一种适用于并联的智能电池及多智能电池的并联工作方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于并联的智能电池及多智能电池的并联工作方法，属于智能电池技术领域，解决了现有技术中多个电池不能直接并联使用的问题。一种适用于并联的智能电池，包括电芯、控制单元、充放电单元、充放电接口、电流传感器；所述电芯、充放电单元、充放电接口顺次相连；充放电接口用于连接充电装置或用电设备，形成回路；电流传感器，用于实时检测回路电流；当通过充放电单元向电芯充电过程中检测到回路电流I≤Ichg，控制单元控制充放电单元切换至不可向电芯充电状态，清除计时器T；Ichg为非授权状态下的最大充电电流；智能电池放电为正，充电为负。本发明专利技术中提供的智能电池可实现存在未知差异的多电池之间的并联，能够满足不同用户的差异化需求。

A Parallel Working Method for Parallel Smart Batteries and Multi-Smart Batteries

【技术实现步骤摘要】
一种适用于并联的智能电池及多智能电池的并联工作方法
本专利技术涉及智能电池
，尤其涉及一种适用于并联的智能电池及多智能电池的并联工作方法。
技术介绍
在一些用电设备、尤其是电动自行车中，大量使用多只并联/串联的电芯。不同的用户对于电池的容量、体积、重量等存在差异化的需求。有些用户期望高容量，长续航，有些用户期望电池轻便，易更换。针对不同用户的差异化需求，以往的解决方案都是为不同用户提供不同容量的电池。这造成了电池型号繁多，容量、尺寸不统一。对于提供共享动力电池的服务模式，若按照用户的不同需求提供不同容量的电池，将会增加共享电池流动的复杂性，增加了共享电池的运营成本，在人工处理时也很容易出现差错，给用户造成使用不便和安全隐患；若提供统一标准的电池，则无法满足不同用户的差异化需求。通过电压、内阻等的匹配，多个电池可实现直接并联使用。然而，在共享电池领域，用户是随机取得多个电池的，理论上无法做到简单并联之前的匹配。多个电池并联使用，在理论上属于电压源之间的并联。其风险在于，只要电池存在压差，电池之间就存在互相充放电的问题。动力电池电芯的内阻很小，不同电池包之间，很小的压差，就会引发巨大的充放电电流。轻则缩短电池寿命，重则引起电池温度上升，成为安全隐患。除非是经过筛选匹配的电池，一般都不允许存在未知差异的电池直接并联使用。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种适用于并联的智能电池及多智能电池的并联工作方法，用以解决现有技术中多个电池不能直接并联使用的问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种适用于并联的智能电池，包括电芯、控制单元、充放电单元、充放电接口、电流传感器；所述电芯、充放电单元、充放电接口顺次相连；所述充放电接口用于连接充电装置或用电设备，形成回路；所述电流传感器，用于实时检测回路电流；当通过充放电单元向电芯充电过程中检测到回路电流I≤Ichg，所述控制单元控制所述充放电单元切换至不可向电芯充电状态，清除计时器T；其中，Ichg表示非授权状态下的最大充电电流；智能电池的放电电流为正，充电电流为负。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述充放电单元的常态为：不可向电芯充电状态。进一步，所述智能电池还包括加速度传感器；所述加速度传感器，用于检测所述智能电池的振动位移；所述控制单元还执行下述流程控制充放电单元的状态切换：当检测到回路电流I≥Ion，所述控制单元控制所述充放电单元切换至可向电芯充电状态，清除计时器T，并返回检测回路电流I；当检测到回路电流Ichg＜I＜Ion时，进一步判断I是否小于等于Ioff：当I＞Ioff时，清除计时器T，返回检测回路电流I；当I≤Ioff时，读取加速度传感器检测到的振动量V：当同时满足I≤Ioff和V＜Vu，读取计时器T：当T≥Toff，所述控制单元控制所述充放电单元切换至不可向电芯充电状态，并返回检测回路电流I；当T＜Toff，返回检测回路电流I；当不能同时满足I≤Ioff和V＜Vu，清除计时器T，并返回检测回路电流I；其中，Ion表示非授权状态下的充电开关接通电流；Ioff表示非授权状态下的充电开关断开电流；Toff表示非授权状态下的充电开关断开延时；Vu表示非授权状态下的充电开关断开的加速度上限。进一步，Ichg为负值；Ion小于用电设备的正常工作电流的下限值；Ioff＜Ion，且Ioff为正值；所述Toff取值为所述智能电池允许的最长持续反充电时间。进一步，所述充放电单元包括放电开关、充电开关、二极管D1、二极管D2，所述放电开关和充电开关串联在所述回路中，所述二极管D1正向并联在充电开关的两端；所述二极管D2反向并联在放电开关的两端；所述控制单元通过控制所述充电开关的通断将充放电单元切换至可向电芯充电状态或不可向电芯充电状态。进一步，所述控制单元通过以下方式控制所述充电开关的通断将充放电单元切换至可向电芯充电状态或不可向电芯充电状态：所述控制单元实时检测回路电流I，并通过内置的计时器T持续计时：当检测到回路电流I≤Ichg，所述控制单元控制所述充电开关断开，清除计时器T，并返回检测回路电流I；当检测到回路电流I≥Ion，所述控制单元控制开启接通所述充电开关，清除计时器T，并返回检测回路电流I；当检测到回路电流Ichg＜I＜Ion时，进一步判断I是否小于等于Ioff：当I＞Ioff时，清除计时器T，返回检测回路电流I；当I≤Ioff时，读取加速度传感器检测到的振动量V：当同时满足I≤Ioff和V＜Vu，读取计时器T：当T≥Toff，所述控制单元控制所述充电开关断开，并返回检测回路电流I；当T＜Toff，返回检测回路电流I；当不能同时满足I≤Ioff和V＜Vu，清除计时器T，并返回检测回路电流I。进一步，所述放电开关为常通开关，所述充电开关为常断开关。本专利技术还提供了一种多智能电池的并联工作方法，包括：两个以上的如上所述的智能电池分别，两个以上的所述智能电池并联在总放电接口输入端；所述总放电接口输出端用于与用电设备连接，为用电设备供电；当所述总放电接口空置时，多个智能电池的充放电单元均处于不可向电芯充电状态；当所述总放电接口连接用电设备时，通过电芯总电压最高的一个或多个智能电池为用电设备供电；当两个及以上的智能电池均处于可向电芯充电状态、且用电设备断开或负载降低时，所述两个及以上的智能电池中电芯总电压最高的智能电池向其他处于可向电芯充电状态的智能电池进行受限充电。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述通过电芯总电压最高的一个或多个智能电池为用电设备供电，包括：当检测到所述智能电池的回路电流I≥Ion，所述控制单元控制所述充放电单元切换至可向电芯充电状态。进一步，所述受限充电时长不超过Toff。本专利技术有益效果如下：本专利技术提供的适用于并联的智能电池，通过检测回路电流，当回路电流小于或等于非授权状态下的最大充电电流时，利用控制单元控制充放电单元切换至不可向电芯充电状态；同时，还将加速度传感器测量值作为判断依据，利用控制单元控制充放电单元切换至可向电芯充电状态或不可向电芯充电状态，将非授权充电时间限制在Toff。在满足多智能电池并联需求的同时，还实现了非授权充电情况下的受限充电，满足短时间制动要求。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1为本专利技术实施例1的适用于并联的智能电池结构示意图；图2为本专利技术实施例1的适用于并联的智能电池另一结构示意图；图3为本专利技术实施例2的适用于并联的智能电池结构示意图；图4为本专利技术实施例2中控制单元的控制策略流程图；图5为本专利技术实施例3中多智能电池的并联工作方法流程图。具体实施方式下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术的一个具体实施例，公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于并联的智能电池，其特征在于，包括电芯、控制单元、充放电单元、充放电接口、电流传感器；所述电芯、充放电单元、充放电接口顺次相连；所述充放电接口用于连接充电装置或用电设备，形成回路；所述电流传感器，用于实时检测回路电流；当通过充放电单元向电芯充电过程中检测到回路电流I≤Ichg，所述控制单元控制所述充放电单元切换至不可向电芯充电状态，清除计时器T；其中，Ichg表示非授权状态下的最大充电电流；智能电池的放电电流为正，充电电流为负。

【技术特征摘要】
1.一种适用于并联的智能电池，其特征在于，包括电芯、控制单元、充放电单元、充放电接口、电流传感器；所述电芯、充放电单元、充放电接口顺次相连；所述充放电接口用于连接充电装置或用电设备，形成回路；所述电流传感器，用于实时检测回路电流；当通过充放电单元向电芯充电过程中检测到回路电流I≤Ichg，所述控制单元控制所述充放电单元切换至不可向电芯充电状态，清除计时器T；其中，Ichg表示非授权状态下的最大充电电流；智能电池的放电电流为正，充电电流为负。2.根据权利要求1所述的智能电池，其特征在于，所述充放电单元的常态为：不可向电芯充电状态。3.根据权利要求2所述的智能电池，其特征在于，所述智能电池还包括加速度传感器；所述加速度传感器，用于检测所述智能电池的振动位移；所述控制单元还执行下述流程控制充放电单元的状态切换：当检测到回路电流I≥Ion，所述控制单元控制所述充放电单元切换至可向电芯充电状态，清除计时器T，并返回检测回路电流I；当检测到回路电流Ichg＜I＜Ion时，进一步判断I是否小于等于Ioff：当I＞Ioff时，清除计时器T，返回检测回路电流I；当I≤Ioff时，读取加速度传感器检测到的振动量V：当同时满足I≤Ioff和V＜Vu，读取计时器T：当T≥Toff，所述控制单元控制所述充放电单元切换至不可向电芯充电状态，并返回检测回路电流I；当T＜Toff，返回检测回路电流I；当不能同时满足I≤Ioff和V＜Vu，清除计时器T，并返回检测回路电流I；其中，Ion表示非授权状态下的充电开关接通电流；Ioff表示非授权状态下的充电开关断开电流；Toff表示非授权状态下的充电开关断开延时；Vu表示非授权状态下的充电开关断开的加速度上限。4.根据权利要求3所述的智能电池，其特征在于，Ion小于用电设备的正常工作电流的下限值；Ioff＜Ion，且Ioff为正值；所述Toff取值为所述智能电池允许的最长持续反充电时间。5.根据权利要求1-4中任一项所述的智能电池，其特征在于，所述充放电单元包括放电开关、充电开关、二极管D1、二极管D2，所述放电开关和充电开关串联在所述回路中，所述二极管D1正向并联在充电开关的两端；所述二极管D2反向并联在放电开关的...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄晓群，张涌涛，范晓军，
申请(专利权)人：奇越科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11