[發明專利]一種充放電電路及基于該電路的充放電保護方法、管理系統和管理方法

在審

• 申請號: 201610688002.3
• 申請日: 2016-08-19
• 公開（公告）號: CN107769280A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 候慧
• 申請（專利權）人: 成都庫侖科技有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 郭彩紅

技術領域

本發明涉及一種充放電電路及基于該電路的充放電保護方法、管理系統和管理方法，特別是涉及一種適用于能夠儲電和對外放電的充放電模塊的充放電電路及基于該電路的充放電保護方法、管理系統和管理方法。

背景技術

隨著電子技術的蓬勃發展，中型、大型電池組的用量越來越大。而在這些電池組的生產、測試與使用過程中，要用到許多充電和放電過程。

現有的充電設備或放電設備存在以下缺點：

1、電池組需要使用相同型號的電池模組進行并聯使用，即并聯的電池組要求每個電池電壓相同，不能將完全不一樣類型、電壓等級的電池模組進行并聯輸入輸出。因為在電池組中，單體之間的差異總是存在的，以容量為例,其差異性永不會趨于消失,而是逐步惡化的。電池組中流過同樣電流，相對而言，容量大者總是處于小電流淺充淺放、趨于容量衰減緩慢、壽命延長，而容量小者總是處于大電流過充過放、趨于容量衰減加快、壽命縮短，兩者之間性能參數差異越來越大，形成正反饋特性，小容量提前失效，組壽命縮短。

2、電池組不能隨意的并聯增加容量，并聯的時候需要考慮并聯在一起的電池是否是同一種類，是否處于同一電壓，不能實現任意時間，任意種類電池，任意電壓電池直接并聯。

發明內容

本發明首先要解決的技術問題是提供一種在多組充放電模塊并聯進行同時充電或放電時，能夠進行充放電保護，避免互相充放電的充放電電路和充放電保護方法。

本發明其次要解決的技術問題是提供一種能夠隨意增加并聯充放電模塊的充放電管理系統和管理方法。

本發明采用的技術方案如下：一種充放電電路，包括能夠儲電和對外放電的充放電模塊，還包括串聯于充放電回路的充放電控制電路；所述充放電控制電路包括并聯的放電控制電路和充電控制電路；所述放電控制電路包括使充放電模塊放電方向單向導通的單向導通電路及其放電開關電路；所述充電控制電路包括使充電模塊充電方向單向導通的單向導通電路及其充電開關電路。

當多組充放電模塊并聯時，充放電控制電路控制充放電模塊所在的回路的電流走向。當并聯電路處于充電狀態時，置所有的充電開關電路處于導通狀態，置所有的放電開關電路處于阻斷狀態，充電開關電路所在充電回路為導通狀態，放電開關電路所在的放電回路為斷開狀態，所有并聯電路的電流方向只能是對充放電模塊充電的方向。當并聯電路處于放電狀態時，置所有的放電開關電路處于導通狀態，置所有的充電開關電路處于阻斷狀態，放電開關電路所在放電回路為導通狀態，充電開關電路所在的充電回路為斷開狀態，所有并聯電路的電流方向只能是對充放電模塊放電的方向。因此避免了兩個充電模塊互相充放電的可能性，從而允許兩組以上充電模塊存在容量差異和電壓差異，不會相互充放電。

所述充放電模塊包括但不限于物理電池或者化學電池；所述的物理電池包括但不限于超級電容器、飛輪電池；所述的化學電池包括但不限于鉛酸蓄電池、鋰離子電池、鎳氫電池、鈉硫電池。

所述單向導通電路為二極管，或二極管與開關并聯所組成的并聯電路，或MOS管；所述放電開關電路和/或充電開關電路為繼電器開關電路或三極管（如MOS管和IGBT管）開關電路；所述放電開關電路和充電開關電路為至少二選一的多選一開關（如二選一或三選一）開關電路或單路分別控制開關電路。而與二極管并聯的開關也可以是繼電器開關或三極管開關。放電開關電路和充電開關電路為二選一開關電路時，開關在放電開關電路和充電開關電路之間選擇；放電開關電路和充電開關電路為三選一開關電路時，開關在放電開關電路、充電開關電路和空路（即前兩者都不選）之間選擇?？章窌r，放電開關電路和充電開關電路均處于阻斷狀態。

作為優選，單向導通電路為MOS管，通路開關短路體內二極管，能夠使導通時工作壓降降為零。

基于上述充放電電路的充放電保護方法，當對充放電模塊進行放電時，置放電開關電路導通，充電開關電路阻斷；當對充放電模塊進行充電時，置充電開關電路導通，放電開關電路阻斷；既不屬于充電模式又不屬于放電模式時，置充電開關電路和放電開關電路全部阻斷。

一種基于上述充放電電路的充放電管理系統，包括兩路以上并聯的充放電電路；所有的充放電電路通過正負接口與直流母線并聯進行充電或放電；還包括電壓檢測模塊，用于檢測充放電模塊的電壓和直流母線的電壓。

由于基于上述充放電電路，能夠保護對并聯的充放電模塊，避免相互之間充放電，因此，能夠實現隨意增加并聯充放電模塊

還包括主控制模塊，分別與電壓檢測模塊、充電開關電路和放電開關電路相連。主控制模塊接收電壓檢測模塊的檢測電壓，并控制放電開關電路的導通和阻斷。