設(shè)值的大小，從而判斷該在用單體電池的容量是否下降，不能達(dá)到工作標(biāo)準(zhǔn)，在該在用單體電池已損壞的情況下，可通過控制模塊400控制開關(guān)模塊500將該在用單體電池退出工作，選通與其并聯(lián)的備用單體電池代替其投入工作，保證原有電壓參數(shù)不受改變，無需整體更換電池或替換整個(gè)供電系統(tǒng)，能有效延長整個(gè)電池組的工作壽命。
[0038]優(yōu)選的，實(shí)時(shí)電流值根據(jù)在用單體電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)分別為充電電流或者放電電流。
[0039]具體的，當(dāng)在用單體電池處于充電狀態(tài)時(shí)，采樣模塊300采樣每個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值和充電電流I，當(dāng)在用單體電池處于放電狀態(tài)時(shí)，采樣模塊300采樣每個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值和放電電流I。
[0040]優(yōu)選的，第一閾值為最高充電電壓，第二閾值為最低放電電壓，轉(zhuǎn)換時(shí)間根據(jù)在用單體電池處于充電狀態(tài)或者放電狀態(tài)分別為充電時(shí)間或者放電時(shí)間，充電時(shí)間是指在用單體電池從開始充電到實(shí)時(shí)電壓值與第一閾值相等的時(shí)間，放電時(shí)間是指在用單體電池從開始放電到實(shí)時(shí)電壓值與第二閾值相等的時(shí)間。
[0041]具體的，第一閾值為最高充電電壓，即若繼續(xù)對該單體電池充電，則可能導(dǎo)致電池內(nèi)壓升高、電池變形、漏夜、性能顯著降低甚至損壞等情況發(fā)生的最高工作電壓值，也就是電池放電的起始電壓。第二閾值為最低放電電壓，即電壓下降到電池不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓值，也就是電池充電的起始電壓。該最高充電電壓和最低放電電壓與電池類型、電池容量、壽命要求、溫度等充放電條件均有關(guān)，可由電池生產(chǎn)廠家提供或工作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)獲得。例如:1.2V鎳氫電池的最高充電電壓通常為1.4V，最低放電電壓通常為0.9V ；3.7V鋰電池的最高充電電壓通常為4.2V，最低放電電壓通常為2.75V。更為具體的，當(dāng)在用單體電池處于充電狀態(tài)時(shí)，在實(shí)時(shí)電壓值等于第二閾值時(shí)，計(jì)時(shí)單元420記錄并存儲第一時(shí)間T1,當(dāng)實(shí)時(shí)電壓值等于第一閾值時(shí)，計(jì)時(shí)單元420記錄并存儲第二時(shí)間T2，則1~2與!\的時(shí)間差A(yù)T，即為該在用單體電池的充電時(shí)間，進(jìn)而可通過充電電流I和充電時(shí)間A Τ，計(jì)算該在用單體電池的實(shí)際容量值；反之，當(dāng)在用單體電池處于放電狀態(tài)時(shí)，亦可通過放電電流和放電時(shí)間，計(jì)算該在用單體電池的實(shí)際容量值。
[0042]優(yōu)選的，根據(jù)實(shí)時(shí)電流值I和轉(zhuǎn)換時(shí)間△ T計(jì)算對應(yīng)的在用單體電池的實(shí)際容量值的公式為:
[0043]SOC = I* Δ T(I)
[0044]其中，I為實(shí)時(shí)電流值，Δ T為轉(zhuǎn)換時(shí)間，SOC為在用單體電池的實(shí)際容量值。
[0045]優(yōu)選的，主電池模塊100包括多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的單體電池，備用電池模塊200包括與主電池模塊100的每一個(gè)單體電池一一對應(yīng)并聯(lián)的多個(gè)單體電池。
[0046]具體的，圖2給出了主電池模塊100包括多個(gè)串聯(lián)的單體電池，備用電池模塊200包括與主電池模塊100的每一個(gè)單體電池一一對應(yīng)并聯(lián)的一個(gè)單體電池的示例。
[0047]優(yōu)選的，如圖3所示，采樣模塊300，包括電壓采樣單元310和電流采樣單元320。
[0048]電壓采樣單元310，包括與在用單體電池個(gè)數(shù)相同的多個(gè)電壓采樣子單元，用于采樣每個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值。
[0049]電壓采樣子單元包括第一電阻Rl、第二電阻R2、第一電容Cl、選通開關(guān)Kl和第一AD轉(zhuǎn)換器，第一電阻Rl的一端與在用單體電池連接，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端、第一電容Cl的一端和選通開關(guān)Kl的一端連接，第二電阻R2的另一端與第一電容Cl的另一端接地，選通開關(guān)Kl的另一端與第一 AD轉(zhuǎn)換器的一端連接，選通開關(guān)Kl和第一AD轉(zhuǎn)換器的另一端還與控制模塊400連接。
[0050]電流采樣單元包括電流傳感器和第二 AD轉(zhuǎn)換器，電流傳感器的一端與在用單體電池連接，電流傳感器的另一端與第二 AD轉(zhuǎn)換器的一端連接，第二 AD轉(zhuǎn)換器的另一端與控制模塊400連接。
[0051]具體的，電流傳感器可選但不僅限于采用霍爾傳感器。
[0052]該實(shí)施例給出了采樣模塊300的具體電路結(jié)構(gòu)，通過與在用單體電池個(gè)數(shù)對應(yīng)的多個(gè)電壓采樣子單元，可采樣每個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值。具體的，控制模塊400順序控制選通開關(guān)Kl的導(dǎo)通與關(guān)斷，順序采樣多個(gè)在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值，即先導(dǎo)通第1#路電壓采樣子單元的選通開關(guān)Κ1，檢測第1#路在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值，再關(guān)閉第1#路電壓采樣子單元的選通開關(guān)Κ1，并導(dǎo)通第2#路電壓采樣子單元的選通開關(guān)Κ1，檢測第2#路在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值，直到最后一路n#在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值檢測完畢，則重新導(dǎo)通第1#路電壓采樣子單元的選通開關(guān)K1，檢測第1#路在用單體電池的實(shí)時(shí)電壓值。此外，由于串聯(lián)單體電池的電流處處相等，所以可通過一個(gè)電流采樣單元獲得所有在用單體電池的實(shí)時(shí)電流值。
[0053]優(yōu)選的，如圖4所不，開關(guān)模塊500包括光電親合器D、第三電阻R3和開關(guān)器件K2，光電親合器D的發(fā)光源與控制模塊400連接，光電親合器D的受光器與第三電阻的一端、開關(guān)器件K2的柵極和開關(guān)器件Κ2的漏極連接，第三電阻R3的另一端與開關(guān)器件的源極和每個(gè)單體電池的一端連接，開關(guān)器件Κ2的漏極與每個(gè)單體電池的另一端連接。
[0054]該實(shí)施例給出了開關(guān)模塊500的具體電路結(jié)構(gòu)，通過光電耦合器D將控制信號耦合至開關(guān)器件Κ2，控制是否將在用單體電池退出工作，以及是否將對應(yīng)備用單體電池投入工作，控制簡單方便。
[0055]優(yōu)選的，第一控制信號為低電平，第二控制信號為高電平，開關(guān)器件為MOS開關(guān)管。
[0056]在一個(gè)實(shí)施例中，第一開關(guān)選用NMOS管，第二開關(guān)選用PMOS管。當(dāng)?shù)谝豢刂菩盘枮榈碗娖?，即信號輸出單?40輸出低電平時(shí)，光電親合器D不工作，MOS開關(guān)管的柵極電壓為0，上拉電阻得不到驅(qū)動電壓，使得高通低阻特性的NMOS管處于關(guān)斷狀態(tài)，主電池模塊100的在用單體電池仍接入電路，保持導(dǎo)通狀態(tài)；低通高阻特性的PMOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，備用電池模塊200的單體電池仍短路，保持關(guān)斷狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙刂菩盘枮楦唠娖?，即信號輸出單?40輸出高電平時(shí)，光電親合器D工作，電壓信號通過上拉電阻與光電親合器輸出到MOS管的柵極，產(chǎn)生相等的電壓，使得高通低阻特性的NMOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，短路主電池模塊100的在用單體電池，使其退出工作；低通高阻特性的PMOS管處于關(guān)斷狀態(tài)，使備用電池模塊200的單體電池投入工作，確保原有的電壓參數(shù)不受改變。
[0057]優(yōu)選的，開關(guān)器件還可為IGBT、IGCT、GTR、光控晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管的一種或多種。
[0058]優(yōu)選的，容量值閾值等于單體電池預(yù)先容量配置的百分之三十。具體的，工作人員可根據(jù)實(shí)際工況要求和經(jīng)驗(yàn)，確定什么情況下，單體電池已老化到必須退出工作的狀態(tài)，從而設(shè)定容量值閾值。
[0059]優(yōu)選的，采樣模塊300，還可采樣在用單體電池的溫度；控制模塊400還可根據(jù)在用單體電池的溫度，控制開關(guān)模塊500的導(dǎo)通與關(guān)斷。
[0060]優(yōu)選的，每個(gè)單體電池，具體為鋰電池、磷酸鐵電池、鉛酸電池的一種或多種。
[0061]優(yōu)選的，控制模塊400，可具體為DSP芯片。
[0062]優(yōu)選的，控制模塊400包括多片DSP芯片串聯(lián)。
[0063]由于DSP芯片的輸入端口和輸出端口數(shù)量有限，其最多采樣12路的單體電池電壓，輸出8路控制信號。此情況下，鋰電池的可控電量僅為3.7至44.4V，磷酸鐵鋰電池的可控電量僅為3.2至38.4V，鉛酸電池的可控電量僅為12V-144V。在該實(shí)施例中，采用多片DSP芯片串聯(lián)組成控制模塊300，