決上述問題，研究人員進行了大量的工作，現有技術主要包括以下幾種方法：

一、均衡充電：在串聯充電時，通過并接在每個電池上的放電回路控制充電電壓，使其與其它電池的充電電壓一致，保證高容量電池電壓不過充的情況下，盡量多為低容量電池充電。

二、電容切換補償：通過開關網絡將電壓過高的電池容量轉移到電容上，再將電容上的電能通過開關網絡轉移到低電壓電池上。

三、冗余電池切換補償：每組電池備用一定比例的冗余電池，當發現電壓低的電池時，用開關網絡用冗余電池取代低電壓電池給系統供電。

以上幾個模式有多種解決方案，但都有缺陷。

方法一能延長電池壽命，但由于均衡電流有限，且單體電池壽命本身有不確定性，因此只是一種治標不治本的方案，在電池組配容差異較大時并不能解決根本問題，在電池組中少數電池損壞時，整組電池都不能工作。

方法二基本上還是均衡概念，其開關網絡復雜，在可操作性及成本控制方面存在比較大的缺陷。

方法三的優點在于解決了配容差異大也能均衡，個別電池損壞也不影響整組電池工作。其缺點一是要用大量功率器件作開關元件，二是要有一定比例的冗余電池（20%左右），從而導致整組電池的成本急劇上升，實用性大打折扣。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術的缺陷，提供一種串聯電池組充放電電路。在電池組充電和放電過程中均能大電流無損均衡。最大限度保證各個電池在壽命周期內的一致性，提高單體電池的壽命,從而保證成組電池的壽命；在少量電池失效時，整組電池仍能正常工作，并由此大大提升電池組的使用壽命。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種串聯電池組充放電電路，包括反饋與采樣電路、調節驅動與保護電路、功率開關電路、控制電源電路，所述控制電源電路和調節驅動與保護電路相連接，反饋與采樣電路、調節驅動與保護電路、功率開關電路依次相連，其特征在于：還包括多路高頻變壓器和N個高頻整流回路，多路高頻變壓器包括初級繞組和N個次級繞組，其中，N的取值為自然數；

多路高頻變壓器的初級繞組與功率開關電路相連，多路高頻變壓器的N個次級繞組分別對應連接N個高頻整流回路，N個高頻整流回路分別對應連接N個單體電池，N個單體電池依次串聯組成電池組。

本發明還公開了一種所述串聯電池組充放電電路的工作方法，多路高頻變壓器的次級繞組、高頻整流回路、單體電池依次連接組成該單體電池的補充充電電路，

充電時，充電電流分配到各單體電池的補充充電電路中，單體電池的電壓大小決定其得到的充電電流大小，單體電池的電壓越高得到的充電電流越小，單體電池的電壓越低得到充電電流越大；?

放電時，補充充電電路將補充電流分配給各單體電池，單體電池的電壓下降速度越快得到的補充電流越大，單體電池電壓下降速度越慢得到的補充電流越小。?

作為本發明的進一步優選方案，在電池組中，對于已經能量耗盡的單體電池，由補充充電電路為其補充與單體電池正常工作時的放電電流等額的電流，補充充電電路替代能量耗盡的單體電池工作。?

作為本發明的進一步優選方案，充電電流的大小為電池組工作電流的1%至5%。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1.提升充電時均衡充電電流：本技術采用后，均衡電流大幅提升后帶來二大優勢。一是可全面補償均衡電流，二是因為均衡電流大，對電池本身生產的容量一致性要求大大降低，從而節省生產成本。

2.降低電池在充放電過程中因不均衡充放電引起的失效：本發明的采用，保障電池的充電和放電過程均有均衡，不但防止了因不均衡充電過程引起電池失效，也防止了因不均衡放電過程引起的電池失效。

3.極大提升成組電池的壽命：本發明的最大優勢在于當電池組中有個別電池已經失效時，本裝置能從其它電池中抽取部份能量來代替失效電池工作，從而保證整組電池在端電壓正常的狀態下繼續供電，保證未失效部份的電池的能量能充分釋放。

附圖說明

圖1是本發明的電路結構框圖。

具體實施方式