CN102522603A - 电池***及电池充放电管理方法 - Google Patents

电池***及电池充放电管理方法 Download PDF

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张景新
邓先泉
王扬满
张振宏
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Abstract

一种电池***，包括电池组单元及与所述电池组单元电连接的控制单元，所述电池组单元包括至少两个串联的电池形成的电池组、初级电感线圈及与所述初级电感线圈邻近的至少两个次级电感线圈，所述初级电感线圈与所述电池组并联，且所述控制单元控制所述初级电感线圈的接入电路，每一个次级电感线圈与一个电池并联且所述控制单元控制所述次级电感线圈的接入电路，当某一个电池的电压高于或低于预设阈值时，所述控制单元控制与所述电池并联的次级电感线圈的接入电路及所述初级电感线圈的接入电路接入。上述电池***维持各电池在电压过低时的均衡，从而在充放电的时候能充分利用电池***的能源，能源利用效率较高。本发明还提供一种电池充放电管理方法。

Description

电池***及电池充放电管理方法
【技术领域】
本发明涉及一种电池***及电池充放电管理方法。
【背景技术】
在传统汽车基础上，混合动力汽车增加了动力电池***等部件。动力电池***包括由若干个串联的电池串联组成的电池组单元及控制单元。由于电池制造工艺的差别，电池组的各个电池之间存在一定差异性，在使用过程中，由于周围环境的不同，将进一步增大电池的不一致性。这样，在充电过程中，当其中一个电池的电压达到上限保护电压时，控制单元切断充电电路，从而使得其他电池无法充满电，而放电时，当容量低的电池达到放电下限时，控制单元又回切断放电回路，使整个电池***的能源得不到充分利用，从而降低电池***的工作效率，缩短电池寿命。
【发明内容】
基于此，有必要提供能源利用效率较高的电池***及电池***充放电管理方法。
一种电池***，包括电池组单元及与所述电池组单元电连接的控制单元，所述电池组单元包括至少两个串联的电池形成的电池组、初级电感线圈及与所述初级电感线圈邻近的至少两个次级电感线圈，所述初级电感线圈与所述电池组并联，且所述控制单元控制所述初级电感线圈的接入电路，每一个次级电感线圈与一个电池并联且所述控制单元控制所述次级电感线圈的接入电路，当某一个电池的电压高于或低于预设阈值时，所述控制单元控制与所述电池并联的次级电感线圈的接入电路及所述初级电感线圈的接入电路接入。
在优选的实施例中，所述电池组单元还包括初级开关，所述初级开关与所述初级电感线圈串联且所述初级开关受所述控制单元控制开启或闭合以控制所述初级电感线圈的接入电路断开或接入。
在优选的实施例中，所述电池组单元还包括至少两个次级开关，每一个次级电感线圈与一个次级开关串联且所述次级开关受所述控制单元控制开启或闭合以控制所述次级电感线圈的接入电路断开或接入。
在优选的实施例中，所述控制单元包括电压传感器，所述电压传感器感测所述电池的电压。
一种电池充放电管理方法，包括以下步骤：提供电池***，所述电池***包括电池组单元，所述电池组单元包括至少两个串联的电池形成的电池组、初级电感线圈及与所述初级电感线圈邻近的至少两个次级电感线圈，所述初级电感线圈与所述电池组并联，每一个次级电感线圈与一个电池并联；监控所述至少两个电池的电压，当某一个电池的电压高于或低于预设阈值时，所述电池及与所述电池并联的次级电感线圈形成回路且所述初级电感线圈与所述电池组形成回路。
在优选的实施例中，所述电池***还包括控制单元，所述控制单元控制所述初级电感线圈与所述电池组形成回路或断开及所述次级电感线圈与所述电池形成回路或断开。
在优选的实施例中，所述电池组单元还包括至少两个次级开关，每一个次级电感线圈与一个次级开关串联且所述次级开关受所述控制单元控制开启或闭合，当某一个电池的电压高于或低于所述预设阈值时，所述控制单元控制与所述电池并联的次级开关闭合。
在优选的实施例中，所述电池组单元还包括初级开关，所述初级开关与所述初级电感线圈串联且所述初级开关受所述控制单元控制开启或闭合，当某一个电池的电压高于或低于所述预设阈值时，所述控制单元控制与初级开关闭合。
在优选的实施例中，所述控制单元包括电压传感器，所述电压传感器感测所述至少两个电池的电压。
上述电池***及电池充放电管理方法，当某一个电池的电压较高，超出预设阈值时，控制单元控制与该电池并联的次级电感线圈的接入电路接入，及初级电感线圈的接入电路接入，次级电感线圈消耗掉电压较高的电池的能量并通过与初级电感线圈互感对至少两个电池串联形成的电池组进行充电，以此来维持各电池在电压过高时的均衡；当某一个电池的电压较低，低于预设阈值时，控制单元控制与初级电感线圈的接入电路接入，与该电池并联的次级电感线圈的接入电路接入，初级电感线圈消耗至少两个电池串联形成的电池组的能量并通过与次级电感线圈互感而对电压较低的电池进行充电，以此来维持各电池在电压过低时的均衡，从而在充放电的时候能充分利用电池***的能源，能源利用效率较高。
【附图说明】
图1为一实施方式的电池***的结构框图；
图2为图1中的电池***的电池组单元的结构示意图；
图3为一实施方式的电池充放电管理方法的流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对电池***及电池充放电管理方法进一步阐明。
请同时参阅图1，一实施方式的电池***100包括电池组单元10及控制单元30。电池组单元10与控制单元30电连接且受控制单元30控制进行充放电。
请参阅图2，电池组单元10包括电池12、初级电感线圈14、初级开关16、次级电感线圈18及次级开关19。
本实施方式中，电池12共有六个，六个电池12相互串联组成电池组。可以理解，电池12的数量不限于为六个，电池组单元10中包括两个以上的电池12即可。本实施方式中，电池12为锂电池。
初级电感线圈14与初级开关16串联后与多个串联的电池12形成的电池组并联。控制单元30控制初级电感线圈14的接入电路。本实施方式中，控制单元30通过控制初级开关16的开启及闭合来控制初级电感线圈14的接入电路的断开或接入。
本实施方式中，次级电感线圈18及次级开关19均有六个。每个次级电感线圈18与一个次级开关19串联后与一个电池12并联。控制单元30控制次级电感线圈18的接入电路。本实施方式中，控制单元30通过控制次级开关19的开启及闭合来控制次级电感线圈18的接入电路的断开或接入。多个次级电感线圈18沿初级电感线圈14的长度方向依次排布且多个次级电感线圈18均与初级电感线圈14邻近设置。
控制单元30包括电压传感器、电流传感器、温度传感器等元件。
当电压传感器感测到某一个电池12的电压较高，超出预设阈值时，控制单元30控制与该电池12并联的次级开关19闭合及初级开关16闭合，与该电池12并联的次级电感线圈18的接入电路接入，与多个电池12串联形成的电池组并联的初级电感线圈14的接入电路接入，初级电感线圈14与次级电感线圈18互感，次级电感线圈18消耗掉电压较高的电池12的能量并通过与初级电感线圈14互感对电池组进行充电，以此来维持各电池在电压过高时的均衡。
当电压传感器感测到某一个电池12的电压较低，低于预设阈值时，控制单元30控制与该电池12并联的次级开关19闭合及初级开关16闭合，与多个电池12串联形成的电池组并联的初级电感线圈14的接入电路接入，与该电池12并联的次级电感线圈18的接入电路接入，初级电感线圈14消耗整个电池组的能量并通过与次级电感线圈18互感而对电压较低的电池12进行充电，以此来维持各电池在电压过低时的均衡。
本实施方式中，定义多个电池12的平均电压为X，预设阈值为X-20mV～X+20mV。
上述电池***100可以维持各电池在电压过高或过低时的均衡，从而在充放电的时候能充分利用电池***的能源，能源利用效率较高。
请同时参阅图3，一实施方式的电池充放电管理方法，包括以下步骤：
步骤S1、提供电池***100。
电池***100包括电池组单元10及控制单元30。电池组单元10与控制单元30电连接且受控制单元30控制进行充放电。
电池组单元10包括电池12、初级电感线圈14、初级开关16、次级电感线圈18及次级开关19。
本实施方式中，电池12共有六个，六个电池12相互串联组成电池组。可以理解，电池12的数量不限于为六个，电池组单元10中包括两个以上的电池12即可。本实施方式中，电池12为锂电池。
初级电感线圈14与初级开关16串联后与多个串联的电池12形成的电池组并联。控制单元30控制初级电感线圈14的接入电路。本实施方式中，控制单元30通过控制初级开关16的开启及闭合来控制初级电感线圈14的接入电路的断开或接入。
本实施方式中，次级电感线圈18及次级开关19均有六个。每个次级电感线圈18与一个次级开关19串联后与一个电池12并联。控制单元30控制次级电感线圈18的接入电路。本实施方式中，控制单元30通过控制次级开关19的开启及闭合来控制次级电感线圈18的接入电路的断开或接入。多个次级电感线圈18沿初级电感线圈14的长度方向依次排布且多个次级电感线圈18均与初级电感线圈14邻近。
控制单元30包括电压传感器、电流传感器、温度传感器等元件。
步骤S2、监控电池组单元12中各个电池12的电压，当某一个电池12的电压高于或低于预设阈值时，该电池12及与该电池12并联的次级电感线圈18形成回路且初级电感线圈14与多个串联的电池12形成的电池组形成回路。
本实施方式中，当电压传感器感测到某一个电池12的电压较高，超出预设的阈值时，控制单元30控制与该电池12并联的次级开关19闭合及初级开关16闭合，与该电池12并联的次级电感线圈18的接入电路接入，与多个电池12串联形成的电池组并联的初级电感线圈14的接入电路接入，初级电感线圈14与次级电感线圈18互感，次级电感线圈18消耗掉电压较高的电池12的能量并通过与初级电感线圈14互感对电池组进行充电，以此来维持各电池在电压过高时的均衡。
当电压传感器感测到某一个电池12的电压较低，低于预设的阈值时，控制单元30控制与该电池12并联的次级开关19闭合及初级开关16闭合，与多个电池12串联形成的电池组并联的初级电感线圈14的接入电路接入，与该电池12并联的次级电感线圈18的接入电路接入，初级电感线圈14消耗整个电池组的能量并通过与次级电感线圈18互感而对电压较低的电池12进行充电，以此来维持各电池在电压过低时的均衡。
本实施方式中，定义多个电池12的平均电压为X，预设阈值为X-20mV～X+20mV。
上述电池充放电管理方法可以维持各电池在电压过高或过低时的均衡，从而在充放电的时候能充分利用电池***的能源，能源利用效率较高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种电池***，包括电池组单元及与所述电池组单元电连接的控制单元，所述电池组单元包括至少两个串联的电池形成的电池组，其特征在于，所述电池组单元还包括初级电感线圈及与所述初级电感线圈邻近的至少两个次级电感线圈，所述初级电感线圈与所述电池组并联，且所述控制单元控制所述初级电感线圈的接入电路，每一个次级电感线圈与一个电池并联且所述控制单元控制所述次级电感线圈的接入电路，当某一个电池的电压高于或低于预设阈值时，所述控制单元控制与所述电池并联的次级电感线圈的接入电路及所述初级电感线圈的接入电路接入。
2.根据权利要求1所述的电池***，其特征在于，所述电池组单元还包括初级开关，所述初级开关与所述初级电感线圈串联且所述初级开关受所述控制单元控制开启或闭合以控制所述初级电感线圈的接入电路断开或接入。
3.根据权利要求1所述的电池***，其特征在于，所述电池组单元还包括至少两个次级开关，每一个次级电感线圈与一个次级开关串联且所述次级开关受所述控制单元控制开启或闭合以控制所述次级电感线圈的接入电路断开或接入。
4.根据权利要求1所述的电池***，其特征在于，所述控制单元包括电压传感器，所述电压传感器感测所述电池的电压。
5.一种电池充放电管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供电池***，所述电池***包括电池组单元，所述电池组单元包括至少两个串联的电池形成的电池组、初级电感线圈及与所述初级电感线圈邻近的至少两个次级电感线圈，所述初级电感线圈与所述电池组并联，每一个次级电感线圈与一个电池并联；
监控所述至少两个电池的电压，当某一个电池的电压高于或低于预设阈值时，所述电池及与所述电池并联的次级电感线圈形成回路且所述初级电感线圈与所述电池组形成回路。
6.根据权利要求1所述的电池充放电管理方法，其特征在于，所述电池***还包括控制单元，所述控制单元控制所述初级电感线圈与所述电池组形成回路或断开及所述次级电感线圈与所述电池形成回路或断开。
7.根据权利要求6所述的电池充放电管理方法，其特征在于，所述电池组单元还包括至少两个次级开关，每一个次级电感线圈与一个次级开关串联且所述次级开关受所述控制单元控制开启或闭合，当某一个电池的电压高于或低于所述预设阈值时，所述控制单元控制与所述电池并联的次级开关闭合。
8.根据权利要求6所述的电池充放电管理方法，其特征在于，所述电池组单元还包括初级开关，所述初级开关与所述初级电感线圈串联且所述初级开关受所述控制单元控制开启或闭合，当某一个电池的电压高于或低于所述预设阈值时，所述控制单元控制与初级开关闭合。
9.根据权利要求5所述的电池充放电管理方法，其特征在于，所述控制单元包括电压传感器，所述电压传感器感测所述至少两个电池的电压。
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