[發明專利]一種電池模組短板電池單體的電容電感解決電路

有效

• 申請號: 202111671034.X
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114336863B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 尚德華;張偉
• 申請（專利權）人: 傲普（上海）新能源有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J9/06;H01M10/42
• 代理公司: 北京壹川鳴知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11765
• 代理人: 鄧盛花

本發明公開了一種電池模組短板電池單體的電容電感解決電路，包括電池模組、電容電感均衡模塊和單向MOS管開關組件。本發明的有益效果是：可對整個串聯模組中的每個電池單體的能量進行獨立控制，保證了串聯電池模組在工作狀態中電池單體一致性；采用備用電池單體的方式，可從本質上讓每一個電池單體都能充滿和放光自身能量，從而達到電池模組的能量最大化利用；電池模組的任意兩個電池單體都能通過電容電感均衡模塊進行直接電能量轉移，電壓高的電池單體的放電和電壓低的電池單體的充電同時進行，能量雙向流動，能量轉移速度快；可以不會因電池模組中的短板電池單體的出現而影響整個電池模組的使用，極大地延長了電池模組的使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種電容電感解決電路，具體為一種電池模組短板電池單體的電容電感解決電路，屬于電池管理技術領域。

背景技術

現有電池模組的工作方案是，整個串聯電池模組進行整充整放，即是在充電過程中，只要有其中任意一個電池單體達到充電電壓截止閾值，整個電池模組就停止充電；在放電過程中，只要有其中任意一個電池單體達到放電電壓截止閾值，整個電池模組就停止放電。在這個工作過程中，可以看到，電池模組中最先到達充放電電壓截止閾值的某個短板電池單體，它會嚴重制約整個電池模組的充放電能力。

電池模組的使用壽命會受到電池不一致性的嚴重影響，依據“木桶效應”，電池模組在循環壽命和容量利用率等方面明顯劣于電池單體性能。隨著電池模組的循環使用，電池單體不一致性將加劇，進一步促進了短板電池單體的出現，從而導致電池模組性能大幅衰減，極端情況下甚至可能燃燒、爆炸等惡性事故。

目前，傳統的電池管理技術解決電池模組的短板效應問題的方法是采用電池均衡。電池均衡管理是指通過旁路電阻直接消耗產生熱量或利用儲能元件轉移電池單體之間相差的電量等方式，使電池單體之間的容量達到近似一致水平。良好的均衡管理可以提高電池模組的轉化效率，延長電池模組的使用壽命，改善電池模組的可用容量，在一定程度上可避免電池模組處于不安全狀態。然而，電池均衡器只能解決電池模組在長期使用后出現的各個電池單體電池容量不一致的問題，即只能對存在短板電池單體的電池模組進行獨立均衡操作，使電池模組中所有電池單體性能一致，以消除短板效應。

因此，傳統的電池管理技術方案，無法解決在實際使用時電池模組中存在短板電池單體的問題，致使電池模組的性能不能得到充分發揮。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決問題而提供一種電池模組短板電池單體的電容電感解決電路，可以從本質上讓每一個電池單體都能充放電到目標截止電壓閾值，從而達到電池模組的性能最大化利用。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：一種電池模組短板電池單體的電容電感解決電，包括

電池模組，其由若干個電池單體串聯構成；

電容電感均衡模塊，整個串聯的電池模組的所有電池單體共用一個電容電感均衡模塊，電容電感均衡模塊由若干個儲能電感和一個儲能電容構成，且每一個所述電池單體均與電容電感均衡模塊并聯；

單向MOS管開關組件，其由若干個單向MOS管開關組成，且其通過控制電路控制各個單向MOS管開關的任意組合和通斷，以及統籌他們之間的工作邏輯，并能接收和監控整個電路集成的工作狀態信息，并對所接收到的信息做出處理和判斷。

作為本發明再進一步的方案：所述單向MOS管開關組件包括用于控制每個所述電池單體充放電的單向MOS管開關三和單向MOS管開關四，且所述單向MOS管開關三和單向MOS管開關四呈并聯連接。

作為本發明再進一步的方案：所述單向MOS管開關組件包括用于控制每個所述電池單體旁路功能的單向MOS管開關五和單向MOS管開關六，且所述單向MOS管開關五和單向MOS管開關六呈并聯連接。