[實用新型]基于可調整電池組串聯結構的輸出電壓可調的放電控制電路

有效

• 申請號: 201820855100.6
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN208479214U
• 公開（公告）日: 2019-02-05
• 發明（設計）人: 李勇
• 申請（專利權）人: 李勇
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱圣榮

本實用新型揭示了一種基于可調整電池組串聯結構的輸出電壓可調的放電控制電路，是一種具備電池保護和主動均衡功能的輸出電壓可調的放電控制電路。該電路設計可通過控制電流的導通路徑對每個單體電池(或單體電池組)進行放電控制，可實現與放電電流大小相同的主動均衡能力。通過動態控制，電池組中的每個單體電池(或單體電池組)都能夠達到充分放電。

技術領域

本實用新型涉及電池領域。

背景技術

新能源技術快速發展，特別是鋰電池在后備儲能和電動汽車等領域的廣泛應用，對關鍵的電池儲能和電池管理技術提出更高要求，需要提升對電池組放電的有效性和均衡能力，使電池組的儲能特性發揮到最佳。

電池組包技術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重影響電池組整體性能的發揮。但受電池技術限制，需要通過更好的電池管理技術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均存在效率低，實際應用效果不理想等問題。特別是主動均衡技術，包括電容飛度法、電壓轉換法，電路極為復雜、硬件體積大、應用成本高等缺陷。需要有更好的電池管理技術提升應用水平。

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

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是實現一種可調整電池組串聯結構，具備電池保護和主動均衡功能的輸出電壓可調的放電控制電路。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：基于可調整電池組串聯結構的輸出電壓可調的放電控制電路，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出端，負極連接負極輸出端，相鄰電池單元的正極輸出端連接相鄰電池單元的負極輸出端構成串聯的電池組，每個所述電池單元的正極輸出端和負極輸出端之間通過第二開關元件連接，所述正極輸出端與電池單元正極或者負極輸出端與電池單元負極之間設有第一開關元件，位于所述電池組首尾位置的電池單元的正極輸出端和負極輸出端作為電池組的供電接口，所述供電接口設有與負載通信的通信接口，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元件和第二開關元件，所述電池管理單元通過數據線連接通信接口與負載進行通信。

所述供電接口設有供電電壓采集單元，所述供電電壓采集單元輸出電壓信號至電池管理單元。

每個所述電池單元包括電池單體和固定電池單體的殼體，所述殼體內設有接觸電池單元的溫度傳感器，所述溫度傳感器輸出溫度信號至電池管理單元。

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

根據所述輸出電壓可調的放電控制電路的控制方法：

當接收到啟動負載的信號前，保持第一開關元件斷路，第二開關元件通路，所有電池單元保持旁通狀態；

當接收到啟動負載信號和負載需求目標電壓信號后，電池管理單元根據電壓需求查表獲得需要轉入供電狀態的電池單元的目標數量；

通過將所有計劃轉入供電狀態的電池單元的第一開關元件通路，第二開關元件斷路，使當前轉入供電狀態的電池單元達到目標數量。

當電池組供電過程中，若電池管理單元檢測到某一個或多個電池單元的電壓偏低或者狀態異常，則將電壓偏低或者狀態異常的電池單元轉入旁通狀態，被旁通的電池單元計為故障電池單元。

電池組供電過程中，電池管理單元實時獲取目標電壓信號后，若目標電壓信號發生變化，則根據電壓需求查表獲得需要轉入供電狀態的電池單元的目標數量，之后執行調整操作增減供電狀態的電池單元的數量。