一種冗余式主動均衡電池組的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源領域，具體涉及一種冗余式主動均衡電池組。
【背景技術】
[0002]目前電動汽車市場可大致分為高端的電動大巴、高端電動轎車市場、專用車市場，以及相對中、低端的經濟型電動轎車和小微車及低速電動車市場。高端市場由于國家質量標準的要求以及企業(yè)自身對品質的追求，為了保證整車容量不發(fā)生快速的衰減，嚴格采用國內一線電芯廠和進口品牌的高價高質電芯，但同時也迫切需要性能更好的BMS產品對品質進一步保證；經濟型市場希望采用二線電芯廠的產品來降低成本，卻苦于成品的性能達不到國家標準，希望有更強大的均衡產品來解決這一問題;低速電動車市場目前采用鉛酸電池，但是國家已經強制其更換鋰電池，出于成本壓力，低速電動車市場更希望采用一致性放寬的低成本電池，同時也就對高性能的主動均衡產品提出了大量的需求。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問題是提供一種冗余式主動均衡電池組。
[0004]為了實現上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:所提供的一種冗余式主動均衡電池組，包括依次串聯設置的兩個以上電池，其特征在于，其中每個電池的正極經第一開關與冗余電池單元正極電連接，負極經第二開關與所述冗余電池單元的負極電連接，并且，該兩個以上電池中的第一個電池的一極直接與負載/充電電源的一端電連接，最后一個電池的另一極直接與所述負載/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電池的正極分別與其余各電池的正極延伸后通過導線連接到冗余電池單元的正極，該電池組中第一個電池的負極分別與其余各電池的負極聚合后連接到冗余電池的負極，其中各電池的正極與第一開關連接，各電池的負極與第二開關連接，所述各開關連接于各電極的延伸導線上。
[0006]優(yōu)選的，所述每一個電池的正極與所述冗余電池單元正極之間或每一個電池負極與所述冗余電池單元負極之間還串聯有至少一個限流電路。
[0007]優(yōu)選的，所述第一開關和第二開關均采用可控開關，所述可控開關選自光耦繼電器。
[0008]優(yōu)選的，所述冗余式主動均衡電池組還包括:用來采集電池組中與各電池的工作狀態(tài)相關數據的監(jiān)測與檢測單元，以及控制單元。
[0009]優(yōu)選的，所述控制單元包括用于調整電池組中與任一電池連接的任一開關的工作狀態(tài)的開關驅動電路，以及與開關驅動電路及監(jiān)測與檢測單元連接的控制模塊。
[0010]優(yōu)選的，所述冗余式主動均衡電池組還包括通信與存儲單元，所述控制模塊經通信與存儲單元與通信、告警設備連接，所述控制模塊包括計算與控制處理單元。
[0011 ]采用本發(fā)明的技術方案，所述冗余式主動均衡電池組充電時，冗余電池選擇性的承擔某一主回路電池的充電負荷，降低其充電電流，延長其被充滿所需要的時間；同樣，放電時，冗余電池選擇性的承擔某一主回路電池的放電負荷，降低其放電電流，延長其被放光所需要的時間，整個均衡系統(tǒng)就是通過對冗余電池的智能調度來“均衡”整個電池組，通過對一致性放寬的鋰離子電芯進行管理，使得成組后的電池系統(tǒng)的性能與一致性嚴苛的電芯所制造出來的電池系統(tǒng)性能相當，通過對成組鋰離子電芯進行高能效、大均衡電流的智能管理，解決電動汽車所使用的鋰離子電池組由于電芯容量、內阻、電壓平臺、和自放電率等性能參數的不一致性所造成的電池組有效容量快速衰減的問題，延長鋰電池組的使用壽命，被動均衡BMS加裝項目產品后的總價格低于目前主動均衡BMS產品；如果拆除被動均衡模塊，或者使用保護板，成本還將進一步降低，滿足中、低端車型的成本需求。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明所述的一種冗余式主動均衡電池組的結構示意圖。
圖2是本發(fā)明所述的一種冗余式主動均衡電池組的連接電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。
[0014]—種冗余式主動均衡電池組，包括依次串聯設置的兩個以上電池，其特征在于，其中每個電池的正極經第一開關與冗余電池單元正極電連接，負極經第二開關與所述冗余電池單元的負極電連接，并且，該兩個以上電池中的第一個電池的一極直接與負載/充電電源的一端電連接，最后一個電池的另一極直接與所述負載/充電電源的另一端電連接，其中每一個電池的正極與冗余電池單元正極之間或每一個電池負極與冗余電池單元負極之間還串聯有至少一個限流電路，所述第一開關和第二開關均采用可控開關，所述可控開關選自光耦繼電器，另外，它還包括:用來采集電池組中與各電池的工作狀態(tài)相關數據的監(jiān)測與檢測單元、控制單元、開關驅動電路、控制模塊以及通信與存儲單元，所述控制模塊經通信與存儲單元與通信、告警設備連接，所述控制模塊包括計算與控制處理單元，所述通信與存儲單元可以實現歷史數據的存儲和遠程的信息上報、告警，遠程控制交互等，其功能可以根據實際使用需要取舍，顯然的，該控制模塊可采用業(yè)界慣用的計算機系統(tǒng)、單片機、PLC等設備，電池組連接電路是實現電池組中單電池隔離檢測和實時修復的基礎，其中所采用得一系列可控開關的通斷可由計算與控制處理單元決策和指令，并經由開關驅動電路實現。
[0015]進一步的，對于該電池組而言，具體使用方式和功能如下:
(1)充電均衡:
監(jiān)測與檢測單元實時測量每一個電池的電壓和電流，定性或者定量的估算比較各電池哪個更接近充滿，將最接近充滿的電池旁路出充電回路;隨著充電繼續(xù)進行，最接近充滿的電池的標號將會在各個冗余電池之間變化。I)如果該電池為冗余電池:第一和第二開關全部打開；2)如果該電池不為冗余電池:該電池對應的第一和第二開關閉合，其余第一和第二開關打開；
(2)放電均衡
監(jiān)測與檢測單元實時測量每一個電池的電壓和電流，定性或者定量的估算比較各電池哪個更接近放完，將最接近放完的電池旁路出放電回路;隨著放電繼續(xù)進行，最接近放完的電池的標號將會在各個冗余電池之間變化。I)如果該電池為冗余電池:第一和第二開關全部打開;2)如果該電池不為冗余電池:該電池對應的第一和第二開關閉合，其余第一和第二開關打開;整個均衡系統(tǒng)就是通過對冗余電池的智能調度來“均衡”整個電池組。
[0016]顯然本發(fā)明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發(fā)明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種冗余式主動均衡電池組，包括依次串聯設置的兩個以上電池，其特征在于，其中每個電池的正極經第一開關與冗余電池單元正極電連接，負極經第二開關與所述冗余電池單元的負極電連接，并且，該兩個以上電池中的第一個電池的一極直接與負載/充電電源的一端電連接，最后一個電池的另一極直接與所述負載/充電電源的另一端電連接。2.根據權利要求1所述的一種冗余式主動均衡電池組，其特征在于，該電池組中第一個電池的正極分別與其余各電池的正極延伸后通過導線連接到冗余電池單元的正極，該電池組中第一個電池的負極分別與其余各電池的負極延伸后通過導線連接到冗余電池的負極，其中各電池的正極與第一開關連接，各電池的負極與第二開關連接，所述各開關連接于各電極的延伸導線上。3.根據權利要求1所述的一種冗余式主動均衡電池組，其特征在于，所述每一個電池的正極與所述冗余電池單元正極之間或每一個電池負極與所述冗余電池單元負極之間還串聯有至少一個限流電路。4.根據權利要求1所述的一種冗余式主動均衡電池組，其特征在于，所述第一開關和第二開關均采用可控開關，所述可控開關選自光耦繼電器。5.根據權利要求1所述的一種冗余式主動均衡電池組，其特征在于，它還包括:用來采集電池組中與各電池的工作狀態(tài)相關數據的監(jiān)測與檢測單元，以及控制單元。6.根據權利要求5所述的一種冗余式主動均衡電池組，其特征在于，所述控制單元包括用于調整電池組中與任一電池連接的任一開關的工作狀態(tài)的開關驅動電路，以及與開關驅動電路及監(jiān)測與檢測單元連接的控制模塊。7.根據權利要求6所述的一種冗余式主動均衡電池組，其特征在于，它還包括通信與存儲單元，所述控制模塊經通信與存儲單元與通信、告警設備連接，所述控制模塊包括計算與控制處理單元。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種冗余式主動均衡電池組，涉及新能源領域，包括依次串聯設置的兩個以上電池，其特征在于，其中每個電池的正極經第一開關與冗余電池單元正極電連接，負極經第二開關與所述冗余電池單元的負極電連接，并且，該兩個以上電池中的第一個電池的一極直接與負載/充電電源的一端電連接，最后一個電池的另一極直接與所述負載/充電電源的另一端電連接，本發(fā)明延長鋰電池組的使用壽命，被動均衡BMS加裝項目產品后的總價格低于目前主動均衡BMS產品；如果拆除被動均衡模塊，或者使用保護板，成本還將進一步降低，滿足中、低端車型的成本需求。
【IPC分類】H01M10/42
【公開號】CN105552454
【申請?zhí)枴緾N201510722395
【發(fā)明人】李愛華, 郭旭, 田學林, 邱林, 華榮愷, 姚大慶, 夏文娟, 王永
【申請人】蕪湖宏景電子股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年10月31日