一种电量转移总线系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种电量转移总线系统，通过1对或多对电量转移总线，将电池、发电设备及电气负载连接起来，在电池、发电设备及电气负载之间，实现可控的电量转移，本实用新型专利技术的有益效果是：充电及放电过程全程可控，可按需要重新分配各电池的剩余电量，充电时不过充，放电时不过放即可完全控制电池组的部分或全部电池放电深度保持一致，延长电池组的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池
，尤其是涉及智能电池及电池组的应用。
技术介绍
电池不一致性是当前电池应用中尤其是动力电池编组应用中始终无法彻底解决的难题。电池的应用一般是编组使用，少则3、4块电池编组，多则几百块电池编组。由于制造工艺问题、材质的不均匀及储存能量物质的密度/质量不完全相同等多种因素，不一致性在电池的生产环节中的各电池间是绝对存在；在电池的使用环节，由于电池编组后每块电池在电池组中的位置不同，电池组充放电时的热场的不均匀性导致每块电池在充放电时所处的环境温度不同，不一致性在电池的使用环节中会逐渐扩大甚至失控，导致个别电池的充放电深度相对较大，即充电时出现不受控的过充电和欠充电，并加剧放电时部分电池的过放电的现象，电池组中各电池的放电深度不一致将导致电池组的整体放电量下降及电池组的整体循环寿命随着放电深度最大的部分电池的循环寿命下降而加速下降。电池编组后一般需要配备昂贵的电池管理系统，但也只能起到诊断即检测数据的功能，无法对电池组中的个别电池实施控制和修复，而且配备电池管理系统后有大量的布线及屏蔽处理，增加了成本，降低了系统可靠性。近几年出现了给电池组中的电池独立充电的充电装置，虽然还未大面积推广应用，但较之前普遍应用的传统串联充电技术已经有了质地区别。经测试发现独立充电技术仍有不足之处:无法控制放电环节，无法保证电池组中所有电池保持相同的放电深度，充电器距离电池组有一定距离，导致充电线的线径规格与数量相应增加；大电流充电线和数据采集线的铺设(包括屏蔽)也增加了额外的空间、成本和不安全因素；而且长距离的数据采集线降低了数据采集的精度。现有的充电方法都是以“充满”为目标，在这个目标下由于电池间的不一致性，传统的串联充电方式在充电或放电时都会导致电池组中的部分电池处于过充电及过放电的状态，当使用可对每块电池进行独立充电的充电器对电池组充电时，电池组不会发生过充电的现象，但仍然无法避免放电过程中的部分电池的相对放电深度较大即出现相对过放电的现象，电池组中各电池的放电深度不一致将导致电池组的整体放电量下降及电池组的整体循环寿命随着放电深度最大的部分电池的循环寿命下降而加速下降。
技术实现思路
本技术公开的智能电池、电量转移总线和均衡充放电方法克服现有技术不足，通过在传统电池内部加装控制单元的方式制成智能电池，在电池内部即完成本电池的各项数据的采集及可控充电，通过控制单元的通讯模块可与同一编组的所有智能电池及电池组的上级控制系统进行双向通讯交换数据，并可在编组后实现电池间的电量转移，充电时采用可动态调整充电参数的充电方法，放电时采用可在电池间实现电量转移的放电方法，达到充电时不过充、放电时不过放的均衡充放电，并可在有发电设备接入电量转移总线时，对部分或全部电池进行补充电，增加电池组的放电量。本技术公开的一种智能电池的技术方案，包括控制单元、电池本体部分、连接线和传感器、外壳，可参考图1，智能电池的结构示意框图。进一步地，控制单元的主要功能是协调控制、获取信息、统计分析、主动控制和对外反馈，即协调控制同一编组内所有电池及相连的发电设备/电气负载协同工作；获取编组内的所有电池/设备的各种信息；对获取的上述信息进行统计分析和计算处理；进而对编组内各电池及设备间进行充电参数调整及电量再分配等控制；同时对外界的命令进行被动反馈和向外界主动报告信息。进一步地，控制单元包括主控模块、存储模块、采集模块、电量转移模块、充电模块、通讯模块及交互模块。进一步地，主控模块的功能是协调本电池的各模块协同工作，并可通过通讯接口协调同一编组的其他智能电池的所有模块及相连的发电设备/电气负载工作，并可与电池组上级控制系统进行通讯，报告电池组的数据，接收电池组上级控制系统的命令并执行，主控模块的主要功能描述如下:1.主控模块包括处理器及程序，实现的主要功能是，可根据读取的本电池的充放电数据及收到的电池组中每块电池的充放电数据和电池组上级控制系统的命令，统计并计算出电池组中每块电池的充放电循环次数、充放电深度、劣化程度及相对劣化程度，计算出适合本电池及电池组中其他电池的充电参数并发给本电池的充电单元或通过通讯接口发送给其他电池，根据收到的电池组中每块电池的实时数据、上级控制系统的命令及来自交互模块的命令动态调整电池组中每块电池的充电参数并发送给电池组中的其他电池的充电模块，或接收同一编组中其他智能电池的主控模块发来的命令及充电参数，驱动本电池的充电模块工作；根据电池组中各电池的剩余电量数据，适时启动电量转移模块，在电池组的各电池间实现电量转移；根据电池组中的每块电池的循环次数、充放电深度、劣化程度及剩余电量等数据分析每块电池的相对劣化程度并向电池组的上级控制系统汇报；控制采集模块的数据采集种类及采集频率；读取本电池及其他电池的存储模块内的数据；校准时修正同一编组的各采集模块的偏移量；程序可升级，升级方式包括通过本电池的程序升级接口(如USB或TF卡等存储卡)升级、通过通讯模块由电池组的上级控制系统实现升级，一块电池升级后，可给同一编组的其他智能电池的主控模块自动升级，或接受电池组的其他电池的主控模块的控制实现程序升级；2.主控模块带有隔离电路，用来隔离采集模块和充电模块；3.主控模块带有实时时钟，该时钟可在与其他智能电池及电池组上级控制系统的通讯中实时校准，保持电池组及电池组上级控制系统的时钟一致；4.主控模块带有陀螺仪芯片，可感知电池当前的加速度等运动状态，或可通过与电池组上级控制系统通讯获取电池组的速度及加速度等运动状态；5.主控模块带有环境温度采集功能，采集安装在本模块上的或电池外面的温度传感器来采集环境温度，或可通过与电池组上级控制系统通讯获取环境温度数据；6.主控模块带有自检功能，并可把自检结果向电池组控制系统报告；7.主控模块带有加热/降温接口，向外界如电池组控制系统或附加的加热/降温设备发出加热/降温信号，可控制智能电池外部的加热/降温设备对电池组的全部或部分电池进行加热/降温，以使所有电池工作在适宜的温度；8.在智能电池编组使用时，可自动分配某块智能电池的主控模块作为整个电池组的主控模块，协调整个电池组的所有模块工作，整个电池组可只有一块智能电池配备主控模块，以节省成本。进一步地，存储模块的功能是存储下列信息:本电池的品牌/型号/生产日期/序列号/质检编号在内的部分或全部信息，本电池的采集模块采集的充放电时的包括电压/电流/内阻/温度在内的充放电数据，通过通讯接口收到的信息，主控模块存储的信息，上述信息均带有时间戳，以备调取。进一步地，采集模块的功能是执行主控模块或来自通讯模块的命令，按照规定的当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电量转移总线系统，其特征是，包括1对或多对电量转移总线，将电池、发电设备及电气负载连接起来，在电池、发电设备及电气负载之间，实现可控的电量转移，其中：电池的数量为1个或1个以上；发电设备的数量为0个、1个或1个以上；电气负载的数量为0个、1个或1个以上；接入电量转移总线上的所有电池、发电设备或电气负载都具有可统一协调控制的开关或经过可统一协调控制的开关来实现在电气上与电量转移总线连接或断开。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光辰，
申请(专利权)人：刘光辰，
类型：新型
国别省市：北京;11