[實(shí)用新型]一種帶有備用單元的電池組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520283972.6
• 申請(qǐng)日: 2015-05-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204597550U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王后連;周公博;朱真才;李洋;李偉;曹?chē)?guó)華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué);徐州市恒源電器有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02J7/00
• 分類(lèi)號(hào): H02J7/00;H02J9/06
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電池組，特別是一種帶有備用單元的電池組。

背景技術(shù)

蓄電池(如超級(jí)電容、鋰電池等)作為動(dòng)力源，一般串聯(lián)成電池組模塊使用，但是由于原材料、設(shè)備、制造工藝的原因，即使同一批次的電池，其容量、內(nèi)阻等參數(shù)也會(huì)不一樣，在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)電池過(guò)充或過(guò)放的現(xiàn)象。當(dāng)電池組處于這樣一種不一致性的狀態(tài)中時(shí)，會(huì)導(dǎo)致有些單體電池的容量低于電池組的平均容量，在其放電過(guò)程中，其電量首先放完。雖然此時(shí)其他電池還有很多電量，但是為了保護(hù)該單體電池，不得不終止整個(gè)電池組的放電，因此并沒(méi)有充分利用電池組中的能量。更嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)某一單體電池完全報(bào)廢、其他電池完好無(wú)損的情況，這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池組報(bào)廢停止工作。

目前的電池組通常由若干單體電池、均衡電路組成，并沒(méi)有在內(nèi)部設(shè)置備用電池。當(dāng)單體電池一致性不好、均衡效果不佳時(shí)，會(huì)導(dǎo)致某一單體電池容量、壽命縮減，根據(jù)木桶原理，電池組的實(shí)際容量往往受問(wèn)題單體電池的束縛，所述的問(wèn)題單體電池為容量縮小、荷電狀態(tài)偏離平均荷電狀態(tài)。長(zhǎng)此以往，會(huì)出現(xiàn)當(dāng)整個(gè)電池組報(bào)廢時(shí)，實(shí)際電池組內(nèi)部大部分單體電池還能夠繼續(xù)使用的現(xiàn)象，由此形成了資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是要提供一種帶有備用單元的電池組，解決現(xiàn)有電池組內(nèi)部問(wèn)題單體電池影響電池組使用效率的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：該電池組包括：主電池模塊、多路選擇器、控制器、備用電池模塊；主電池模塊和多路選擇器相連；多路選擇器和備用電池模塊相連；控制器依次和主電池模塊、多路選擇器、備用電池模塊相連。

所述的主電池模塊包括采集電路、單體電池和多路開(kāi)關(guān)；采集電路和單體電池并聯(lián)相連，單體電池和多路開(kāi)關(guān)依次交叉串聯(lián)連接。

所述的備用電池模塊包括備用采集電路、備用單體電池、雙向升壓電路、電子開(kāi)關(guān)；備用電池模塊由多個(gè)支路組成，每個(gè)支路中，備用單體電池和雙向升壓電路串聯(lián)連接；備用單體電池和采集電路并聯(lián)連接；電子開(kāi)關(guān)和雙向升壓電路并聯(lián)連接。

所述的控制器控制主電池模塊，并估算單體電池的荷電狀態(tài)SOC_i和容量Q_i，當(dāng)某單體電池的容量Q_i與額定容量Q比值小于80％時(shí)，選用備單體電池替換掉問(wèn)題電池；當(dāng)某一單體電池的SOC_i與其他單體電池的平均SOC相差超過(guò)10％，進(jìn)行計(jì)數(shù)，累計(jì)超過(guò)一定次數(shù)，替換單體電池；如果未達(dá)到設(shè)定次數(shù)，根據(jù)單體電池電壓高低，選擇備用單體電池給問(wèn)題電池充電或者問(wèn)題電池給單體電池充電。

優(yōu)選的，所述多路開(kāi)關(guān)有三個(gè)接口，多路開(kāi)關(guān)靠近左側(cè)電池正極的是接口1，多路開(kāi)關(guān)靠近右側(cè)電池負(fù)極的是接口2，靠近多路選擇器的是接口3；同一時(shí)刻只接通任意2個(gè)接口，斷開(kāi)其他接口；一般情況下，多路開(kāi)關(guān)接通1、3接口，斷開(kāi)其他接口。

優(yōu)選的，若要實(shí)現(xiàn)備用單體電池替換問(wèn)題電池，需要控制器控制多路開(kāi)關(guān)；當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題電池即電池老化時(shí)，控制問(wèn)題電池左側(cè)的多路開(kāi)關(guān)接通1、2接口，斷開(kāi)2與3，1與3之間的連接；控制問(wèn)題電池右側(cè)的多路開(kāi)關(guān)接通2、3接口；其他多路開(kāi)關(guān)保持不變；同時(shí)控制多路選擇器，使得問(wèn)題電池相鄰兩側(cè)的多路開(kāi)關(guān)的2號(hào)接口處的導(dǎo)線分別接通多路選擇器的備用電池支路接口H，G；還需保持雙向升壓電路的并聯(lián)開(kāi)關(guān)閉合，短路雙向升壓電路。

優(yōu)選的，若要實(shí)現(xiàn)備用單體電池給問(wèn)題電池充電，需要控制器控制多路開(kāi)關(guān)；當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題電池即電壓過(guò)低時(shí)，控制問(wèn)題電池左側(cè)的多路開(kāi)關(guān)接通1、2接口；控制問(wèn)題電池右側(cè)的多路開(kāi)關(guān)接通2、3接口；其他多路開(kāi)關(guān)動(dòng)作保持不變；同時(shí)控制多路選擇器，使得問(wèn)題電池相鄰兩側(cè)的多路開(kāi)關(guān)的2號(hào)接口處的導(dǎo)線分別接通多路選擇器的備用電池支路接口H、G；還需保持雙向升壓電路的并聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，控制雙向升壓電路給問(wèn)題電池充電。

優(yōu)選的，若要實(shí)現(xiàn)問(wèn)題電池給單體備用電池充電，需要控制器控制多路開(kāi)關(guān)；當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題電池即電壓過(guò)高時(shí)，控制問(wèn)題電池左側(cè)的多路開(kāi)關(guān)接通1、2接口；控制問(wèn)題電池右側(cè)的多路開(kāi)關(guān)接通2、3接口；其他多路開(kāi)關(guān)動(dòng)作保持不變；同時(shí)控制多路選擇器，使得問(wèn)題電池相鄰兩側(cè)的多路開(kāi)關(guān)的2號(hào)接口處的導(dǎo)線分別接通多路選擇器的備用電池支路接口H、G；還需保持雙向升壓電路的并聯(lián)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，控制雙向升壓電路給備用電池充電。