CN111509315A - 一种数字化电池模组管理单元及其管理*** - Google Patents

Abstract

一种数字化电池模组管理单元及其管理***，包括与电池串相连的正极接口和负极接口、开关器件K1和K2、数字化电池模组的正极端口和负极端口、电池管理单元BMU；数字化电池模组的正极端口从开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口从从与电池串相连的负极接口引出；本发明的数字化电池模组管理单元及管理***，在充放电过程中可以通过控制数字化电池模组的开关器件的导通和关断来改变***中实际工作的数字化电池模组的数量，调节电池模组管理***的端口总电压，使得与之相连的储能变换***始终工作在其最佳性能区间，提高了储能变换***的工作效率。

Description

一种数字化电池模组管理单元及其管理***

技术领域

本发明属于储能***的电池管理技术领域，特别涉及一种数字化电池模组管理单元及其管理***。

背景技术

目前，在电化学储能***应用领域，电池簇通常是由多个电池串和电池管理单元BMU组成的电池模组串联而成，电池模组内部没有选择开关，采用此没有选择开关的电池模组串联而成的电池簇具有以下不足：

(1)电池簇的总电压不可以主动控制调节，其总电压只能随着充、放电过程被动升、降。而电池簇电压在其充满电时与放空电时存在较宽的变化范围，导致与电池簇连接的储能变换***不能始终工作在其最佳性能区间。

(2)无法实现电池模组中单体电池的故障冗余。当电池簇中的电池模组内单体电池故障后，整个电池簇就不能继续工作了，这大大降低了电池簇的可靠性。

(3)无法实现电池模组间的主动均衡，只能实现模组内单体电池的主动或被动均衡或者模组间的被动均衡。模组间的被动均衡是能耗型均衡，其均衡能力较弱，难于适应储能应用中电池簇高频充放电循环的要求。导致电池簇的容量呈现出“木桶效应”现象，即其充电和放电的总容量将由容量最小的电池模组的电池串决定。因此不能将电池标称参数不一致的电池模组串联成簇，或者电池标称参数一致而其SOH(state of health)不一致的电池模组串联成簇，即不能很好的适应梯次电池的二次利用。

(4)在正常充、放电工作过程中，无法实现对电池簇内的电池模组进行在线诊断。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电池模组管理单元管理的电池模组及其串联而成的电池管理***的不足，提供一种数字化电池模组的管理单元及管理***，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种数字化电池模组管理单元，包括与电池串相连的正极接口和负极接口、开关器件K1和K2、数字化电池模组的正极端口和负极端口、电池管理单元BMU；开关器件K1和K2串联构成开关半桥，并联在与电池串相连的正极端口和负极端口之间；数字化电池模组的正极端口从与电池串相连的正极端口引出，数字化电池模组的负极端口从开关半桥的中点引出；或者数字化电池模组的正极端口从开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口从与电池串相连的正极端口引出；开关器件K1和K2的控制端连接至电池管理单元，其通断受电池管理单元BMU控制。

进一步的，开关半桥能够替换为开关全桥，开关全桥中，开关器件为K1、K2、K3和K4；开关器件K1和K2串联构成一个开关半桥，开关器件K3和K4串联构成另一个开关半桥，两个开关半桥并联在与电池串相连的正极接口和负极接口之间，等效于一个开关全桥并联在与电池串相连的正极接口和负极接口之间；数字化电池模组的正极端口从其中一个开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口从另一个的开关半桥的中点引出；开关器件K1、K2、K3和K4的控制端连接至电池管理单元，其通断受电池管理单元BMU控制。

进一步的，开关器件K1、K2、K3、K4为MOSFET、IGBT带反并联二极管或继电器中的任意一种双向导通开关器件。

进一步的，与数字化电池模组管理单元的电池串端口相连的电池串的单体电池数量大于等于2；单体电池是三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池、钛酸锂电池、石墨烯锂电池或超级电容器中的任意一种；BMU上设置有采集接口和通讯接口，BMU通过其采集接口采集电池串中的单体电池的参数，参数包括该电池的电压、电流、温度、压力、PH值中的一种或几种，BMU的通讯接口是CAN，RS485，Ethernet有线通讯接口中的一种，或者Wi-Fi，蓝牙，ZigBee无线通讯接口中的一种。

进一步的，BMU控制开关半桥中开关器件的通断具体为：当选择加入数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，断开数字化电池模组正、负极端口间的开关器件，而闭合另一个开关器件；当选择退出数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，闭合数字化电池模组正、负极端口间的开关器件，而断开另一个开关器件；当选择切断数字化电池模组的正、负极端口与电池串连接，使得数字化电池模组端口为开路高阻状态时，则两个开关器件都断开；两个开关器件不能同时闭合，防止电池串被短路造成危险。

进一步的，BMU控制开关全桥中开关的通断具体为：当选择加入数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，闭合数字化电池模组的正极端口与电池串正极接口间的开关器件和数字化电池模组的负极端口与电池串负极接口间的开关器件，同时断开另外两个开关器件防止同一开关半桥的两个开关器件都闭合而短路电池串；当选择退出数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，则闭合数字化电池模组的正极端口和负极端口与电池串正极接口间的两个开关器件，或者电池模组的正极端口和负极端口与电池串负极接口间的两个开关器件，同时断开另外两个开关器件防止同一开关半桥的两个开关器件都闭合而短路电池串；当选择切断数字化电池模组的正、负极端口与电池串连接，使得数字化电池模组端口为开路高阻状态时，则四个开关器件都断开或者四个开关器件中的任意三个开关器件都断开；开关全桥中的任一个半桥的两个开关器件一定不能同时闭合，防止电池串被短路造成危险。

进一步的，一种数字化电池模组管理***，包括多个数字化电池模组和***管理模块，多个数字化电池模组以串联的方式连接起来形成数字化电池簇，并与***管理模块相连接；数字化电池模组由若干个电池串及数字化电池模组管理单元构成；***管理模块用于采集电池簇的参数和状态，以及通过通讯接口I与数字化电池模组通讯，管理数字化电池簇中的各个数字化电池模组，获取数字化电池模组的参数和状态，下传控制参数和指令；***管理模块通过通讯接口II，与***外的设备进行通讯。

进一步的，***管理模块在充放电过程中通过控制数字化电池模组的开关器件的导通和关断来改变***中实际工作的电池串的数量，调节数字化电池簇的端口总电压；根据数字化电池簇中各个数字化电池模组的荷电状态SOC控制电池串的轮休工作的方式。

进一步的，***管理模块通过对数字化电池簇内的各个电池串的健康状态SOH进行在线诊断，通过控制电池模组管理单元的开关器件选择退出状态不良的电池串。

进一步的，***管理模块在控制数字化电池模组选择加入或者选择退出工作时，通过控制***内各个数字化电池模组的开关器件的导通和截止时间的宽度，即控制脉冲宽度来控制加入或退出暂态过程的充放电的电流大小。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明可用于一切需将多个单体电池串联成电池串并加以管理构成电池模组，且需将电池模组串联成电池簇并加以管理的应用场合，比如电池储能领域。本发明的数字化电池模组管理单元及管理***，在充放电过程中可以通过控制数字化电池模组的开关器件的导通和关断来改变***中实际工作的数字化电池模组的数量，调节电池模组管理***的端口总电压，使得与之相连的储能变换***始终工作在其最佳性能区间，提高了储能变换***的工作效率。

充电过程中，***管理模块可以根据每个数字化电池模组中电池串的荷电状态SOC(state of charge)控制开关器件选择加入或者退出数字化电池模组中的电池串，直到把所有的数字化电池模组都充满；在放电时，***管理模块可以控制SOC(state ofcharge)多的数字化电池模组多放电，直到把所有的数字化电池模组都放空，这样，即使数字化电池簇中的电池串的SOC不一致，也能实现数字化电池模组中的电池串的储能容量得到充分利用。

通过对***内各个数字化电池模组的在线诊断，及时发现潜在故障模组并通过控制潜在故障模组的开关器件选择退出此模组，提高***的可靠性。

附图说明

图1是本发明的数字化电池模组管理单元方案一示意图；

图2是本发明的数字化电池模组管理单元方案一示意图的另一种形式；

图3是本发明的数字化电池模组管理单元方案二示意图；

图4是本发明的数字化电池模组管理单元和电池串构成的数字化电池模组的实施例示意图；

图5是本发明的由多个数字化电池模组串联而成的管理***结构示意图。

图6是本发明的由多个数字化电池模组串联而成的管理***结构示意图的另一种形式。

图7是本发明的由多个数字化电池模组串联而成的管理***结构实施例示意图；

图8是电池簇中数字化电池模组的电池串的加入或者退出的等效电路示意图

图9是数字化电池模组的电池串加入过程的Q1控制信号时序图及与其对应的电池簇电流和PCS直流侧电压的曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1，一种数字化电池模组管理单元，包括连接电池串的正极接口BS+和负极接口BS-、开关器件Q1和Q2、数字化电池模组的正极端口BM+和负极端口BM-、电池管理单元BMU(Battery Management Unit)。开关器件K1和K2串联构成开关半桥，并联在与电池串相连的正极接口BS+和负极接口BS-之间；数字化电池模组的正极端口BM+从开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口BM-从与电池串相连的负极接口引出；BMU通过采集接口与电池串的相应接口相连，采集电池串中各单体电池的参数，并根据采集到的参数判断单体电池和电池串的状态，然后，通过通讯接口，把采集到的单体电池和电池串的参数和状态传送给***管理模块，同时接收来自***管理模块的参数和控制指令；BMU可根据接收到的***管理模块的控制指令来控制开关半桥中开关器件的通断，也可以根据自己检测到的电池串中的电池参数和状态来控制开关半桥中开关器件的通断。当K1闭合导通，K2断开截止时，BM端口的电压即为所管理的电池串电压，可以对电池串充放电；当K1断开截止，K2闭合导通时，BM端口的电压即为0V，即所管理的电池串被旁路掉，不对电池串充放电；当K1和K2都断开截止时，BM端口的对外呈现为开路高阻状态，被管理的电池串无法充放电；切记，K1和K2不能同时闭合导通，否则将会短路电池串带来危险。

请参阅图2，它和图1相似，仅是数字化电池模组的正、负极端口引出点不同，即数字化电池模组的负极端口BM-从开关半桥的中点引出，数字化电池模组的正极端口BM+从与电池串相连的正极接口引出，其它完全一致，因此图2被称为是为本发明的数字化电池模组管理单元方案一示意图的另一种形式。当K1闭合导通，K2断开截止时，BM端口的电压为0V，即所管理的电池串被旁路掉，不对此电池串充放电；当K1断开截止，K2闭合导通时，BM端口的电压为所管理的电池串电压，可以对此电池串充放电；当K1和K2都断开截止时，BM端口的对外呈现为开路高阻状态，被管理的电池串无法充放电；切记，K1和K2不能同时闭合导通，否则将会短路电池串带来危险。

请参阅图3，一种数字化电池模组管理单元，包括连接电池串的正极接口和负极接口、开关器件K1、K2、K3和K4、数字化电池模组的正极端口和负极端口、电池管理单元BMU。开关器件K1和K2串联构成一个开关半桥，开关器件K3和K4串联构成另一个开关半桥，这两个开关半桥并联在与电池串相连的正极接口和负极接口之间，即等效于一个开关全桥并联在与电池串相连的正极接口和负极接口之间；数字化电池模组的正极端口从其中一个开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口从另一个的开关半桥的中点引出；BMU通过采集接口与电池串相连，采集电池串中各单体电池的参数，并根据采集到的参数判断单体电池和电池串的状态，然后，通过通讯接口，把采集到的单体电池和电池串的参数和状态传送给***管理模块，同时接收来自***管理模块的参数和控制指令；BMU可根据接收到的***管理模块的控制指令来控制开关半桥中开关器件的通断，也可以根据自己检测到的电池串中的电池参数和状态来控制开关半桥中开关器件的通断。当K1和K4闭合导通，K2和K3断开截止时，BM端口的电压为所管理的电池串电压，可以对此电池串充放电；当K1和K3闭合导通，K2和K4断开截止时，或者当K2和K4闭合导通，K1和K3断开截止时，BM端口的电压为0V，即所管理的电池串被旁路掉，不对此电池串充放电；当K1、K2、K3和K4都断开截止或者其中三个开关器件断开截止时，BM端口的对外呈现为开路高阻状态，被管理的电池串无法充放电；还有一种开关的通断情况是K2和K3闭合导通，K1和K4断开截止时，BM端口的电压为负的电池串电压，即电池串是被反串在数字化电池模组的正、负极端口的，这种组合要特别引起注意。

请参阅图1～图3，开关器件K1、K2、K3、K4为MOSFET、IGBT(带反并联二极管)或继电器中的任意一种双向导通开关器件；BMU的通讯接口可以是CAN，RS485，Ethernet等有线通讯接口或者Wi-Fi,蓝牙,ZigBee等无线通讯接口；与数字化电池模组管理单元相连的电池串的单体电池数量大于等于2；单体电池可以是三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池、钛酸锂电池、石墨烯锂电池和超级电容器中的任意一种；BMU通过其采集接口采集电池串中的单体电池的参数为该电池的电压、电流、温度、压力、PH值中的一种或几种；BMU具有使电池串内的各个单体电池的电压偏差保持在预期的范围内的功能，从而保证每个单体电池在正常使用时保持相同状态，以避免过充、过放的发生，即电池均衡功能。

请参阅图4，一种数字化电池模组管理单元和电池串构成的数字化电池模组的实施例示意图

电池串由15节磷酸铁锂单体电池串联而成，其编号分别是BC1，BC2，……BC15，单体电池两端的电压及温度通过引线连接至电池串的检测端口，电池串的标称总电压为48V；

数字化电池模组管理单元中Q1和Q2均为MOSFET开关管，BMU通过信号线把电池串的检测端口与BMU采集接口相连，采集电池串中的单体电池的电压和温度，并通过被动均衡对电池串的单体电池实现电压均衡，使得电池串内的单体电池电压一致；

BMU的通讯接口为高速CAN通讯接口，通过此有线通讯接口与***管理模块通讯，接收来自***管理模块的参数和控制指令，并把电池串的单体电池电压、温度参数和电池模组的荷电状态SOC和健康状态SOH参数以及MOS管的开关状态传送给***管理模块。

BMU可以通过控制Q1导通，Q2截止，可以选择加入此电池串，即端口BM+与BM-间的电压为电池串的总电压，可以对电池串进行充放电；也可以通过控制Q1截止，Q2导通，可以选择旁路此电池串，即端口BM+与BM-间的电压为0V，不能对电池串进行充放电；还可以通过控制Q1截止，Q2截止，使得端口BM+与BM-间为开路，即BM+与BM-间为高阻状态，切断数字化电池模组端口与电池串的功率回路的连接；但是，切记不能控制Q1和Q2都导通，对电池串短路从而造成危险。

请参阅图5，一种由多个数字化电池模组串联而成的管理***结构示意图，包含n(n>＝2)个由电池串及数字化电池模组管理单元构成的数字化电池模组，一个***管理模块SMM。n个数字化电池模组以串联的方式连接起来形成数字化电池簇，其中第一个数字化电池模组DBM1的负极端口BM1-连接至***管理模块SMM，DBM1的正极端口BM1+连接到第二个数字化电池模组DBM2的负极端口BM2-，以此类推，直到第n个数字化电池模组DBMn负极端口BMn-，DBMn正极端口BMn+连接至***管理模块SMM。SMM通过通讯接口对其簇内的各个数字化电池模组的管理是通过通讯传递参数、状态和指令。此外，SMM还具有另一个通讯接口II，可以与电池***外的设备进行通讯。

请参阅图6，它与图5相似，不同之处在于多个数字化电池模组的正负极端口串联的顺序不同，即数字化电池模组DBM1的正极端口BM1+连接至***管理模块SMM，DBM1的负极端口BM1-连接到第二个数字化电池模组DBM2的正极端口BM2+，以此类推，直到第n个数字化电池模组DBMn正极端口BMn+，DBMn负极端口BMn-连接至***管理模块SMM。

请参阅图7，一种由16个数字化电池模组串联而成的管理***结构实施例示意图。其中数字化电池模组是采用的如图4所示的数字化电池模组的实施例。数字化电池模组DBM1的正极端口BM1+连接至***管理模块SMM，DBM1的负极端口BM1-连接到第二个数字化电池模组DBM2的正极端口BM2+，以此类推，直到第16个数字化电池模组DBM16正极端口BM16+，DBM16负极端口BM16-连接至***管理模块SMM。***管理模块SMM的主要功能如下：(1)SMM采集电池簇的电流和电池簇端口总电压，并监测电池簇正、负极对地的绝缘电阻；(2)通过CAN通讯接口I与各个数字化电池模组通讯，获取数字化电池模组的单体电池电压、温度和开关状态，并根据***的控制策略下传控制参数和指令给各个数字化电池模组；(3)通过CAN通讯接口II与***外部的功率变换***PCS(power conversion system)通讯，获得功率变换***PCS的直流侧电压的高效工作范围。

通常单节磷酸铁锂单体电池的标称电压为3.2V，工作电压范围为2.8V～3.6V(磷酸铁锂电流90％DOD的电压为2.8V)，那么由15节磷酸铁锂单体电池串联而成的数字化电池模组的端口电压的标称值为48V，工作电压范围为42V～54V，由16个数字化电池模组串联而成的电池簇的不控制的标称电压为768V，工作电压范围为672V～864V，而假定与此电池簇连接的PCS的直流侧工作电压范围为600V～900V，其高效高性能工作电压范围为650V～750V。那么此电池簇在不调节端口电压的情况下，PCS大部分时间是工作在非高效高性能区的。而***管理模块可以根据PCS的这个特点，通过控制数字化电池模组的开关器件的通断，可以在电压高(如780V)时，选择旁路掉1个或者2个数字化电池模组中的电池串，使得PCS的直流侧工作电压处于高效高性能工作区间，使得PCS大部分时间是工作在高效高性能区间的，从而可提高储能***的性能和经济性。

当电池簇中的数字化电池模组的电池串经过很多次的功率循环后或者***建设时就使用的是梯次电池，随着电池簇中电池的充放电循环的继续增加，那么电池簇中的各个数字化电池模组的电池串的参数一致性就较差，在不可以控制电池串的加入或者退出的电池簇***中，电池簇的容量则是被容量最小的电池串决定的，体现出容量的“木桶效应”，电池簇的总储能容量将大大被降低。比如，16个电池串在充满电的情况下的SOC分别是75％，73％，65％，77％，76％，75％，74％，76％，75％，72％，76％，77％，71％，74％，73％，75％。因在满电情况下最低的第3个数字化电池模组中的电池串的SOC只有65％，那么此电池簇在不被控制的情况下，最大的充放电容量就被第3个电池串的最大SOC所决定，即65％，而数字化电池模组可以通过控制开关器件，使得所有的电池串都能充满和放空，那么就相当于把所有的电池串的SOC相加再求平均，即可利用的SOC是74％。可以看到两者相差9％之多，因此，采用数字化电池模组组串成的电池簇能实现数字化电池模组中的电池串的储能容量得到充分利用。

甚至，当随着此电池簇的继续充放电循环，通过在线诊断发现第3个数字化电池模组中的电池串SOH低于30％时，可以控制其开关器件Q1断开，Q2闭合，旁路此电池串并通过通讯告知***管理模块，剩下的15个电池串仍然可以继续工作，其电池簇的端口电压范围为630V～810V，仍处在PCS的直流侧工作范围内，即提高了电池***的可靠性。

当电池簇中有电池串被选择加入或者退出时，其端口电压将会发生快速变化，而与之相连的PCS直流侧常配有容性器件，如果不加控制的话，则在电池串被加入或者退出过程中，因电池簇的内阻很小，其冲击电流将会很大。图8是根据数字化电池模组中电池串的加入或者退出所画的等效电路示意图，其中电感Ls代表电池簇中串联单体电池和数字化电池模组的各个导体以及各个单体电池本身具有寄生电感的总和，电阻Rs代表电池簇的内阻，Cpcs代表PCS的直流侧的容性器件。可以看出，电池串的加入或者退出就是一个BUCK/BOOST电路，下面以电池串加入过程来详细分析开关器件的控制过程，如图9所示。在t0时刻前，表示未启动加入电池串的稳态状态，此时，电池簇的工作电流为I0，PCS直流侧的电压为U0。t0时刻，控制Q1导通加入电池串，此时电池簇的总电压大于PCS直流侧电压U0，电流开始快速上升，PCS直流侧的电压也上升，如果因寄生电感较小导致电流上升的太快，也可以在电池簇中外加一个电感，减小电流的上升速率，当在t1时刻触及电池簇的最大电流时Imax时，关断Q1，电流通过Q2的寄生二极管续流，PCS直流侧电压继续上升，直到电流下降到I0，延时等待一个很短的时间到t2时刻再次控制Q1导通，电流又开始快速上升，PCS直流侧电压也继续上升，当在t3时刻再次触及电池簇的最大电流时Imax时，关断Q1，电流通过Q2的寄生二极管续流，PCS直流侧电压继续上升，直到电流下降到I0，延时等待一个很短的时间再次控制Q1导通，经过多次上述过程的重复后，到达tn时刻，控制Q1再次导通，因电池簇的压差与PCS直流侧的压差很小了，加入电池串后电流上升的很慢，且不再触及Imax，Q1将维持一直导通，此加入过程结束。电池串退出过程也类似，在此就不再详细叙述。从图9中可以看出，因电池串刚开始加入时，电池簇总电压与PCS直流侧的电压压差较大，电流上升的较快，Q1导通的时间较短，随着上述过程的重复，压差越来越小，Q1导通的时间越来越长，其对应的Q1的控制脉宽也越来越宽，因此，也称为脉冲宽度控制。

Claims (10)

1.一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，包括与电池串相连的正极接口和负极接口、开关器件K1和K2、数字化电池模组的正极端口和负极端口、电池管理单元BMU；开关器件K1和K2串联构成开关半桥，并联在与电池串相连的正极端口和负极端口之间；数字化电池模组的正极端口从与电池串相连的正极端口引出，数字化电池模组的负极端口从开关半桥的中点引出；或者数字化电池模组的正极端口从开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口从与电池串相连的正极端口引出；开关器件K1和K2的控制端连接至电池管理单元，其通断受电池管理单元BMU控制。

2.根据权利要求1所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，开关半桥能够替换为开关全桥，开关全桥中，开关器件为K1、K2、K3和K4；开关器件K1和K2串联构成一个开关半桥，开关器件K3和K4串联构成另一个开关半桥，两个开关半桥并联在与电池串相连的正极接口和负极接口之间，等效于一个开关全桥并联在与电池串相连的正极接口和负极接口之间；数字化电池模组的正极端口从其中一个开关半桥的中点引出，数字化电池模组的负极端口从另一个的开关半桥的中点引出；开关器件K1、K2、K3和K4的控制端连接至电池管理单元，其通断受电池管理单元BMU控制。

3.根据权利要求2所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，开关器件K1、K2、K3、K4为MOSFET、IGBT带反并联二极管或继电器中的任意一种双向导通开关器件。

4.根据权利要求1所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，与数字化电池模组管理单元的电池串端口相连的电池串的单体电池数量大于等于2；单体电池是三元锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池、钛酸锂电池、石墨烯锂电池或超级电容器中的任意一种；BMU上设置有采集接口和通讯接口，BMU通过其采集接口采集电池串中的单体电池的参数，参数包括该电池的电压、电流、温度、压力、PH值中的一种或几种，BMU的通讯接口是CAN，RS485，Ethernet有线通讯接口中的一种，或者Wi-Fi，蓝牙，ZigBee无线通讯接口中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，BMU控制开关半桥中开关器件的通断具体为：当选择加入数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，断开数字化电池模组正、负极端口间的开关器件，而闭合另一个开关器件；当选择退出数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，闭合数字化电池模组正、负极端口间的开关器件，而断开另一个开关器件；当选择切断数字化电池模组的正、负极端口与电池串连接，使得数字化电池模组端口为开路高阻状态时，则两个开关器件都断开；两个开关器件不能同时闭合，防止电池串被短路造成危险。

6.根据权利要求2所述的一种数字化电池模组管理单元，其特征在于，BMU控制开关全桥中开关的通断具体为：当选择加入数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，闭合数字化电池模组的正极端口与电池串正极接口间的开关器件和数字化电池模组的负极端口与电池串负极接口间的开关器件，同时断开另外两个开关器件防止同一开关半桥的两个开关器件都闭合而短路电池串；当选择退出数字化电池模组管理单元所管理的电池串时，则闭合数字化电池模组的正极端口和负极端口与电池串正极接口间的两个开关器件，或者电池模组的正极端口和负极端口与电池串负极接口间的两个开关器件，同时断开另外两个开关器件防止同一开关半桥的两个开关器件都闭合而短路电池串；当选择切断数字化电池模组的正、负极端口与电池串连接，使得数字化电池模组端口为开路高阻状态时，则四个开关器件都断开或者四个开关器件中的任意三个开关器件都断开；开关全桥中的任一个半桥的两个开关器件不能同时闭合，防止电池串被短路造成危险。

7.一种数字化电池模组管理***，其特征在于，基于权利要求1-6任意一项所述的数字化电池模组管理单元，包括多个数字化电池模组和***管理模块，多个数字化电池模组以串联的方式连接起来形成数字化电池簇，并与***管理模块相连接；数字化电池模组由若干个电池串及数字化电池模组管理单元构成；***管理模块用于采集电池簇的参数和状态，以及通过通讯接口I与数字化电池模组通讯，管理数字化电池簇中的各个数字化电池模组，获取数字化电池模组的参数和状态，下传控制参数和指令；***管理模块通过通讯接口II，与***外的设备进行通讯。

8.根据权利要求7所述的一种数字化电池模组管理***，其特征在于，***管理模块在充放电过程中通过控制数字化电池模组的开关器件的导通和关断来改变***中实际工作的电池串的数量，调节数字化电池簇的端口总电压；根据数字化电池簇中各个数字化电池模组的荷电状态SOC控制电池串的轮休工作的方式。

9.根据权利要求7所述的一种数字化电池模组管理***，其特征在于，***管理模块通过对数字化电池簇内的各个电池串的健康状态SOH进行在线诊断，通过控制电池模组管理单元的开关器件选择退出状态不良的电池串。

10.根据权利要求7所述的一种数字化电池模组管理***，其特征在于，***管理模块在控制数字化电池模组选择加入或者选择退出工作时，通过控制***内各个数字化电池模组的开关器件的导通和截止时间的宽度，即控制脉冲宽度来控制加入或退出暂态过程的充放电的电流大小。

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