一種冗余式主動(dòng)均衡電池組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源領(lǐng)域，具體涉及一種冗余式主動(dòng)均衡電池組。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電動(dòng)汽車市場(chǎng)可大致分為高端的電動(dòng)大巴、高端電動(dòng)轎車市場(chǎng)、專用車市場(chǎng)，以及相對(duì)中、低端的經(jīng)濟(jì)型電動(dòng)轎車和小微車及低速電動(dòng)車市場(chǎng)。高端市場(chǎng)由于國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求以及企業(yè)自身對(duì)品質(zhì)的追求，為了保證整車容量不發(fā)生快速的衰減，嚴(yán)格采用國(guó)內(nèi)一線電芯廠和進(jìn)口品牌的高價(jià)高質(zhì)電芯，但同時(shí)也迫切需要性能更好的BMS產(chǎn)品對(duì)品質(zhì)進(jìn)一步保證；經(jīng)濟(jì)型市場(chǎng)希望采用二線電芯廠的產(chǎn)品來(lái)降低成本，卻苦于成品的性能達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，希望有更強(qiáng)大的均衡產(chǎn)品來(lái)解決這一問(wèn)題;低速電動(dòng)車市場(chǎng)目前采用鉛酸電池，但是國(guó)家已經(jīng)強(qiáng)制其更換鋰電池，出于成本壓力，低速電動(dòng)車市場(chǎng)更希望采用一致性放寬的低成本電池，同時(shí)也就對(duì)高性能的主動(dòng)均衡產(chǎn)品提出了大量的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種冗余式主動(dòng)均衡電池組。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:所提供的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，包括依次串聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)以上電池，其特征在于，其中每個(gè)電池的正極經(jīng)第一開關(guān)與冗余電池單元正極電連接，負(fù)極經(jīng)第二開關(guān)與所述冗余電池單元的負(fù)極電連接，并且，該兩個(gè)以上電池中的第一個(gè)電池的一極直接與負(fù)載/充電電源的一端電連接，最后一個(gè)電池的另一極直接與所述負(fù)載/充電電源的另一端電連接。
[0005]優(yōu)選的，所述電池組中第一個(gè)電池的正極分別與其余各電池的正極延伸后通過(guò)導(dǎo)線連接到冗余電池單元的正極，該電池組中第一個(gè)電池的負(fù)極分別與其余各電池的負(fù)極聚合后連接到冗余電池的負(fù)極，其中各電池的正極與第一開關(guān)連接，各電池的負(fù)極與第二開關(guān)連接，所述各開關(guān)連接于各電極的延伸導(dǎo)線上。
[0006]優(yōu)選的，所述每一個(gè)電池的正極與所述冗余電池單元正極之間或每一個(gè)電池負(fù)極與所述冗余電池單元負(fù)極之間還串聯(lián)有至少一個(gè)限流電路。
[0007]優(yōu)選的，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均采用可控開關(guān)，所述可控開關(guān)選自光耦繼電器。
[0008]優(yōu)選的，所述冗余式主動(dòng)均衡電池組還包括:用來(lái)采集電池組中與各電池的工作狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)單元，以及控制單元。
[0009]優(yōu)選的，所述控制單元包括用于調(diào)整電池組中與任一電池連接的任一開關(guān)的工作狀態(tài)的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，以及與開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路及監(jiān)測(cè)與檢測(cè)單元連接的控制模塊。
[0010]優(yōu)選的，所述冗余式主動(dòng)均衡電池組還包括通信與存儲(chǔ)單元，所述控制模塊經(jīng)通信與存儲(chǔ)單元與通信、告警設(shè)備連接，所述控制模塊包括計(jì)算與控制處理單元。
[0011 ]采用本發(fā)明的技術(shù)方案，所述冗余式主動(dòng)均衡電池組充電時(shí)，冗余電池選擇性的承擔(dān)某一主回路電池的充電負(fù)荷，降低其充電電流，延長(zhǎng)其被充滿所需要的時(shí)間；同樣，放電時(shí)，冗余電池選擇性的承擔(dān)某一主回路電池的放電負(fù)荷，降低其放電電流，延長(zhǎng)其被放光所需要的時(shí)間，整個(gè)均衡系統(tǒng)就是通過(guò)對(duì)冗余電池的智能調(diào)度來(lái)“均衡”整個(gè)電池組，通過(guò)對(duì)一致性放寬的鋰離子電芯進(jìn)行管理，使得成組后的電池系統(tǒng)的性能與一致性嚴(yán)苛的電芯所制造出來(lái)的電池系統(tǒng)性能相當(dāng)，通過(guò)對(duì)成組鋰離子電芯進(jìn)行高能效、大均衡電流的智能管理，解決電動(dòng)汽車所使用的鋰離子電池組由于電芯容量、內(nèi)阻、電壓平臺(tái)、和自放電率等性能參數(shù)的不一致性所造成的電池組有效容量快速衰減的問(wèn)題，延長(zhǎng)鋰電池組的使用壽命，被動(dòng)均衡BMS加裝項(xiàng)目產(chǎn)品后的總價(jià)格低于目前主動(dòng)均衡BMS產(chǎn)品；如果拆除被動(dòng)均衡模塊，或者使用保護(hù)板，成本還將進(jìn)一步降低，滿足中、低端車型的成本需求。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明所述的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組的連接電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
[0014]—種冗余式主動(dòng)均衡電池組，包括依次串聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)以上電池，其特征在于，其中每個(gè)電池的正極經(jīng)第一開關(guān)與冗余電池單元正極電連接，負(fù)極經(jīng)第二開關(guān)與所述冗余電池單元的負(fù)極電連接，并且，該兩個(gè)以上電池中的第一個(gè)電池的一極直接與負(fù)載/充電電源的一端電連接，最后一個(gè)電池的另一極直接與所述負(fù)載/充電電源的另一端電連接，其中每一個(gè)電池的正極與冗余電池單元正極之間或每一個(gè)電池負(fù)極與冗余電池單元負(fù)極之間還串聯(lián)有至少一個(gè)限流電路，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均采用可控開關(guān)，所述可控開關(guān)選自光耦繼電器，另外，它還包括:用來(lái)采集電池組中與各電池的工作狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)單元、控制單元、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、控制模塊以及通信與存儲(chǔ)單元，所述控制模塊經(jīng)通信與存儲(chǔ)單元與通信、告警設(shè)備連接，所述控制模塊包括計(jì)算與控制處理單元，所述通信與存儲(chǔ)單元可以實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程的信息上報(bào)、告警，遠(yuǎn)程控制交互等，其功能可以根據(jù)實(shí)際使用需要取舍，顯然的，該控制模塊可采用業(yè)界慣用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、單片機(jī)、PLC等設(shè)備，電池組連接電路是實(shí)現(xiàn)電池組中單電池隔離檢測(cè)和實(shí)時(shí)修復(fù)的基礎(chǔ)，其中所采用得一系列可控開關(guān)的通斷可由計(jì)算與控制處理單元決策和指令，并經(jīng)由開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)。
[0015]進(jìn)一步的，對(duì)于該電池組而言，具體使用方式和功能如下:
(1)充電均衡:
監(jiān)測(cè)與檢測(cè)單元實(shí)時(shí)測(cè)量每一個(gè)電池的電壓和電流，定性或者定量的估算比較各電池哪個(gè)更接近充滿，將最接近充滿的電池旁路出充電回路;隨著充電繼續(xù)進(jìn)行，最接近充滿的電池的標(biāo)號(hào)將會(huì)在各個(gè)冗余電池之間變化。I)如果該電池為冗余電池:第一和第二開關(guān)全部打開；2)如果該電池不為冗余電池:該電池對(duì)應(yīng)的第一和第二開關(guān)閉合，其余第一和第二開關(guān)打開；
(2)放電均衡
監(jiān)測(cè)與檢測(cè)單元實(shí)時(shí)測(cè)量每一個(gè)電池的電壓和電流，定性或者定量的估算比較各電池哪個(gè)更接近放完，將最接近放完的電池旁路出放電回路;隨著放電繼續(xù)進(jìn)行，最接近放完的電池的標(biāo)號(hào)將會(huì)在各個(gè)冗余電池之間變化。I)如果該電池為冗余電池:第一和第二開關(guān)全部打開;2)如果該電池不為冗余電池:該電池對(duì)應(yīng)的第一和第二開關(guān)閉合，其余第一和第二開關(guān)打開;整個(gè)均衡系統(tǒng)就是通過(guò)對(duì)冗余電池的智能調(diào)度來(lái)“均衡”整個(gè)電池組。
[0016]顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，包括依次串聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)以上電池，其特征在于，其中每個(gè)電池的正極經(jīng)第一開關(guān)與冗余電池單元正極電連接，負(fù)極經(jīng)第二開關(guān)與所述冗余電池單元的負(fù)極電連接，并且，該兩個(gè)以上電池中的第一個(gè)電池的一極直接與負(fù)載/充電電源的一端電連接，最后一個(gè)電池的另一極直接與所述負(fù)載/充電電源的另一端電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，其特征在于，該電池組中第一個(gè)電池的正極分別與其余各電池的正極延伸后通過(guò)導(dǎo)線連接到冗余電池單元的正極，該電池組中第一個(gè)電池的負(fù)極分別與其余各電池的負(fù)極延伸后通過(guò)導(dǎo)線連接到冗余電池的負(fù)極，其中各電池的正極與第一開關(guān)連接，各電池的負(fù)極與第二開關(guān)連接，所述各開關(guān)連接于各電極的延伸導(dǎo)線上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，其特征在于，所述每一個(gè)電池的正極與所述冗余電池單元正極之間或每一個(gè)電池負(fù)極與所述冗余電池單元負(fù)極之間還串聯(lián)有至少一個(gè)限流電路。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，其特征在于，所述第一開關(guān)和第二開關(guān)均采用可控開關(guān)，所述可控開關(guān)選自光耦繼電器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，其特征在于，它還包括:用來(lái)采集電池組中與各電池的工作狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與檢測(cè)單元，以及控制單元。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，其特征在于，所述控制單元包括用于調(diào)整電池組中與任一電池連接的任一開關(guān)的工作狀態(tài)的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，以及與開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路及監(jiān)測(cè)與檢測(cè)單元連接的控制模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，其特征在于，它還包括通信與存儲(chǔ)單元，所述控制模塊經(jīng)通信與存儲(chǔ)單元與通信、告警設(shè)備連接，所述控制模塊包括計(jì)算與控制處理單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冗余式主動(dòng)均衡電池組，涉及新能源領(lǐng)域，包括依次串聯(lián)設(shè)置的兩個(gè)以上電池，其特征在于，其中每個(gè)電池的正極經(jīng)第一開關(guān)與冗余電池單元正極電連接，負(fù)極經(jīng)第二開關(guān)與所述冗余電池單元的負(fù)極電連接，并且，該兩個(gè)以上電池中的第一個(gè)電池的一極直接與負(fù)載/充電電源的一端電連接，最后一個(gè)電池的另一極直接與所述負(fù)載/充電電源的另一端電連接，本發(fā)明延長(zhǎng)鋰電池組的使用壽命，被動(dòng)均衡BMS加裝項(xiàng)目產(chǎn)品后的總價(jià)格低于目前主動(dòng)均衡BMS產(chǎn)品；如果拆除被動(dòng)均衡模塊，或者使用保護(hù)板，成本還將進(jìn)一步降低，滿足中、低端車型的成本需求。
【IPC分類】H01M10/42
【公開號(hào)】CN105552454
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510722395
【發(fā)明人】李愛華, 郭旭, 田學(xué)林, 邱林, 華榮愷, 姚大慶, 夏文娟, 王永
【申請(qǐng)人】蕪湖宏景電子股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年10月31日