[發(fā)明專利]可任意配置串聯(lián)蓄電池組蓄電池單體個(gè)數(shù)的裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810083136.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108110345A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳函澤;于大軍;張國(guó)毅;王克成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林龍璟科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/42
• 分類號(hào): H01M10/42;H02J9/06
• 代理公司: 長(zhǎng)春市吉利專利事務(wù)所 22206
• 代理人: 李曉莉

可任意配置串聯(lián)蓄電池組蓄電池單體個(gè)數(shù)的裝置及方法，屬于供電電源電池技術(shù)領(lǐng)域，包括主控單元、采集與控制執(zhí)行單元、直流適配單元以及遠(yuǎn)傳接口，所述直流適配單元一端與直流供電母線連接，另一端與采集與控制執(zhí)行單元串聯(lián)；所述采集與控制執(zhí)行單元設(shè)置為一個(gè)以上，且一個(gè)以上的采集與控制執(zhí)行單元相互串聯(lián)，采集與控制執(zhí)行單元與主控單元連接；所述主控單元與遠(yuǎn)傳接口連接；所述遠(yuǎn)傳接口與后臺(tái)操作系統(tǒng)連接。本發(fā)明可以做到串聯(lián)蓄電池組的蓄電池單體冗余備份、超常規(guī)配置蓄電池組，既保障供電又保護(hù)電池，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)廢舊電池的梯次利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于供電電源電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種可任意配置串聯(lián)蓄電池組蓄電池單體個(gè)數(shù)的控制裝置。

背景技術(shù)

蓄電池廣泛應(yīng)用于軍事、航天、通信、交通、新能源儲(chǔ)能、金融、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域，蓄電池的使用總量龐大。目前使用的蓄電池電池存在某些行業(yè)蓄電池實(shí)際使用壽命遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)壽命，更遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論壽命；淘汰下來(lái)的蓄電池絕大多數(shù)具有梯次利用繼續(xù)使用價(jià)值。超出規(guī)定環(huán)境溫度使用蓄電池以及蓄電池過(guò)充電、過(guò)放電、欠充電等都縮短蓄電池使用壽命。由于沒(méi)有技術(shù)手段應(yīng)對(duì)只能被動(dòng)地任蓄電池使用時(shí)間縮短，被動(dòng)地淘汰絕大多數(shù)有梯次利用價(jià)值蓄電池，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，產(chǎn)生沉重的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境負(fù)擔(dān)。

在實(shí)際使用中將多個(gè)單體蓄電池串聯(lián)成蓄電池組使用。制造蓄電池物質(zhì)決定了蓄電池的自然屬性，通常一個(gè)單體蓄電池電壓低，不能滿足用電設(shè)備電壓要求，需要用多單體蓄電池串聯(lián)成組匹配用電設(shè)備。受工藝水平限制，制造蓄電池時(shí)不能做到完全一致，蓄電池編組后組內(nèi)單體間存在差異?，F(xiàn)有的鉛酸蓄電池直流后備電源供電系統(tǒng)中，充電設(shè)備只能采集電池組組端電壓和串聯(lián)電流，在充電時(shí)不能避免蓄電池組內(nèi)某個(gè)或某幾個(gè)蓄電池單體過(guò)充電，同時(shí)又有某個(gè)或某幾個(gè)蓄電池單體欠充電。后備電源在供電時(shí)，現(xiàn)有的設(shè)備只能參考蓄電池組組端電壓進(jìn)行控制，不能避免蓄電池組內(nèi)某個(gè)或某幾個(gè)蓄電池單體過(guò)放電，也不能避免某個(gè)或某幾個(gè)蓄電池單體不能充分釋放電能。蓄電池組每發(fā)生一次供電充電循環(huán)，蓄電池單體之間差異都會(huì)增大，加速某個(gè)或幾個(gè)蓄電池單體劣化，縮短整組蓄電池使用壽命。也是由于蓄電池單體之間的差異，蓄電池組充電時(shí)必然有部分蓄電池單體過(guò)充電，又有部分蓄電池單體欠充電現(xiàn)象，過(guò)度充電導(dǎo)致蓄電池發(fā)熱失水干枯，欠充電導(dǎo)致電池硫化。蓄電池組放電時(shí)存在部分單體過(guò)放電，且存在多數(shù)單體有效儲(chǔ)能不能充分釋放現(xiàn)象。過(guò)充電、欠充電、過(guò)放電都會(huì)加速蓄電池劣化，提前終結(jié)蓄電池組使用壽命。要克服前述弊端的有效方法，是對(duì)蓄電池組內(nèi)每個(gè)蓄電池單體進(jìn)行充放電控制，防止過(guò)充電過(guò)放電現(xiàn)象發(fā)生，也就防止了蓄電池組內(nèi)單體之間的差異增大從而達(dá)到延長(zhǎng)電池壽命目的。目前現(xiàn)有電池保護(hù)技術(shù)強(qiáng)調(diào)目標(biāo)是使串聯(lián)電池組內(nèi)每個(gè)單體電池電壓相等，也叫電池均衡技術(shù)。實(shí)現(xiàn)電池組的均衡電路主要可概括為能量耗散型和能量轉(zhuǎn)移型兩大類。僅局限于所謂電池均衡技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)目前提前淘汰電池梯次利用。

現(xiàn)有串聯(lián)應(yīng)用電池組，只要供電規(guī)格固定，電池組單體電池?cái)?shù)量就固定，單體電池沒(méi)有備份，一旦電池組中有某個(gè)單體故障，電池組將不能對(duì)外供電，用電設(shè)備斷電風(fēng)險(xiǎn)不可控。只能通過(guò)再增加一組廠家相同、型號(hào)相同、批次相同的電池組并聯(lián)來(lái)加強(qiáng)供電可靠性。兩個(gè)串聯(lián)電池組并聯(lián)后，若有某電池組中有單體蓄電池發(fā)生故障另一電池組也會(huì)因此故障電池影響加速終結(jié)壽命。雖然硬件成本翻倍，用電設(shè)備斷電風(fēng)險(xiǎn)沒(méi)有實(shí)質(zhì)改變。因此現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中亟需要一種新型的技術(shù)方案來(lái)解決這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種可任意配置串聯(lián)蓄電池組蓄電池單體個(gè)數(shù)的裝置及方法，能實(shí)現(xiàn)電池梯次利用，既可以做到串聯(lián)蓄電池單體蓄電池冗余備份，又能在保障供電的同時(shí)保護(hù)電池。

可任意配置串聯(lián)蓄電池組蓄電池單體個(gè)數(shù)的控制裝置，其特征是：包括主控單元、采集與控制執(zhí)行單元、直流適配單元以及遠(yuǎn)傳接口，所述直流適配單元一端與直流供電母線連接，另一端與采集與控制執(zhí)行單元串聯(lián)；所述采集與控制執(zhí)行單元設(shè)置為一個(gè)以上，且一個(gè)以上的采集與控制執(zhí)行單元相互串聯(lián)，采集與控制執(zhí)行單元與主控單元連接；所述主控單元與遠(yuǎn)傳接口連接；所述遠(yuǎn)傳接口與后臺(tái)操作系統(tǒng)連接；