[發明專利]一種提高串聯電池組充放過程電池利用率的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410715600.6
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104362706A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 崔忠瑞;盧劍鋒;李豹;劉廣擴
• 申請（專利權）人: 山東魯能智能技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種提高串聯電池組充放過程電池利用率的裝置及方法。

背景技術

當前電動汽車用動力電池組都是多節大容量電池串聯使用，一般為20串、24串、60串或者更高。電池在串聯使用的過程中，為了達到保護電池的目的，當電池串中某一節單體電池放電到截止電壓時，整組電池就要停止使用，但此時大部分電池還處于有電可放的狀態，這樣就造成了整組電池的能量不能得到充分利用的問題，在充電時也同樣存在上述問題，這就是業內常說的“短板效應”。

當前業內解決這種問題的方法是使用電池均衡模塊，均衡模塊可以解決電池電量不一致問題，但是存在的問題是：均衡電流小，現在業內bms廠家的均衡電流能做到10A就屬于最好的了。但是對于大容量動力電池幾百個安時的容量來說，這么小的均衡電流不足以解決上述問題。

當前業內解決這種問題的方法是使用電池均衡模塊，均衡模塊可以解決電池長時間使用后出現的電池電量不一致問題。當前電池均衡功能分為兩類，被動均衡和主動均衡。被動均衡是指通過電阻并聯在單體電池兩端給電量過高的電池放電，這種方法一般只在充電過程中使用，并且存在能量耗散造成的電量浪費問題；主動均衡是指將雙向DCDC模塊連接在電池和母線上或者跨接在單體電池之間，給電量低的電池充電電量高的電池放電，這種方法存在均衡電流小、均衡模塊發熱問題。所以，不管是主動均衡還是被動均衡，都只能解決電池組長時間使用后出現的電量不一致問題，對于大容量動力電池幾百個安時的容量來說，電池均衡不能在單次充放電循環之內延長電池的使用時間，并不能有效的解決“短板效應”。

中國發明專利(專利號：201010167717.7，專利名稱：一種基于電池組容量利用的電池組均衡裝置及控制方法)，提到了利用電池組均衡裝置提高電池利用率的方法，但是該專利只能解決電池長期積累的電量不一致造成的利用率下降問題，但是不能在單次循環內提高電池利用率。

中國發明專利(專利號：201210050979.4，專利名稱：電池組自動切換方法)，提到了利用電池組切換提高電池利用率的方法，但是該專利只通過切換并聯電池組提高電池容量，并不能提高電池組內部單體電池的利用率，并且不能解決電池組內電池的不一致性累積問題。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種提高串聯電池組充放過程電池利用率的裝置及方法，它具有解決串聯電池組內由于個別電池容量衰退造成的整串電池組使用受限的短板效應問題的優點。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種提高串聯電池組充放過程電池利用率的裝置，包括若干組電池接口，每組電池接口均與單體電池連接，所述電池接口與其鄰近的電池接口通過開關連接，電池接口從左往右排序，排序為奇數的電池接口與其鄰近的奇數電池接口通過旁路開關連接，排序為偶數的電池接口與其鄰近的偶數電池接口連接，所有開關被控制單元控制，所述控制單元，實時檢測各開關的閉合狀態，并根據電池信息控制開關的導通和關閉。

一種提高串聯電池組充放過程電池利用率的裝置，包括若干組電池接口，每組電池接口均分為正極接口和負極接口，每組電池接口均與單體電池的正負兩極連接，

第i組電池接口B_i的正/負極接口均與第i+1組電池接口B_i+1的負/正極接口通過開關S_i連接，

第i組電池接口B_i的負/正極接口均與第i-1組電池接口B_i-1的正/負極接口通過開關S_i-1連接，

第i-1組電池接口B_i-1的正/負極接口均與第i+1組電池接口B_i+1的負/正極接口通過串聯的旁路開關C_i-1和保護電路連接；

其中，1＜i＜n，n為電池接口的組數，i為正整數；

所述開關與驅動電路連接，所述旁路開關與驅動電路連接，所述驅動電路與控制單元連接；所述控制單元，實時檢測各開關的閉合狀態，并根據電池信息控制開關的導通和關閉。

一種提高串聯電池組充放過程電池利用率的方法，包括如下步驟：

步驟(1)：電池放電，檢測單體電池電壓；

步驟(2)：判斷最低單體電池電壓V_min是否小于放電階段電池切換門檻值V_low，如果是表示該節電池已進入放電末期，容量即將放光，就進入步驟(3)；如果否就返回步驟(1)；