一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构及其工作方法技术

一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构，包括至少两个电池组、充电模块和控制电路模块：每个电池组的正端相互连接在一起组成直流母线正端，每个电池组的负端分别与一个电流控制电路相连；所述电流控制电路包括第一控制mos管、第二控制mos管和电流采样电阻，所述第一控制mos管的源极与所述第二控制mos管的源极相连，所述第一控制os管的栅极和所述第二控制mos管的栅极与控制电路模块的控制端口相连。实现了多个同电压规格不同容量锂电池组自动完成充电、放电的目的，避免了过去需要人工对电池组逐一完成充电的麻烦。

A parallel structure and working method of lithium batteries with the same voltage and different capacity

【技术实现步骤摘要】
一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构及其工作方法
本专利技术涉及电子电路领域，具体涉及一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构及其工作方法。
技术介绍
目前，市面上实现并联的主要的是同电压规格同容量的锂电池电芯以及铅酸电池组。对于同电压规格但是容量不同的锂电池组并联局限于两个电池组。针对多个同电压规格但是容量不同的锂电池组主要采用串联方式。只能两个电池组并联的技术限制了锂电池组的数量，电池组的总输出功率局限性很大。对于一般用户来说，手里面一般会有多个同电压规格但容量不同的锂电池组。该方法只能两两组合，并且总输出功率最多扩展一倍，在一些特殊负载，如感性、非线性负载情况下，起不了多大作用，很不方便。对于锂电池组串联使用技术，其弊端主要有两点：1、串联回路中，任意一个锂电池组损坏或开路，电池组都无法输出；2、锂电池组的放电能力取决于最弱的那一个，电池组放电能力大打折扣。并且串联方法会导致电压成倍提高，原先适用于单个电池组的设备不能再使用，需更换更电压等级更高的设备。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，要解决如下问题：1、锂电池组数量问题。理论上本方法不受电池组数量限制，但鉴于方便用户使用涩及到的系统成本、体积、重量实际等情况，一般能够满足3到5个同电压规格的电池组的并联。2、在使用过程中，各电池组可以随时更换或增减，不会影响电池并联系统的工作，只会影响输出总功率的大小；3、任意电池组开路或者短路，不影响电池并联系统的工作。4、实现多个小容量锂电池组并联成一个大容量锂电池，并且用户不用更换负载设备，就能满足用户对大功率输出应用场合的需求。因此，提出一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构及其工作方法：其中，一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构具体技术方案如下：一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构，其特征在于：包括至少两个电池组、充电模块和控制电路模块：每个电池组的正端相互连接在一起组成直流母线正端，每个电池组的负端分别与一个电流控制电路相连；所述电流控制电路包括第一控制mos管、第二控制mos管和电流采样电阻，所述第一控制mos管的源极与所述第二控制mos管的源极相连，所述第一控制os管的栅极和所述第二控制mos管的栅极与控制电路模块的控制端口相连；所述第一控制mos管的漏极与对应的电池组的负端相连，所述第二控制mos管的漏极与电流采样电阻的一端相连，所述电流采样电阻的另一端与直流母线负端相连，所述电流采样电阻的两端分别与控制电路模块的两个采样端口相连。其中，一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构的工作方法，其特征在于：包括第一电池组、第二电池组、第三电池组、控制电路模块和充电模块：第一电池组、第二电池组和第三电池组的正端相互连接在一起组成直流母线正端；充电模块的输入端口与AC输入端口相连，该充电模块的充电信号端口与控制电路模块的信号采集端口相连；所述第一电池组的负端与控制mos管Q1的漏极相连，控制mos管Q1的源极与控制mos管Q4的源级相连，该控制mos管Q4的漏极与电流采样电阻R1的一端相连，该电流采样电阻R1的另一端与直流母线负端相连；该电流采样电阻R1的两端分别与控制电路模块的第一采样端口和第二采样端口相连；该控制mos管Q1和控制mos管Q4的栅极分别与控制电路模块的第一控制端口和第四控制端口相连；所述第二电池组的负端与控制mos管Q2的漏极相连，控制mos管Q2的源极与控制mos管Q5的源级相连，该控制mos管Q5的漏极与电流采样电阻R2的一端相连，该电流采样电阻R2的另一端与直流母线负端相连；该电流采样电阻R2的两端分别与控制电路模块的第三采样端口和第四采样端口相连；该控制mos管Q2和控制mos管Q5的栅极分别与控制电路模块的第一控制端口和第四控制端口相连；所述第三电池组的负端与控制mos管Q3的漏极相连，控制mos管Q3的源极与控制mos管Q6的源级相连，该控制mos管Q6的漏极与电流采样电阻R3的一端相连，该电流采样电阻R3的另一端与直流母线负端相连；该电流采样电阻R3的两端分别与控制电路模块的第五采样端口和第六采样端口相连；该控制mos管Q3和控制mos管Q6的栅极分别与控制电路模块的第一控制端口和第四控制端口相连；本专利技术放电工作过程包括如下步骤：S1：在电池组进行放电过程时，控制电路模块如果没有检测到充电模块工作的信号，系统进行放电模式，假设锂电池组3电压最高，电池组2次高，电池组1最低；S2：控制电路模块先检测到电池组的信息，该电池组信息包括电压、温度、剩余电量，会优先释放第三电池组的电量，因此控制电路模块开启mos管Q6；电流经过第三电池组的正端、直流母线正端、负载、直流母线负端、电阻R3、mos管Q6、mos管Q3的寄生二极管，回到第三电池组的负端，形成放电回路；各电池组放电过程以此类推；S3：在第三电池组放电过程中，电流采样电阻R3检测到正向电流，并将电流转换成正电压传递给控制电路模块。控制电路模块开启mos管Q3，电流通过Q3不再通过寄生二极管，实现放电功能；S4：由于第一电池组和第二电池组电压低，第三电池组有给第一电池组和第二电池组，充电的趋势；假设为第二电池组充电，电流经过第三电池组的正端、直流母线正端、第二电池组的正端、第二电池组的负端、控制mos管Q2、控制mos管Q5、电流采样电阻R2，直流母线负端、电流采样电阻R3、mos管Q6和mos管Q3，回到电池组3的负端，形成电流回路；在此电流回路中，由于mos管Q3和mos管Q6均已开启，因此电流采样电阻R2检测到负向电流，同时控制电路模块又未检测到充电模块工作信号，控制电路模块判断为电池组之间的放电，会立即关闭电池组2的控制mos管Q2，阻断上述电流回路，阻止电池组3给电池组2充电；对于给第一电池组充电过程，以此类推；S5：放电过程中，第三电池组电压持续降低，当电压接近第二电池组的电压时，第二电池组和第三电池组同时放电，电流采样电阻R2检测到正向电流，控制电路模块开启mos管Q2；由于第三电池组和第二电池组容量不同，电压下降速度各不相同，系统会一直检测电阻R3和R2的电流方向，一旦出现负向电流，就意味着电压高的电池组给电压低的电池组充电，控制模块关闭低电压电池组所对应的充电控制MOS管，防止高电压电池组给低电压电池组充电；在放电过程中，第三电池组和第二电池组电压持续交替降低，逐渐接近第一电池组时，三个电池组均开始放电，采样电阻R1检测正向电流，控制模块开启mos管Q1；S6：如果三个电池组因为各电池组容量不同，导致电压高低变化的速度不同。控制电路模块根据电流采样电阻R1、电流采样电阻R2和电流采样电阻R3的电流方向、电池电压以及上述控制方法不断控制mos管Q1至mos管Q6，确保电压高的电池组放电的，同时不给电压低的电池组充电，最终实现全部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构，其特征在于：包括至少两个电池组、充电模块和控制电路模块：/n每个电池组的正端相互连接在一起组成直流母线正端，每个电池组的负端分别与一个电流控制电路相连；/n所述电流控制电路包括第一控制mos管、第二控制mos管和电流采样电阻，所述第一控制mos管的源极与所述第二控制mos管的源极相连，所述第一控制os管的栅极和所述第二控制mos管的栅极与控制电路模块的控制端口相连；/n所述第一控制mos管的漏极与对应的电池组的负端相连，所述第二控制mos管的漏极与电流采样电阻的一端相连，所述电流采样电阻的另一端与直流母线负端相连，所述电流采样电阻的两端分别与控制电路模块的两个采样端口相连；/n所述直流母线的正端还与充电模块的正端相连，所述充电模块的通信端口与所述控制电路模块的通信端口相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构，其特征在于：包括至少两个电池组、充电模块和控制电路模块：
每个电池组的正端相互连接在一起组成直流母线正端，每个电池组的负端分别与一个电流控制电路相连；
所述电流控制电路包括第一控制mos管、第二控制mos管和电流采样电阻，所述第一控制mos管的源极与所述第二控制mos管的源极相连，所述第一控制os管的栅极和所述第二控制mos管的栅极与控制电路模块的控制端口相连；
所述第一控制mos管的漏极与对应的电池组的负端相连，所述第二控制mos管的漏极与电流采样电阻的一端相连，所述电流采样电阻的另一端与直流母线负端相连，所述电流采样电阻的两端分别与控制电路模块的两个采样端口相连；
所述直流母线的正端还与充电模块的正端相连，所述充电模块的通信端口与所述控制电路模块的通信端口相连。


2.一种同电压规格不同容量锂电池组并联结构的工作方法，其特征在于：
包括第一电池组、第二电池组、第三电池组、控制电路模块和充电模块：
第一电池组、第二电池组和第三电池组的正端相互连接在一起组成直流母线正端；
充电模块的输入端口与AC输入端口相连，该充电模块的充电信号端口与控制电路模块的信号采集端口相连；
所述第一电池组的负端与控制mos管Q1的漏极相连，控制mos管Q1的源极与控制mos管Q4的源级相连，该控制mos管Q4的漏极与电流采样电阻R1的一端相连，该电流采样电阻R1的另一端与直流母线负端相连；
该电流采样电阻R1的两端分别与控制电路模块的第一采样端口和第二采样端口相连；
该控制mos管Q1和控制mos管Q4的栅极分别与控制电路模块的第一控制端口和第四控制端口相连；
所述第二电池组的负端与控制mos管Q2的漏极相连，控制mos管Q2的源极与控制mos管Q5的源级相连，该控制mos管Q5的漏极与电流采样电阻R2的一端相连，该电流采样电阻R2的另一端与直流母线负端相连；
该电流采样电阻R2的两端分别与控制电路模块的第三采样端口和第四采样端口相连；
该控制mos管Q2和控制mos管Q5的栅极分别与控制电路模块的第一控制端口和第四控制端口相连；
所述第三电池组的负端与控制mos管Q3的漏极相连，控制mos管Q3的源极与控制mos管Q6的源级相连，该控制mos管Q6的漏极与电流采样电阻R3的一端相连，该电流采样电阻R3的另一端与直流母线负端相连；
该电流采样电阻R3的两端分别与控制电路模块的第五采样端口和第六采样端口相连；
该控制mos管Q3和控制mos管Q6的栅极分别与控制电路模块的第一控制端口和第四控制端口相连；
其中，放电工作过程包括如下步骤：
S1：在电池组进行放电过程时，控制电路模块如果没有检测到充电模块工作的信号，系统进行放电模式，假设第三锂电池组电压最高，第二电池组次高，第一电池组最低；
S2：控制电路模块先检测到电池组的信息，该电池组信息包括电压、温度、剩余电量，会优先释放第三电池组的电量，因此控制电路模块开启mos管Q6；
电流经过第三电池组的正端、直流母线正端、负载、直流母线负端、电阻R3、mos管Q6、mos管Q3的寄生二极管，回到第三电池组的负端，形成放电回路；
各电池组放电过程以此类推；
S3：在第三电池组放电过程中，电流采样电阻R3检测到正向电流，并将电流转换成正电压传递给控制电路模块。控制电路模块开启mos管Q3，电流通过Q3不再通过寄生二极管，实现放电功能；
S4：由于第一电池组和第二电池组电压低，第三电池组有给第一电池组和第二电池组，充电的趋势；
假设为第二电池组充电，电流经过第三电池组的正端、直流母线正端、第二电池组的正端、第二电池组的负端、控制mos管Q2、控制mos管Q5、电流采样电阻R2，直流母线负端、电流采样电阻R3、mos管Q6和mos管Q3，回到第三电池组的负端，形成电流回路；
在此电流回路中，由于mos管Q3和mos管Q6均已开启，因此电流采样电阻R2检测到负向电流，同时控制电路模块又未检测到充电模块工作信号，控制电路模块判断为电池组之间的放电，会立即关闭第二电池组的控制mos管Q2，阻断上述电流回路，阻止第三电池组给第二电池组充电；
对于给第一电池组...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡云平，杨永开，
申请(专利权)人：重庆瑜欣平瑞电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50