The invention relates to a battery pack structure reconstruction device and method, including a main control module, n battery single modules and N battery single modules. The main control module is connected with n battery single modules through a communication bus, and the battery connection terminals of each battery single module are respectively connected with the negative and positive electrodes of a battery single module, and the main control module queries n batteries through a communication bus The amount of cell monomer is output by the DC power output system of the main control module through the output terminals \u2011 and +. The structure of the battery pack reconstruction method disclosed in the invention is simpler, in which the independently installable battery module can be directly attached to the battery monomer to form the intelligent battery unit, and the intelligent battery unit can be further assembled into the intelligent battery pack, so the equipment installation and maintenance are simple and easy. In the series mode, the battery of different types and specifications can be mixed for use, which is suitable for large electric quantity Pool group management system.
【技术实现步骤摘要】
一种电池组结构重构装置和方法
本专利技术涉及电池管理
,具体涉及一种电池组结构重构装置和方法。
技术介绍
在电池系统中担任重要角色的电池管理系统(BMS)作为延长电池寿命的有效手段,逐渐得到大家的重视,其中,起到关键作用的BMS均衡系统也引起了广泛关注。目前市场上均衡多串联的电池系统有传统的被动均衡和主动均衡两种方式。被动均衡一般通过电阻放电的方式,对电压较高的电池进行放电,以热量形式释放荷电量,为其他电池争取更多充电时间。这样整个系统的荷电量受制于荷电量最少的电池。充电过程中,锂电池一般有一个充电上限保护电压值,当某一串电池达到此电压值后,BMS会切断充电回路,停止充电。如果充电时的电压超过这个数值,也就是俗称的“过充”,锂电池就有可能燃烧或者爆炸。因此,BMS一般都具备过充保护功能,防止电池过充。被动均衡的优点是成本低和电路设计简单;而缺点为是以最低电池残余量为基准进行均衡,无法增加残量少的电池的荷电量,及均衡荷电量100%以热量形式被浪费。主动均衡是以荷电量转移的方式进行均衡,效率高,损失小。不同厂家的方法不同,均衡电流也从1~10A不等。目前市场上出现的很多主动均衡技术不成熟,导致电池过放,加速电池衰减的情况时有发生。市场上的主动均衡大多采用变压原理,依托于芯片厂家昂贵的芯片。并且此方式除了均衡芯片外,还需要昂贵的变压器等周边零部件,体积较大,成本较高。主动均衡的优点是效率高、能量损失小且电池残荷电量平均;缺点是成本高、电路设计复杂。此外,主动均衡造过程依靠高荷电量电池向低荷电量电池荷电量转移实现,对高荷电量电池使用寿命会有负面影响。专利技术 ...
【技术保护点】
1.一种电池组结构重构装置,其特征在于:包括主控模块、N个电池单体模块和N个电池单体,所述主控模块通过通讯总线与N个电池单体模块的通讯总线端子相连接,每个电池单体模块的电池单体负极连接端子、电池单体正极连接端子分别对应与一个电池单体的负极、正极相连接,主控模块通过通讯总线分别查询N个电池单体的用量,所述电池单体通过电池单体模块串联或者并联在一起,形成电池组,所述电池组负极输出端子、电池组正极输出端子分别接入主控模块MAIN的电池正极输入端子、电池负极输入端子,经主控模块的直流电源输出系统通过输出端子(‑)、(+)输出符合要求的直流电。
【技术特征摘要】
1.一种电池组结构重构装置,其特征在于:包括主控模块、N个电池单体模块和N个电池单体,所述主控模块通过通讯总线与N个电池单体模块的通讯总线端子相连接,每个电池单体模块的电池单体负极连接端子、电池单体正极连接端子分别对应与一个电池单体的负极、正极相连接,主控模块通过通讯总线分别查询N个电池单体的用量,所述电池单体通过电池单体模块串联或者并联在一起,形成电池组,所述电池组负极输出端子、电池组正极输出端子分别接入主控模块MAIN的电池正极输入端子、电池负极输入端子,经主控模块的直流电源输出系统通过输出端子(-)、(+)输出符合要求的直流电。2.根据权利要求1所述的一种电池组结构重构装置,其特征在于:所述电池单体模块是物理上独立的硬件模块,和电池单体连接在一起,组成智能电池模块,电池单体模块包括电池单体编号存储单元、电池单体电压测量单元、电池单体电流测量单元、电流路由选择单元、电池单体模块控制单元,所述电池单体模块上设置有电源总线端子、通讯总线端子、电池单体负极连接端子、电池单体正极连接端子、电池单体模块负极输出端子、电池单体模块正极输出端子,所述电流路由选择单元包括电流路由选择接点、电池单体加载接点、电池单体串联卸载接点、电池单体并联卸载接点,其中所述电流路由选择接点通过电池单体电流测量单元与电池单体模块正极输出端子相连接,所述电池单体加载接点与电池单体正极连接端子相连接,电池单体串联卸载接点与电池单体模块负极输出端子相连接,电池并联卸载接点空置,电池单体电压测量单元与电池单体负极连接端子、电池单体正极连接端子连接。3.根据权利要求1或2所述的一种电池组结构重构装置,其特征在于:多个所述智能电池模块串联或并联组成一个二级电池单体模块,再通过对应的电池单体模块并联或者串联形成一个复合混联智能电池组。4.根据权利要求2所述的一种电池组结构重构装置,其特征在于:所述电池模块间串联连接方式是:一共N块电池单体,每块电池单体配置一块独立的电池单体模块,电池单体的负极连接至电池单体模块的电池单体模块负极连接端子,电池单体的正极连接至电池单体模块的电池单体模块正极连接端子,电池组负极输出端子连接第1块电池单体模块的电池单体模块负极输出端子,第k块电池单体模块的电池单体模块正极输出端子连接第k+1块电池单体模块的电池单体模块负极输出端子,第N块电池单体模块的电池单体模块正极输出端子连接电池组正极输出端子,其中1≤k<N;所述电池模块间并联连接方式是:一共N块电池单体,每块电池单体配置一块独立的电池单体模块,电池单体的负极连接至对应电池单体模块的电池单体模块负极连接端子,电池单体的正极连接至对应电池单体模块的电池单体模块正极连接端子,每一块电池单体模块正极输出端子连接电池组正极总线,每一块电池单体模块负极输出端子连接电池组负极总线,其中1≤k<N。5.一种电池组结构重构方法,其特征在于:包括以下方法:S1采集电池单体荷电量一个电池单体或者一个电池块对应连接一个电池单体模块,电池单体或者电池块再通过对应的电池单体模块串联或者并联形成一个电池组,电池单体模块采集对应电池单体或者电池块的荷电量,并将荷电量传送给控制系统;S2在充电模式下,控制系统卸载荷电量饱和的在线电池单体;S3在放电模式下,控制系统卸载荷电量低于放电要求的在线电池单体,控制系统加载荷电量较高的离线电池单体,保障电池组电力输出需要;S4所述S2、S3中卸载和加载电池单体的工作过程为:当电池组内电池单体采用串联连接方式时,控制系统向电流路由选择单元发出卸载命令,使电流路由选择接点与电池单体串联卸载接点连接,控制系统卸载对应的电池单体;当电池组内电池单体采用并联连接方式时,控制系统向电流路由选择单元发出卸载命令,使电流路由选择接点与电池单体并联卸载接点连接,控制系统卸载对应的电池单体;当电池组内电池单体采用串联、或者并联连接方式时,控制系统向电流路由选择单元发出加载命令,电流路由选择接点与电池单体加载接点连接,控制系统加载对应的电池单体。6.根据权利要求5所述的一种电池组结构重构方法,其特征在于:所述电池单体模块采用但不限于电池电压、电流计算电池单体荷电量。7.根据权利要求5所述...
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