CN107040021A - 一种电池模组串联管理电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池模组串联管理电路，包括若干依次串联的电池单体，每节所述电池单体均串联有一个第一电子开关，每个所述第一电子开关与对应的电池单体构成的串联电路的两端均并联有一个第二电子开关。本发明可有效克服电池模组中因某一个或多个电池单体发生故障后，导致整个电池组立即崩溃的弊端，提高了电池***的稳定性、可靠性与安全性。
Description
技术领域
本发明属于电池模组管理***、电池梯次领域，具体是一种电池模组串联管理电路。
背景技术
对于数据中心、医院等重要场合，蓄电池是至关重要的供电保障。因电池单体数量巨大，蓄电池在这些场所是故障高发点，极易出现鼓胀、短路等故障，严重时甚至导致起火，造成重大的经济及财产损失。因此对电池模组的智慧控制、智能监测和高效管理显得尤为重要。
同一规格、同一批次的电池单体在使用初期，参数比较接近，随着电池的老化或故障，其差异性逐渐显现。传统的电池模组管理单元，仅可监测每节电池单体的电压、温度、内阻等，当其中某节单体电池出现故障（短路、断路、电池端子虚接）时，整个电池模组会随之崩溃，无法继续使用，同时维修、更换电池单体的工作也比较繁重。
通过何种手段解决电池单体间差异性及某一单体电池故障对整个电池模组利用率、循环寿命、安全性的影响；实现单体电池的精准监测及实时控制；将电池故障提前预警；确保电池模组的安全可靠运行，才是重中之重。而目前，现有的电池模组并不能实现上述目的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种电池模组串联管理电路，能够实现电池在线监测与控制功能，消除电池单体间差异，保证组内电池的一致性；解决其中某节电池单体出现故障时，整个电池模组立即崩溃的弊端，提高电池利用率和可靠性，同时减轻维修工作。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案实现：
一种电池模组串联管理电路，包括若干依次串联的电池单体，每节所述电池单体均串联有一个第一电子开关，每个所述第一电子开关与对应的电池单体构成的串联电路的两端均并联有一个第二电子开关。
进一步地，作为优选技术方案，所述第一电子开关和所述第二电子开关均为可控型电子开关。
进一步地，作为优选技术方案，所述第一电子开关和所述第二电子开关均为MOS管。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明通过在常规串联单体电池的基础上，在每一节电池单体处增加串联和并联的可控型电子开关是MOS管，实现了开关的快速开通和关断，可有效克服电池模组中因某一个或多个电池单体发生故障后，导致整个电池组立即崩溃的弊端，提高了电池***的稳定性、可靠性与安全性。
（2）本发明可根据模组内单体电池的正常/故障状态，及时调整各个电池单体的两个可控型电子开关的开关/闭合状态，实现了对电池单体的精准监测与控制，提高了整个电池模组的智能性。
（3）本发明无需对电池模组中的故障电池单体立即采取更换或维修的措施，有效降低了维修频率，大大减少了人力维护成本；另一方面，也降低了维护设备的投入，提升了整个电池模组的管理、维护水平。
（4）本发明可以对不同批次、不同厂家、不同型号的电池单体进行管理，大大提高了电池的兼容性。
附图说明
图1为本发明所述的一种电池模组串联管理电路的结构示意图；
图2为充电状态下各电池单体均正常时的电路电流走向示意图；
图3为充电状态下某一电池单体出现故障后电路的电流走向示意图；
图4为放电状态下各电池单体均正常时的电路电流走向示意图；
图5为放电状态下某一电池单体出现故障后电路的电流走向示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例：
如图1所示，本实施例所述的一种电池模组串联管理电路，包括若干依次串联的电池单体，每节电池单体均串联有一个第一电子开关，每个第一电子开关与对应的电池单体构成的串联电路的两端均并联有一个第二电子开关，即每节电池单体与其对应的第一电子开关、第二电子开关构成一个串联单元，串联单元之间再依次串联构成一个完整的串联电路。优选的，本实施例的第一电子开关和第二电子开关均可采用可控型电子开关，更进一步地，第一电子开关和第二电子开关均可采用MOS管。
下面结合图2~图5，对本发明在正常工作/故障状态、充/放电状态下的电流走向进行具体说明。
如图2所示为充电状态下各电池单体均正常时的电路电流走向示意图。当各个电池单体均正常时，与之串联的第一电子开关处于闭合状态，而与之并联的第二电子开关处于断开状态，电流沿着图中的箭头方向进行传输。
如图3所示为充电状态下某一电池单体出现故障后电路的电流走向示意图。当某一电池单体（如图中电池单体1）发生故障时，与之串联的第一电子开关会立即断开，而与之并联的第二电子开关会立即闭合，电流通过旁路分支进行传输，即沿着图中的箭头方向进行传输，不影响整个电池模组的使用情况。
如图4所示为放电状态下各电池单体均正常时的电路电流走向示意图。当各个电池单体均正常时，与之串联的第一电子开关处于闭合状态，而与之并联的第二电子开关处于断开状态，电流沿着图中的箭头方向进行传输。
如图5所示，为放电状态下某一电池单体出现故障后电路的电流走向示意图。当某一电池单体（如图中电池单体1）发生故障时，与之串联的第一电子开关会立即断开，而与之并联的第二电子开关会立即闭合，电流通过旁路分支进行传输，即沿着图中的箭头方向进行传输，不影响整个电池模组的使用情况。
需要说明的是，本实施例中，对电池单体的正常/故障状态监测依靠的是现有的检测模块和控制设备，即是根据电池单体的正常/故障状态，通过现有的检测模块和控制设备来控制电子开关的通断，以达到及时调整各个电池单体的两个可控型电子开关的开关/闭合状态，实现了对电池单体的精准监测与控制，提高了整个电池模组的智能性的目的。由于检测模块和控制设备为现有成熟技术，在此就不一一细说其结构和工作原理，在知悉本发明的管理电路结构的情况下，本领域的技术人员在无需付出创造性劳动的前提下，通过将现有的检测模块和控制设备运用到本发明中来，即可实现本发明目的。
本发明通过采用上述电路结构，一方面可有效克服电池模组中因某一个或多个电池单体发生故障后，导致整个电池组立即崩溃的弊端，提高了电池***的稳定性、可靠性与安全性；另一方面无需对电池模组中的故障电池单体立即采取更换或维修的措施，有效降低了维修频率，大大减少了人力维护成本，降低了维护设备的投入，提升了整个电池模组的管理、维护水平。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种电池模组串联管理电路，其特征在于，包括若干依次串联的电池单体，每节所述电池单体均串联有一个第一电子开关，每个所述第一电子开关与对应的电池单体构成的串联电路的两端均并联有一个第二电子开关。
2.根据权利要求1所述的一种电池模组串联管理电路，其特征在于，所述第一电子开关和所述第二电子开关均为可控型电子开关。
3.根据权利要求2所述的一种电池模组串联管理电路，其特征在于，所述第一电子开关和所述第二电子开关均为MOS管。
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