[實用新型]基于可調(diào)整電池組串聯(lián)結(jié)構(gòu)的低壓電源對高壓電池組充電控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820855042.7
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN208479213U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李勇
• 申請（專利權(quán)）人: 李勇
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

本實用新型揭示了一種基于可調(diào)整電池組串聯(lián)結(jié)構(gòu)的低壓電源對高壓電池組充電控制電路，該電路設(shè)計可通過控制電流的導(dǎo)通路徑對每個單體電池(或單體電池組)進(jìn)行充電控制，可根據(jù)低壓電源的電壓值任意動態(tài)選擇若干單體電池(或單體電池組)串聯(lián)加入充電回路，實現(xiàn)低壓電源對高壓電池組進(jìn)行充電。對未加入串聯(lián)母線的單體電池(或單體電池組)，可實現(xiàn)與充電電流大小相同的主動均衡能力。通過動態(tài)控制，電池組中的每個單體電池(或單體電池組)都能夠達(dá)到充分充電。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及電池領(lǐng)域。

背景技術(shù)

新能源技術(shù)快速發(fā)展，特別是鋰電池在后備儲能和電動汽車等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對關(guān)鍵的電池儲能和電池管理技術(shù)提出更高要求，需要提升對電池組充電的有效性和均衡能力，使電池組的儲能特性發(fā)揮到最佳。特別是高壓電池組的使用，需要有效解決高電壓充電的使用安全問題。同時需要降低高壓充電設(shè)備的硬件成本，使新能源電池技術(shù)能夠得到更廣泛的推廣和應(yīng)用。

電池組包技術(shù)對單體電池的一致性具有較高要求，否則因電池一致性問題嚴(yán)重影響電池組整體性能的發(fā)揮。但受電池技術(shù)限制，需要通過更好的電池管理技術(shù)解決電池一致性問題，降低電池組包對單體電池的一致性要求。

目前的被動均衡和主動均衡技術(shù)均存在效率低，實際應(yīng)用效果不理想等問題。特別是主動均衡技術(shù)，包括電容飛度法、電壓轉(zhuǎn)換法，電路極為復(fù)雜、硬件體積大、應(yīng)用成本高等缺陷。需要有更好的電池管理技術(shù)提升應(yīng)用水平。

整個電池組的性能受制于單體電池失效或質(zhì)量問題的影響。需要有更好的電池管理技術(shù)提高電池應(yīng)用的可靠性和安全性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種可調(diào)整電池組串聯(lián)結(jié)構(gòu)，具備電池保護(hù)和主動均衡功能的低壓電源對高壓電池組充電控制電路。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：基于可調(diào)整電池組串聯(lián)結(jié)構(gòu)的低壓電源對高壓電池組充電控制電路，電池組包括電池單元和電池管理單元，每個所述電池單元的正極連接正極輸入端，負(fù)極連接負(fù)極輸入端，相鄰電池單元的正極輸入端連接相鄰電池單元的負(fù)極輸入端構(gòu)成串聯(lián)的電池組，每個所述電池單元的正極輸入端和負(fù)極輸入端之間通過第二開關(guān)元件連接，所述正極輸入端與電池單元正極或者負(fù)極輸入端與電池單元負(fù)極之間設(shè)有第一開關(guān)元件，位于所述電池組首尾位置的電池單元的正極輸入端和負(fù)極輸入端作為電池組的充電接口，每個所述電池單元均連接有電壓和電量采集單元，所述電壓和電量采集單元輸出所采集的信號至電池管理單元，所述電池管理單元輸出控制信號至每個電池單元的第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件。

當(dāng)電池單元的第一開關(guān)元件斷開、第二開關(guān)元件閉合時，該電池單元從電池組中分離，當(dāng)電池單元的第一開關(guān)元件閉合、第二開關(guān)元件斷開時，該電池單元接入到電池組中。

所述充電接口設(shè)有充電電壓采集單元，所述充電電壓采集單元輸出電壓信號至電池管理單元。

基于低壓電源對高壓電池組充電控制電路的控制方法:

開始充電時，獲取充電接口的輸入電壓；

若輸出電壓值大于安全值上限則報警，若位于安全值上限和安全值下限之間，則開始為全部電池單元充電，若低于安全值下限則分批次為電池單元充電。

充電狀態(tài)的電池單元的第一開關(guān)元件閉合、第二開關(guān)元件斷開，非充電狀態(tài)的電池單元的第一開關(guān)元件斷開、第二開關(guān)元件閉合。

若充電接口的輸入電壓低于安全值下限，則根據(jù)當(dāng)前充電接口的輸入電壓比對預(yù)存表格，獲取每批次參與充電的電池單元數(shù)量，充電過程中，若當(dāng)前參與充電的某一個或多個電池單元電量充滿，則斷開已經(jīng)充滿電的電池單元的開關(guān)元件，并加入尚未充滿電的電池單元參與充電，使當(dāng)前參與充電的電池單元數(shù)量與查表獲得的數(shù)值相同，直至所有電池單元均充滿電。