CN103311966A - 应用于并联电池组的电池自适应控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于并联电池组的电池自适应控制装置，包括：充电回路、放电回路、充电控制电路、放电控制电路、主控板、用于与负载或外界供电电源连接的***端和用于与电池连接的电池端；所述充电回路和所述放电回路同时连接于所述***端和所述电池端之间，所述主控板通过所述充电控制电路控制所述充电回路的通断，所述主控板通过所述放电控制电路控制所述放电回路的通断。所述主控板通过所述放电控制电路控制所述放电回路的通断。因此，能够通过充电控制电路和放电控制电路精确的控制电池的充电或放电过程，避免电池过充或过放电情况的发生，延长了电池的使用寿命；并且，还能够自适应调整电池的端电压或输出电流值，方便将电池并入在线电池组中。

Description

应用于并联电池组的电池自适应控制装置和方法

技术领域

本发明属于电路控制技术领域，具体涉及一种应用于并联电池组的电池自适应控制装置和方法。

背景技术

在向电池充电或电池向负载放电的过程中，常常出现电池过充或过放电的情况，从而降低了电池的使用寿命。另外，在将电池并入在线电池组中时，需要电池的端电压与在线电池组的端电压相同，所以，现在技术中，通常采用对在线电池组做降压处理，然后才能将电池并入在线电池组中。但是，对在线电池组做降压处理的操作过程极为繁琐，并且存在时间长、浪费能源的缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种应用于并联电池组的电池自适应控制装置和方法，能够通过充电控制电路和放电控制电路精确的控制电池的充电或放电过程，避免电池过充或过放电情况的发生，延长了电池的使用寿命；并且，还能够自适应调整电池的端电压或输出电流值，方便将电池并入在线电池组中。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种应用于并联电池组的电池自适应控制装置，包括：充电回路、放电回路、充电控制电路、放电控制电路、主控板、用于与负载或外界供电电源连接的***端和用于与电池连接的电池端；所述充电回路和所述放电回路同时连接于所述***端和所述电池端之间，所述主控板通过所述充电控制电路控制所述充电回路的通断，所述主控板通过所述放电控制电路控制所述放电回路的通断。

优选的，还包括限流调整电路；所述限流调整电路与所述充电控制电路串联。

优选的，所述限流调整电路也与所述主控板连接。

优选的，所述充电控制电路为第一开关元件，所述放电控制电路为第二开关元件，所述限流调整电路为第三开关元件。

优选的，所述第一开关元件为第一MOS管，所述第二开关元件为第二MOS管，所述第一MOS管和所述第二MOS管反向分别接于所述充电回路和所述放电回路中。

优选的，还包括：一个以上电压检测器件和/或一个以上电流检测器件和/或一个以上温度检测器件；所述电压检测器件连接于所述电池自适应控制装置的电压检测点处，所述电流检测器件连接于所述电池自适应控制装置的电流检测点处，所述温度检测器件安装在所述电池自适应控制装置所在的环境中；所述主控板分别与所述电压检测器件、所述电流检测器件和所述温度检测器件连接。

优选的，所述电压检测器件为电压传感器，所述电流检测器件为电流传感器，所述温度检测器件为温度传感器。

优选的，还包括：面板，所述面板与所述主控板连接。

本发明还提供一种应用于并联电池组的电池自适应控制方法，包括以下步骤：

S1，所述主控板获取所述电池自适应控制装置的当前状态；

S2，所述主控板根据所述当前状态控制所述充电控制电路、所述放电控制电路、所述限流调整电路的工作状态。

优选的，所述当前状态包括：充电状态、放电状态、所述电压检测点处的电压值、所述电流检测点处的电流值、温度值。

优选的，所述主控板通过以下方法获取所述电池自适应控制装置的充电状态或放电状态：

在所述充电控制电路和所述放电控制电路均处于闭合的状态下，通过检测所述充电控制回路或所述放电控制回路中电流的方向判断所述电池自适应控制装置处于充电状态或放电状态。

优选的，S2具体为：

当所述电池自适应控制装置处于充电状态时，所述主控板获取所述充电回路的当前电流值，并将该当前电流值与预设阈值进行比较，如果所述当前电流值大于所述预设阈值，则导通所述限流调整电路。

优选的，S1之后，还包括：

S3，所述主控机判断所述当前状态是否正常，如果判断结果为否，则向所述面板发送报警信息。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的应用于并联电池组的电池自适应控制装置和方法具有以下优点：(1)主控板通过控制充电控制电路和放电控制电路的通断而控制电池的充电或放电过程，避免电池过充或过放电情况的发生，延长了电池的使用寿命；(2)主控板通过控制限流调整电路的通断，进而调整电池的端电压或端电流，从而提高了电池的自适应性，方便将其接入在线电池组中；(3)主控板能够实时检测电池充电或放电过程中的电压值、电流值或电池所处环境的温度情况，从而根据检测到的值与预设值进行比较，当超过预设值时向外界报警，从而提高了电池使用过程中的安全性。

附图说明

图1为本发明提供的应用于并联电池组的电池自适应控制装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的电池自适应控制装置和方法进行详细介绍：

本发明提供一种应用于并联电池组的电池自适应控制装置，包括：用于与负载或外界供电电源连接的***端、用于与电池连接的电池端、充电回路、放电回路、充电控制电路、放电控制电路和主控板；充电回路和放电回路同时连接于***端和电池端之间，主控板通过充电控制电路控制充电回路的通断，主控板通过放电控制电路控制放电回路的通断。本发明中，由于在***端和电池端同时连接有充电回路和放电回路，并通过主控板对充电回路和放电回路的通断状态进行控制，因此，主控板能够根据检测到的电池状态而控制充电回路和放电回路的通断状态，避免了电池过充或过放电情况的发生，延长了电池的使用寿命。

为进一步增加本发明的功能，还包括限流调整电路；限流调整电路与充电控制电路串联，并且，限流调整电路也与主控板连接。通过主控板对限流调整电路的通断进行控制，进而控制充电回路的电流。本发明中，由于设有限流调整电路，在充电过程中，主控板通过调整限流调整电路的通断进而达到调节充电回路电压或电流大小的目的，因此，不需要对在线电池组进行电压处理，即可方便的将电池并入在线电池组中。

在实际应用中，充电控制电路可以为第一开关元件，放电控制电路可以为第二开关元件，限流调整电路可以为第三开关元件，更具体的，第一开关元件为第一MOS管，第二开关元件为第二MOS管，第一MOS管和第二MOS管反向分别接于充电回路和放电回路中。由于MOS管的单向导电性，并且，第一MOS管和第二MOS管反向分别接于充电回路和放电回路中，从而保证了充电回路和放电回路的独立运行，实现了本发明提供的电池自适应控制装置独立充电或独立放电的功能。

为提高主控板对电池自适应控制装置全面监测的作用，还包括：一个以上电压检测器件和/或一个以上电流检测器件和/或一个以上温度检测器件；其中，电压检测器件连接于电池自适应控制装置的电压检测点处，电流检测器件连接于电池自适应控制装置的电流检测点处，温度检测器件安装在电池自适应控制装置所在的环境中；主控板分别与电压检测器件、电流检测器件和温度检测器件连接。在实际应用中，电压检测器件可以为电压传感器，电流检测器件可以为电流传感器，温度检测器件可以为温度传感器。因此，主控板可以通过电压检测器件、电流检测器件和温度检测器件上传的电压值、电流值和温度值，从而更全面的获取电池自适应控制装置的运行状态，从而根据电压值、电流值和温度值的大小采取对应的执行措施，实现了对电池自适应控制装置实时全面监控的功能。

另外，主控板还与面板连接，通过面板上的各操作按键控制主控板的运行，并且，主控板得到的各种数据通过面板可以上传给上位机。另外，当主控板监测的电池充电或放电数据异常时，还通过面板上的报警器报警。

本发明还提供一种应用于并联电池组的电池自适应控制方法，包括以下步骤：

S1，主控板获取电池自适应控制装置的当前状态；

其中，当前状态包括：充电状态、放电状态、电压检测点处的电压值、电流检测点处的电流值、温度值。

其中，上述状态的获取方式为：

充电状态或放电状态的获取方式为：在充电控制电路和放电控制电路均处于闭合的状态下，通过检测充电控制回路或放电控制回路中电流的方向判断电池自适应控制装置处于充电状态或放电状态。

电压检测点处的电压值、电流检测点处的电流值、温度值的获取方式为：分别通过电压检测器件、电流检测器件和温度检测器件上传的数据获取电压值、电流值或温度值。

S2，主控板根据当前状态控制充电控制电路、放电控制电路和限流调整电路的工作状态。

例如，当电池自适应控制装置处于充电状态时，主控板获取充电回路的当前电流值，并将该当前电流值与预设阈值进行比较，如果当前电流值大于预设阈值，则导通限流调整电路，也就是说，当当前电流值大于预设阈值时，电流会对电池产生损坏，所以，导通限流调整电路，来达到降低当前电流值的目的。

S1之后，还包括：

S3，主控机判断当前状态是否正常，如果判断结果为否，则向面板发送报警信息。

综上所述，本发明提供的应用于并联电池组的电池自适应控制装置和方法具有以下优点：(1)主控板通过控制充电控制电路和放电控制电路的通断而控制电池的充电或放电过程，避免电池过充或过放电情况的发生，延长了电池的使用寿命；(2)主控板通过控制限流调整电路的通断，进而调整电池的端电压或端电流，从而提高了电池的自适应性，方便将其接入在线并联电池组中；(3)主控板能够实时检测电池充电或放电过程中的电压值、电流值或电池所处环境的温度情况，从而根据检测到的值与预设值进行比较，当超过预设值时向外界报警，从而提高了电池使用过程中的安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种应用于并联电池组的电池自适应控制装置，其特征在于，包括：充电回路、放电回路、充电控制电路、放电控制电路、主控板、用于与负载或外界供电电源连接的***端和用于与电池连接的电池端；所述充电回路和所述放电回路同时连接于所述***端和所述电池端之间，所述主控板通过所述充电控制电路控制所述充电回路的通断，所述主控板通过所述放电控制电路控制所述放电回路的通断。

2.根据权利要求1所述的应用于并联电池组的电池自适应控制装置，其特征在于，还包括限流调整电路；所述限流调整电路与所述充电控制电路串联。

3.根据权利要求2所述的应用于并联电池组的电池自适应控制装置，其特征在于，所述限流调整电路也与所述主控板连接。

4.根据权利要求2所述的应用于并联电池组的电池自适应控制装置，其特征在于，所述充电控制电路为第一开关元件，所述放电控制电路为第二开关元件，所述限流调整电路为第三开关元件。

5.根据权利要求4所述的应用于并联电池组的电池自适应控制装置，其特征在于，所述第一开关元件为第一MOS管，所述第二开关元件为第二MOS管，所述第一MOS管和所述第二MOS管反向分别接于所述充电回路和所述放电回路中。

6.根据权利要求1所述的应用于并联电池组的电池自适应控制装置，其特征在于，还包括：一个以上电压检测器件和/或一个以上电流检测器件和/或一个以上温度检测器件；所述电压检测器件连接于所述电池自适应控制装置的电压检测点处，所述电流检测器件连接于所述电池自适应控制装置的电流检测点处，所述温度检测器件安装在所述电池自适应控制装置所在的环境中；所述主控板分别与所述电压检测器件、所述电流检测器件和所述温度检测器件连接。

7.根据权利要求6所述的应用于并联电池组的电池自适应控制装置，其特征在于，所述电压检测器件为电压传感器，所述电流检测器件为电流传感器，所述温度检测器件为温度传感器。

8.根据权利要求1所述的应用于并联电池组的电池自适应控制装置，其特征在于，还包括：面板，所述面板与所述主控板连接。

9.一种应用权利要求1-8任一项所述的应用于并联电池组的电池自适应控制装置的应用于并联电池组的电池自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，所述主控板获取所述电池自适应控制装置的当前状态；

S2，所述主控板根据所述当前状态控制所述充电控制电路、所述放电控制电路、所述限流调整电路的工作状态。

10.根据权利要求9所述的应用于并联电池组的电池自适应控制方法，其特征在于，所述当前状态包括：充电状态、放电状态、所述电压检测点处的电压值、所述电流检测点处的电流值、温度值。

11.根据权利要求10所述的应用于并联电池组的电池自适应控制方法，其特征在于，所述主控板通过以下方法获取所述电池自适应控制装置的充电状态或放电状态：

在所述充电控制电路和所述放电控制电路均处于闭合的状态下，通过检测所述充电控制回路或所述放电控制回路中电流的方向判断所述电池自适应控制装置处于充电状态或放电状态。

12.根据权利要求10所述的应用于并联电池组的电池自适应控制方法，其特征在于，S2具体为：

当所述电池自适应控制装置处于充电状态时，所述主控板获取所述充电回路的当前电流值，并将该当前电流值与预设阈值进行比较，如果所述当前电流值大于所述预设阈值，则导通所述限流调整电路。

13.根据权利要求9所述的应用于并联电池组的电池自适应控制方法，其特征在于，S1之后，还包括：

S3，所述主控机判断所述当前状态是否正常，如果判断结果为否，则向所述面板发送报警信息。

Images