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智能通讯型电池充放电优化控制系统及优化控制方法技术方案

技术编号:10356838 阅读:157 留言:0更新日期:2014-08-27 13:04
本发明专利技术提供一种智能通讯型电池充放电优化控制系统,由电池控制板、以及与其相连接的至少一组电池单元控制模块组,电池单元控制模块组由多个电池单元控制模块构成,多个电池单元控制模块采用并联方式与电池控制板电连接;电池控制板中包括分别与控制模块相连接的信号处理模块a、信号处理模块b、调压电路模块、通讯模块、动力总线与数据总线。实施上述系统的方法为:当输入的当前电压大于预设的额定电压时,则多个电池控制板以并联方式与动力总线连接,以进行充电,否则,多个电池单元控制模块以串联方式与动力总线连接,控制多个电池单元控制模块进行放电。本发明专利技术可提高电池组的安全性、稳定性,加快电池组的充电速度,延长电池组整体寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池充放电控制领域,尤其是一种。
技术介绍
目前,铅酸蓄电池(VRLA)或锂电池或铁锂电池等由于密封性优良,能量密度大,价格低廉而广泛的用于工业储能设备和动力电池中(包括但不局限于电动车或以动力电池为驱动力的其他领域)。在一些小型独立光伏发电系统,对于太阳能的使用效率和整个光伏系统稳定性而言,蓄电池储能系统的性能显得尤为重要。然而由于蓄电池本身的特点以及对于蓄电池充放电管理技术上的局限性,采用传统的充放电方法(诸如恒流,恒压等等)会产生一系列问题:1.长期处于欠充,过充,过放状态,会导致蓄电池产生严重的硫酸盐化现象,析气率高,使蓄电池的容量降低,使用寿命大大减少;2.蓄电池在充电过程中,由于内阻会发热,导致内部温度升高。如果不及时的对温度进行检测和控制,及时调整充放电的电参数,会大幅度的减少蓄电池的寿命。3、蓄电池不具备智能通讯或外联智能设备功能,对电池本身维护判断等存在很大技术难度,电池一旦功能衰减严重只能整体替换或报废。
技术实现思路
针对上述问题中存在的不足之处,本专利技术提供一种可以提高电池组的安全性、稳定性,加快电池组的充电速度,实现远程或本地智能判断,以对电池进行局部更换或维修,延长电池组整体寿命的。为实现上述目的,本专利技术提供一种智能通讯型电池充放电优化控制系统,由电池控制板、以及与其相连接的至少一组电池单元控制模块组,所述电池单元控制模块组由多个电池单元控制模块构成,多个所述电池单元控制模块采用并联方式与所述电池控制板电连接;所述电池控制板中包括分别与控制模块相连接的信号处理模块a、信号处理模块b、调压电路模块、通讯模块、动力总线与数据总线,通过通讯模块实现远程/本地的电池状况判断和控制。上述的智能通讯型电池充放电优化控制系统,其中,所述调压电路模块的输出端分别与电子开关a和电子开关b的输入端电连接,所述电子开关a的输出端分别与控制模块和动力总线正极端电连接,所述电子开关b与所述控制模块以及电子开关c电连接,所述控制模块分别与所述信号处理模块a、所述信号处理模块b、所述调压电路模块以及所述通讯模块电连接,所述信号处理模块b与所述数据总线电连接,所述电子开关c分别与所述信号处理模块a以及动力总线负极端电连接。上述的智能通讯型电池充放电优化控制系统,其中,所述控制模块还可与外部的拓展电路模块电连接,从而实现远程或本地的智能判断。上述的智能通讯型电池充放电优化控制系统,其中,所述控制模块为MCU模块或CPU芯片。上述的智能通讯型电池充放电优化控制系统,其中,所述电池单元控制模块中动力总线正极端分别与采样电路模块a、电子开关a与电池单元中的正极端电连接,所述采样电路模块a的输出端分别与电子开关b以及调压电路模块电连接,所述调压电路模块的输出与所述电子开关b的输出端电连接,所述电子开关b的输出端与动力总线负极端电连接,所述电子开关a输出端与所述电池单元的负极端电连接,所述电子开关a的输入端和输出端分别与采样电路模块a电连接,在所述电子开关a输入端还设有降压电路模块,所述电池单元的负极端还与电子开关b的输入端电连接。本专利技术提供一种电池充放电优化控制方法,包括以下步骤:当输入的当前电压大于预设的额定电压时,则多个电池控制板以并联方式与动力总线连接,控制多个电池单元控制模块进行充电,否则,多个电池单元控制模块以串联方式与动力总线连接,控制多个电池单元控制模块进行放电;其中,在充电步骤中包括以下子步骤:电池控制板通过电池单元控制模块向电池控制板传输的反馈信号和动力总线间电压的变化,判断电池组的充电时间;当反馈信号和动力总线的电压变化达到设定值时,电池控制板停止充电模式,并提示充电状态;其中,在放电步骤中包括以下子步骤:当电池单元控制模块所输出的电压小于动力总线的电压时,电池单元控制模块关闭,且处于暂时隔离状态,否则,电池单元控制模块继续进行放电;当电池单元控制模块释放的电压低于设定电压值时,电池单元控制模块关闭,且退出放电模式,并将关闭信号反馈至电池控制板。上述的控制方法,其中,在充电步骤中,电池单元控制模块对输入的当前电压进行判断,当输入的当前电压低于设定值时,则开启电子开关,并将开启信号反馈至电池控制板,同时进入充电模式;当输入的当前电压高于设定值时,则通过调压电路模块降低电压值,并开启电子开关,将开启信号反馈至电池控制板,同时进入充电模式;与输入的当前电压高于设定值时,则关闭电子开关,将关闭信号反馈至电池控制板,充电结束。上述的控制方法,其中,在放电步骤中,电池单元控制模块对输出的当前电压进行判断,当输出的当前电压高于设定值时,则开启电子开关,并将开启信号反馈至电池控制板,同时进入放电模式;当输出的当前电压低于设定值时,则关闭电子开关,并将关闭信号反馈至电池控制板,放电结束。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点:1、本专利技术可提高电池组的安全性、稳定性,加快电池组的充电速度,延长电池组整体寿命,便利维护提高电池组的可靠性和资源利用性,减少环境污染和资源浪费;2、本专利技术采用模块化设计,可便捷实现电池多样化和多层次化组合,更好的满足用户的多样化的实际使用需求。降低了电池组维护的专业难度,方便了电池组件的更换,可减少环境污染和资源浪费;3、本专利技术采用分体化独立管理,降低了因材料稳定性、一致性、衰减程度等因素对电池组的整体影响,最大化的延长电池组寿命,提升电池性能;4、本专利技术采用多样化数据管理,根据电池性能规模,自由组合,可通过显示面板/专业电脑/移动终端/个人PC/网络远程等智能终端进行通讯,实现电池组故障分析,从而提高电池组的寿命和循环利用的次数;5、本专利技术采用并进串出的充放电模式,电池是通过一个个电池单体的串联来实现不同电压和电压的输出的,现有电池构造中,充放过程都是串联的方式,从而造成充电时间过长,充电过程发热量持续增加,在充电时采用并联电路,在所有电池单体中施加相同的电压,以达到各个单体同时充电的目的,同时,通过充电不同阶段的电压调节,达到对电池单体发热量和充电程度的控制,通过电池单体上的控制板,在单体充电充饱后,实现自动隔离,从而达到保护单体的目的。在放电过程中,也是通过电池单体上的控制板,控制单体的放电程度,在达到单体的欠压点后,实现自动隔离的。随着电池组单体放电数量的减少,电压值会不断降低,逐步达到整体停止放电的目的,最终实现电池组的整体保护和寿命的延长。【附图说明】图1为本专利技术中控制系统的结构框图;图2为图1中电池控制板的结构框图;图3为图1中电池单元控制模块的结构框图;图4为本专利技术中控制方法的流程图;图5为图4中电池控制板在充电步骤中的流程图;图6为图4中电池单元控制模块在充电步骤中的流程图;图7为图4中电池控制板在放电步骤中的流程图;图8为图4中电池单元控制模块在放电步骤中的流程图。主要附图标记说明如下:1-电池控制板 2-电池单元控制模块3-调压电路模块4-电子开关a 5-控制模块6_电子开关b7-信号处理模块a 8-拓展模块9_信号处理模块b10-通讯模块 11-动力总线正极端 12-数据总线13-动力总线负极端14-电子开关c15-降压电路模块16-采样电路模块a 17-采样电路模块b 18-电池单元【具体实施方式】 如图1至图3所示,该智能通讯型电池充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能通讯型电池充放电优化控制系统,其特征在于,由电池控制板、以及与其相连接的至少一组电池单元控制模块组,且可所述电池单元控制模块组由多个电池单元控制模块构成,多个所述电池单元控制模块采用并联方式与所述电池控制板电连接;所述电池控制板中包括分别与控制模块相连接的信号处理模块a、信号处理模块b、调压电路模块、通讯模块、动力总线与数据总线,通过通讯模块实现远程/本地的电池状况判断和控制。

【技术特征摘要】
1.一种智能通讯型电池充放电优化控制系统,其特征在于,由电池控制板、以及与其相连接的至少一组电池单元控制模块组,且可所述电池单元控制模块组由多个电池单元控制模块构成,多个所述电池单元控制模块采用并联方式与所述电池控制板电连接; 所述电池控制板中包括分别与控制模块相连接的信号处理模块a、信号处理模块b、调压电路模块、通讯模块、动力总线与数据总线,通过通讯模块实现远程/本地的电池状况判断和控制。2.根据权利要求1所述智能通讯型电池充放电优化控制系统,其特征在于,所述调压电路模块的输出端分别与电子开关a和电子开关b的输入端电连接,所述电子开关a的输出端分别与控制模块和动力总线正极端电连接,所述电子开关b与所述控制模块以及电子开关c电连接,所述控制模块分别与所述信号处理模块a、所述信号处理模块b、所述调压电路模块以及所述通讯模块电连接,所述信号处理模块b与所述数据总线电连接,所述电子开关c分别与所述信号处理模块a以及动力总线负极端电连接。3.根据权利要求2所述的智能通讯型电池充放电优化控制系统,其特征在于,所述控制模块还与外部 的拓展电路模块电连接。4.根据权利要求3所述的智能通讯型电池充放电优化控制系统,其特征在于,所述控制模块为MCU模块或CPU芯片。5.根据权利要求1至4中任一所述的智能通讯型电池充放电优化控制系统,其特征在于,所述电池单元控制模块中动力总线正极端分别与采样电路模块a、电子开关a与电池单元中的正极端电连接,所述采样电路模块a的输出端分别与电子开关b以及调压电路模块电连接,所述调压电路模块的输出与所述电子开关b的输出端电连接,所述电子开关b的输出端与动力总线负极端电连接,所述电子开关a输出端与所述电池单元的负极端电连接,所述电子开关a的输入端和输出端分别与米样电路模块a电连接,在所述电子开关a输入端还设有降压电路模...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐宪华
申请(专利权)人:徐宪华
类型:发明
国别省市:河北;13

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