[發(fā)明專利]電池組充放電裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310706267.8
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104734236A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王少鵬;張君鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 北汽福田汽車股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可充電電池技術(shù),具體涉及電池組充放電的方法。

背景技術(shù)

電動汽車的電池組大多由單體電池串聯(lián)而成，由于在制造上以及在循環(huán)充放電過程中產(chǎn)生的差異，導(dǎo)致了各單體的額定容量、電壓和內(nèi)阻等方面不完全一致。這使得額定容量低的單體電池在充電時首先充滿，繼續(xù)充電則過充；在放電時首先放完，繼續(xù)使用則過放。從而使電池組不能正常的工作，影響使用，對電池組的循環(huán)壽命也造成了極大的影響。

為了使電池組達(dá)到良好的一致性，普遍采取均衡方式來使電池組達(dá)到一致性。當(dāng)下的電池組均衡技術(shù)分為兩種：能量耗散型和非能量耗散型。核心思想都是實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移，能量耗散型是將能量高的單體的能量通過電阻等負(fù)載消耗掉，非能量耗散型是將能量高的單體的能量轉(zhuǎn)移到能量低的單體中去。

能量耗散型均衡方式是通過旁路開關(guān)的開斷來接通旁路的分流電阻，以達(dá)到消耗高的單體能量的目的，缺點是能耗較大，均衡速度慢，效率低，而且電阻的散熱會影響系統(tǒng)正常運行。能量非耗散型通過能量存儲裝置以及開關(guān)或變壓器來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在電池組充放電時，不通過能量轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)電池組的一致性，減少能量損耗。

為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種電池組充放電裝置，一種電池組充放電裝置，其特征在于，該裝置包括：

多個單體電池，連接成串聯(lián)線路；

每個單體電池與設(shè)置在所述串聯(lián)線路上的一個常閉開關(guān)串聯(lián)后再與一個常開開關(guān)并聯(lián)；

電池管理系統(tǒng)，用于充放電時實時獲取每個單體電池的荷電狀態(tài)值，并根據(jù)每個單體電池的荷電狀態(tài)值控制常閉開關(guān)與常開開關(guān)的通斷；

電路接口，用于連接負(fù)載或充電機。

優(yōu)選地，所述常閉開關(guān)與常開開關(guān)均為繼電器的觸點，電池管理系統(tǒng)通過控制繼電器線圈的電流來控制常閉開關(guān)與常開開關(guān)的通斷。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種電池組充電方法，其特征在于，電池組包括連接成串聯(lián)線路的多個單體電池，每個單體電池與設(shè)置在所述串聯(lián)線路上的一個常閉開關(guān)串聯(lián)后再與一個常開開關(guān)并聯(lián)，當(dāng)電池組的電路接口連接到充電機進行充電時，該方法包括：

通過電池管理系統(tǒng)獲取每個電池單體的荷電狀態(tài)值；

當(dāng)一個電池單體的荷電狀態(tài)值超出電池組的平均荷電狀態(tài)值的數(shù)值達(dá)到設(shè)定的第一充電閾值時，電池管理系統(tǒng)閉合與該單體電池并聯(lián)的常開開關(guān)，并斷開與該單體電池串聯(lián)且與該常開開關(guān)并聯(lián)的常閉開關(guān)，從而停止對該單體電池的充電；

當(dāng)一個停止充電的單體電池的荷電狀態(tài)值低于電池組的平均荷電狀態(tài)值的數(shù)值達(dá)到設(shè)定的第二充電閾值時，電池管理系統(tǒng)閉合與該單體電池串聯(lián)且與該常開開關(guān)并聯(lián)的常閉開關(guān)，并斷開與該單體電池并聯(lián)的常開開關(guān)，從而再次對該單體電池的充電。

優(yōu)選地，所述常閉開關(guān)與常開開關(guān)均為繼電器的觸點，電池管理系統(tǒng)通過控制繼電器線圈的電流來控制常閉開關(guān)與常開開關(guān)的通斷。

優(yōu)選地，當(dāng)停止或再次對某個單體電池充電時，電池管理系統(tǒng)還將當(dāng)前電池組的電壓發(fā)送給充電機，充電機據(jù)此調(diào)整充電功率。

優(yōu)選地，充電完成時，所有常閉開關(guān)恢復(fù)到常閉狀態(tài)，所有常開開關(guān)恢復(fù)到常開狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種電池組放電方法，電池組包括由多個單體電池連接構(gòu)成的串聯(lián)線路，每個單體電池與設(shè)置在所述串聯(lián)線路上的一個常閉開關(guān)串聯(lián)后再與一個常開開關(guān)并聯(lián)，當(dāng)電池組的電路接口連接到負(fù)載進行放電時，該方法包括：

通過電池管理系統(tǒng)獲取每個電池單體的荷電狀態(tài)值；

當(dāng)一個電池單體的荷電狀態(tài)值低于電池組的平均荷電狀態(tài)值的數(shù)值達(dá)到設(shè)定的第一放電閾值時，電池管理系統(tǒng)閉合與該單體電池并聯(lián)的常開開關(guān)，并斷開與該單體電池串聯(lián)且與該常開開關(guān)并聯(lián)的常閉開關(guān)，從而使該單體電池停止放電；

當(dāng)一個停止放電的單體電池的荷電狀態(tài)值超出電池組的平均荷電狀態(tài)值的數(shù)值達(dá)到設(shè)定的第二放電閾值時，電池管理系統(tǒng)閉合與該單體電池串聯(lián)且與該常開開關(guān)并聯(lián)的常閉開關(guān)，并斷開與該單體電池并聯(lián)的常開開關(guān)，從而使該單體電池再次放電。

優(yōu)選地，所述常閉開關(guān)與常開開關(guān)均為繼電器的觸點，電池管理系統(tǒng)通過控制繼電器線圈的電流來控制常閉開關(guān)與常開開關(guān)的通斷。

優(yōu)選地，放電完成時，所有常閉開關(guān)恢復(fù)到常閉狀態(tài)，所有常開開關(guān)恢復(fù)到常開狀態(tài)。

本發(fā)明不通過能量轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)電池組的一致性，減少了能量損耗。使用電池管理系統(tǒng)獲取每個電池單體的荷電狀態(tài)值，并由此控制旁路開關(guān)而控制單體電池充放電的通斷，結(jié)構(gòu)簡單，策略簡便，容易實現(xiàn)。

附圖說明