用于提高电池组均衡性的控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了本发明专利技术为一种用于提高电池组均衡性的控制装置，合理设计控制模块、功率开关、电容，使控制模块控制电容切入切出电路，实现对电容优先充电/放电，实现提高电池的均衡性的目的；本发明专利技术为一种用于提高电池组均衡性的控制方法，通过储能电容弥补电池组容量的不足，电容阻容值较小，所以充/放电时储能电容优先，都是储能电容优先，使电路结构达到弥补电池组容量不足和减弱充放电瞬间冲击电流的作用，起到保护电池的作用。

Control Device and Control Method for Improving Battery Balance

【技术实现步骤摘要】
用于提高电池组均衡性的控制装置及控制方法
本专利技术属于电池保护装置
，具体涉及一种用于提高电池组均衡性的控制装置，还涉及一种用于提高电池组均衡性的控制方法。
技术介绍
随着电动汽车的普及，由于汽车动力电池使用寿命仅有3-5年，当电池容量剩下85％左右时，即面临报废回收；而动力电池替换下来之后，仍可以作为梯次电池使用在电能储存等方面，直到工作到容量剩下65％左右，这样几乎可以使电池使用寿命延长。但是梯次电池的回收使用一直都是各国除开电池的难题，主要由于梯次电池在回收前使用程度不同，各方面性能都不一致，而均衡性差处理的最大难题。因此改善梯次电池均衡性是回收使用梯次电池必须要解决的难题。目前为止，各国解决电池均衡性的方法通常是在组装电池之前进行电池性能测量，将电池性能十分一致的电池组装在一起；而对于梯次电池的均衡性仍然没有很好的处理办法；电动汽车使用率越来越高，梯次电池的数量也越来越多，因此成本低、收益大的改善梯次电池均衡性的方法急需开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于提高电池组均衡性的控制装置，通过控制模块、功率开关管控制电容合理切入切出电路，从而提高电池的均衡性。本专利技术的目的是提供一种用于提高电池组均衡性的控制方法，充放电时，都是储能电容优先，充放电初期的冲击电流都附加于储能电容，起到保护电池的作用。本专利技术所采用的技术方案是，用于提高电池组均衡性的控制装置，包括多个组合电池模块和主控制模块，每个组合电池模块包括：电池组、储能电容、功率开关模块、电流检测模块，电池组由梯次电池组成，电流检测模块包括电流检测单元1和电流检测单元2，其特征在于，储能电容、功率开关模块、电流检测单元1依次串联形成支路一，电池组与电流检测单元2串联形成支路二，支路一与支路二并联，主控制模块连接电流检测模块和功率开关模块。本专利技术的特点还在于：主控制模块由MCU微控制器和输入接口、输出接口组成，输入接口连接电流检测单元1和电流检测单元2，输出接口连接功率开关模块，MCU微控制器通过输出接口控制功率开关模块。功率开关模块为电平控制功率开关管。本专利技术所采用的另一技术方案是，用于提高电池组均衡性的控制方法，使用用于提高电池组均衡性的控制装置，电流检测单元向主控制模块提供电流提示信号，主控制模块通过控制功率开关管的通断，控制储能电容适时地切入切出，利用储能电容提高电池均衡性。具体过程为：充电时，优先对储能电容充电，随着充电过程进行，支路一相对电流增加直到大于支路二电流，即主控制模块收到电流检测模块发出的电流变化信号，主控制模块向功率开关模块输出断开的电平信号，实现对并联梯次电池组充电；放电时，主控制模块输出电平信号使功率开关模块闭合，储能电容优先放电，随着放电过程的进行，支路一电流减小，当小于支路相对电流时，主控制模块向功率开关模块输出断开电平信号，电池组放电。主控制模块由MCU微控制器和输入接口、输出接口组成，输入接口连接电流检测单元1和电流检测单元2，输出接口连接功率开关模块。功率开关模块为电平控制功率开关管。本专利技术的有益效果是，本专利技术为一种用于提高电池组均衡性的控制装置，合理设计控制模块、功率开关、电容，使控制模块控制电容切入切出电路，实现对电容优先充电/放电，实现提高电池的均衡性的目的。本专利技术为一种用于提高电池组均衡性的控制方法，通过储能电容弥补并联梯次电池组容量的不足，电容阻容值较小，所以充/放电时储能电容优先，都是储能电容优先，使电路结构达到弥补电池组容量不足和减弱充放电瞬间冲击电流的作用，起到保护电池的作用。附图说明图1为本专利技术一种用于提高电池组均衡性的控制装置结构示意图；图2是本专利技术一种用于提高电池组均衡性的控制方法原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术采用用于提高电池组均衡性的控制装置，如图1所示，包括多个组合电池模块和主控制模块，每个组合电池模块包括：电池组、储能电容、功率开关模块、电流检测模块，电池组由多个电池并联或串联组成，电流检测模块包括电流检测单元1和电流检测单元2，储能电容、功率开关模块、电流检测单元1依次串联形成支路一，电池组与电流检测单元2串联形成支路二，支路一与支路二并联，主控制模块连接电流检测模块和功率开关模块。电流检测单元1、电流检测单元2主要利用测电流的装置，如电流表，毫安电流计组成，用来测量梯次电池和电容部分的工作电流，为主控制模块提供可分析的电流信号。主控制模块由MCU微控制器和输入接口、输出接口组成，输入接口连接电流检测单元1和电流检测单元2，输出接口连接功率开关模块，MCU微控制器通过输出接口控制功率开关模块。功率开关模块为电平控制功率开关管。用于提高电池组均衡性的控制方法，使用用于提高电池组均衡性的控制装置，电流检测单元向主控制模块提供电流提示信号，主控制模块通过控制功率开关管的通断，控制储能电容适时地切入切出，利用储能电容提高电池均衡性。具体过程为：如图2所示，由于储能电容是用来弥补电池组容量的不足，因此其阻容值较小，所以充电时，优先对储能电容充电，随着充电过程进行，支路一相对电流增加直到大于支路二电流，即主控制模块收到电流检测模块发出的电流变化信号，主控制模块向功率开关模块输出断开的电平信号，实现对电池组充电；放电时，主控制模块输出电平信号使功率开关模块闭合，储能电容阻容值较小优先放电，随着放电过程的进行，支路一电流减小，当小于支路相对电流时，主控制模块向功率开关模块输出断开电平信号，电池组放电。整个电路工作时重复这一充放电过程，MCU微控制器和电容阻容值特性配合工作，使电容合理得切入切出电路，使电路结构达到弥补电池组容量不足和减弱充放电瞬间冲击电流的作用。主控制模块由MCU微控制器和输入接口、输出接口组成，输入接口连接电流检测单元1和电流检测单元2，输出接口连接功率开关模块。电流检测模块输入电流信号供给MCU微控制器分析处理，再将处理结果以高低电平的方式，通过控制电流输出电路输出给功率开关管模块，达到控制电路通断的目的。功率开关模块为电平控制功率开关管。储能电容根据实际所需选择一定型号的电容。例如：目标电池块容量65A/h，14节梯次电池并联可提供容量64A/h，则电容能量为1A/h，再根据电容能量方程W＝CU*U，而电池由于并联电压确定，即可得出电容值C。在实际操作中大多通过电容能量计算公式算出所需电容值，再根据具体电容值使用相对应的电容和功率开关管，MCU微控制器可以同时对十几个或几十个相同的组合电池模块进行控制，可以降低大量成本。随机挑选相同型号某品牌磷酸铁锂电池100个，标称循环寿命1900-2000次，将60个电池随机分成A、B两组，每组30个，A组不做任何处理，在100％DOD、1C充放电在正常的温度湿度和正常大气压的情况下，循环寿命平均1945次，B组使用本专利技术用于提高电池组均衡性的控制装置，相同条件下，电池循环寿命2476次，平均提高531次，可将电池寿命提高15-40％。另外，在突发情况下，电池组内部电压、电流骤变，95％以上概率首先击穿储能电容，使装置电路短路，保护电池不受影响，避免意外发生。通过上述原理的描述，本专利技术为一种用于提高电池组均衡性的控制装置，合理设计控制模块、功率开关、电容，使控制模块控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于提高电池组均衡性的控制装置，其特征在于，包括多个组合电池模块和主控制模块，每个所述组合电池模块包括：电池组、储能电容、功率开关模块、电流检测模块，所述电池组由多个电池并联构成，所述电流检测模块包括电流检测单元1和电流检测单元2，其特征在于，所述储能电容、功率开关模块、电流检测单元1依次串联形成支路一，所述电池组与电流检测单元2串联形成支路二，所述支路一与支路二并联，所述主控制模块连接电流检测模块和功率开关模块。

【技术特征摘要】
1.用于提高电池组均衡性的控制装置，其特征在于，包括多个组合电池模块和主控制模块，每个所述组合电池模块包括：电池组、储能电容、功率开关模块、电流检测模块，所述电池组由多个电池并联构成，所述电流检测模块包括电流检测单元1和电流检测单元2，其特征在于，所述储能电容、功率开关模块、电流检测单元1依次串联形成支路一，所述电池组与电流检测单元2串联形成支路二，所述支路一与支路二并联，所述主控制模块连接电流检测模块和功率开关模块。2.根据权利要求1所述用于提高电池组均衡性的控制装置，其特征在于，所述主控制模块由MCU微控制器和输入接口、输出接口组成，所述输入接口连接电流检测单元1和电流检测单元2，所述输出接口连接功率开关模块，所述MCU微控制器通过输出接口控制功率开关模块。3.根据权利要求1所述用于提高电池组均衡性的控制装置，其特征在于，所述功率开关模块为电平控制功率开关管。4.用于提高电池组均衡性的控制方法，其特征在于，所述使用如权利要求2所述的用于提高电池组均衡性的控制装置，电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤志明，黄亮，张锐明，
申请(专利权)人：张锐明，
类型：发明
国别省市：湖北,42