[發明專利]高壓鋰離子電池組的充電控制裝置

在審

• 申請號: 201711268871.1
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107785969A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 王振緒;王娜;吉裕暉;朱超;陳啟忠;張思義;郝偉娜;沈佳嶺;田源
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 上海航天局專利中心31107
• 代理人: 余岢

技術領域

本發明涉及蓄電池充電技術領域，尤其涉及飛行器用高壓鋰離子電池組的充電控制裝置。

背景技術

鋰離子蓄電池由于比能量高、工作電壓高、自放電率低、循環壽命長、安全性好等特點，現已廣泛應用于航天領域。

鋰離子蓄電池在使用過程中，需嚴格控制充放電倍率，防止欠充和過充，鋰離子蓄電池欠充會影響供電能力及使用壽命，過充不僅會影響使用壽命，嚴重時會產生安全隱患，尤其在高壓電源系統體系中，對鋰離子蓄電池充電控制的安全性要求更高，因此需要一種適用于高壓鋰離子蓄電池合理的安全可靠的充電控制方法。

傳統的鋰離子充電控制方法采用恒流--恒壓進行充電控制，在充電過程中，充電控制電路先對鋰離子蓄電池進行恒流充電，當蓄電池組電壓達到設定值時，轉入恒壓充電，充電電流自動下降，直至停止充電，但該方法的弊端為充電控制電路比較復雜、可靠性安全性較低。并且現有的鋰離子充電控制方法缺少對充電過程的檢測和控制。

發明內容

本發明解決的問題是提供了一種高壓鋰離子電池組的充電控制裝置，該裝置需要的控制電路簡單、充電可靠，提高了控制精度，最大程度的防止過充和欠充的問題。

為了解決上述問題，本發明一種高壓鋰離子電池組的充電控制裝置，用于對高壓鋰離子電池組進行充電，所述電池組包括至少兩個單體電池，包括：

采集模塊，用于采集所述高壓鋰離子電池組的單體電池的電壓和/或溫度參數；

判斷模塊，基于所述采集模塊獲得的參數，判斷電池組或單體電池是否存在電壓異常和/或溫度異常；

充電控制模塊，基于所述判斷模塊的判斷結果，對所述高壓鋰電池組進行充電中止或分段控制充電的操作。

可選地,所述采集模塊的采集的時間間隔為300-700毫秒。

可選地，所述采集模塊的采集的時間間隔為500毫秒。

可選地，所述采集模塊采集電池組的每一個單體電池的電壓值V_x，并且基于每一個單體電池的電壓值V_x獲得單體電池的電壓中值V_avg，以及整個電池組的電壓值V_xn；

所述采集模塊采集至少兩個單體電池的溫度值T₁,T₂，并且將該兩個單體電池的溫度值的平均值T_avg作為電池組的溫度值T_xn。

可選地， 所述判斷模塊包括：

溫度判斷模塊，所述溫度判斷模塊用于基于預設的參考溫度值，判斷電池組的溫度值是否異常，當所述電池組的溫度T_xn大于等于所述參考溫度值超過允許次數時，判斷電池組存在過溫異常；

電壓判斷模塊，所述電壓判斷模塊用于判斷單體電池是否存在過壓異常，當所述單體電池的電壓V_x超過參考單體電壓的允許次數時，所述單體電池存在過壓異常，所述電壓判斷模塊還用于判斷電池組電壓V_xn是否大于或等于電池組目標電壓。

可選地，所述預設的參考溫度值的范圍為44攝氏度至46攝氏度；所述預設的電壓參考值范圍為4.4伏至4.5伏，所述允許次數為8-12次。

可選地，所述電池組目標電壓基于單體電池的數目n、單體電池的額定電壓值V_e、單體電池的允許電壓差值V_t計算，允許電壓差值Vt的范圍為100-250mV,所述允許電壓值為：n*(V_e ±V_t)。

可選地，所述充電中止為暫時性中止；

當電池組溫度異常時，充電控制模塊控制整個電池組中止充電，直至所述溫度判斷模塊判斷電池組溫度不再異常，充電控制模塊將整個電池組重新進入待充電狀態；

當單體電池存在過壓異常，充電控制模塊控制該單體電池中止充電，其他單體電池繼續充電并且采集模塊、判斷模塊和充電控制模塊繼續工作，直至單體電池電壓不再異常；

當電壓判斷模塊判斷電池組電壓V_xn是否大于或等于(V_e±V_t)時，或其中一個或多個單體電池的電壓達到電池單體目標電壓時，分多次降低對正在充電的單體電池的電流值。