[發明專利]一種多電池串聯化成的控制系統

有效

• 申請號: 202011531714.7
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112670607B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 彭正雄;李震;潘龍;閔衛豐;徐利東;朱忠虎
• 申請（專利權）人: 江蘇金帆電源科技有限公司;江蘇金帆新動能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/44
• 分類號: H01M10/44;H01M10/42
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 夏平

本發明公開了一種可使充電電壓可控的多電池串聯化成的控制系統，其結構包括：直流變換電源、N個串聯在一起的充放電單元和電池巡檢及恒壓驅動電路，每個充放電單元包括：續流電路、電池接入控制開關、充放電通斷控制開關、電池的正、負極接入端、旁路控制開關和單電池恒壓控制電路；所述的續流電路與電池接入控制開關并聯后，一端與充放電單元的正極連接端相連，另一端與電池的正極接入端相連，電池的負極接入端與充放電通斷控制開關的一端相連，充放電通斷控制開關的另一端與充放電單元的負極連接端相連。本發明所述的控制系統可廣泛地用于電池化成，特別是鋰電池的串聯化成，大大提升了整組電池的一致性，并且大大降低了化成設備的成本。

技術領域

本發明涉及到電池化成的控制系統，具體涉及到一種多電池串聯化成的控制系統。

背景技術

目前，鋰電池化成均采用單電芯化成的方案，即一個電芯由一個獨立的電源對其充放電化成，而鉛酸電池化成則均采用電池串聯后化成的方式，相比較而言，電池串聯化成僅使用一個電源即可控制一組電池化成，化成設備的成本相對更低，同時，恒流充放電時流經每個電池的電流完全相同，能保障各個單電池的一致性，避免因不同電源的精度誤差造成電池性能的不一致。但是，由于鋰電池對電壓非常敏感，串聯化成無法保證回路中每個電芯的電壓都限定在同一安全電壓范圍內，因此，盡管串聯化成有以上的優勢，但鋰電池化成目前都采用單電芯的化成方案。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可使充電電壓可控的多電池串聯化成的控制系統。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：一種多電池串聯化成的控制系統，包括：直流變換電源、電池巡檢及恒壓驅動電路、以及與直流變換電源相連的N個串聯在一起的充放電單元，具體連接方式為：第一個充放電單元的正極連接端與直流變換電源的正極相連，下一個充放電單元的正極連接端與上一個充放電單元的負極連接端相連，第N個充放電單元的負極端與直流變換電源的負極相連，其中，N為≥2的正整數；每個充放電單元的具體結構包括：續流二極管、電池接入控制開關、充放電通斷控制開關、電池的正、負極接入端、旁路控制開關和單電池恒壓控制電路，旁路控制開關的一端與充放電單元的正極連接端相連，旁路控制開關的另一端與充放電單元的負極連接端相連；所述的續流二極管與電池接入控制開關并聯后，一端與充放電單元的正極連接端相連，另一端與電池的正極接入端相連，電池的負極接入端與充放電通斷控制開關的一端相連，充放電通斷控制開關的另一端與充放電單元的負極連接端相連；所述的單電池恒壓控制電路包括：變壓器、輸入側電子可控開關、儲能電容以及輸出側整流電路，變壓器的輸入側線圈的一端與儲能電容的一端相連后、與充放電單元的正極連接端相連，所述變壓器的輸入側線圈的另一端與所述輸入側電子可控開關的相應端相連，輸入側電子可控開關的接地端與儲能電容的接地端相連后、與充放電單元的負極連接端相連，輸入側電子可控開關的控制端與所述電池巡檢及恒壓驅動電路的相應輸出端相連，所述輸出端整流電路的正極連接端與變壓器的輸出側線圈的相應端相連，所述輸出端整流電路的負極連接端與變壓器的輸出側線圈的另一端相連，所述輸出端整流電路的正、負輸出端與所述直流變換電源輸入側的相應端相連；所述的電池巡檢及恒壓驅動電路的作用是：對每個充放電單元中的電池正、負極接入端兩端的電壓進行巡檢，當發現某個電池正、負極接入端兩端的電壓超出預定的電壓值時，則向相應的充放電單元中的輸入側電子可控開關輸出相應占空比的脈寬波，使得輸入側電子可控開關不斷通斷，從而通過變壓器將能量從輸入側傳遞至輸出側，并通過輸出側的整流電路讓能量被直流變換電源回收，以實現對相應的充放電單元中的單個電池的電流控制，保持單個電池恒壓充電。

作為一種優選方案，在所述的多電池串聯化成的控制系統中，所述的旁路控制開關上并聯有反向二極管，反向二極管的負極與充放電單元的正極連接端相連，反向二極管的正極與充放電單元的負極連接端相連。