一种混合型电池组充放电控制系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种混合型电池组充放电控制系统，用以解决单独使用超级电容及锂电池造成的电池组体积、重量及成本增加、影响电池的使用寿命且存在较大的安全隐患的问题。本实用新型专利技术包括至少3组锂电池，所述3组锂电池依次串联连接，每组锂电池均通过限流电路并联有超级电容组。本实用新型专利技术通过采用锂电池先通过限流电路与超级电容组并联，然后再进行串联的方式，有效解决了电容器串联之后造成能量密度严重降低的问题，提高了电容器的能量密度与功率密度，降低了电容器的用量，简化了低能耗保护电路；具有整体体积小、重量轻及成本低的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种混合型电池组充放电控制系统
本技术涉及新能源电池
，具体涉及一种混合型电池组充放电控制系统。
技术介绍
现阶段的电池组充放电控制系统多采用将超级电容先并联再串联、锂离子电池组先并联再串联，最后将两者直接连接成组，且两者均为单独使用，而根据电容器及锂离子电池的特性，采用这种成组方式，虽然在一定程度上提高了储存电压，但极大地降低了电容器的能量密度，造成电池组体积、重量及成本的急剧增加，同时无法实现大电流充放电，且高倍率的充放电不仅会严重影响电池的使用寿命，而且容易导致电池发热严重，引起安全事故。
技术实现思路
本技术针对单独使用超级电容及锂电池造成的电池组体积、重量及成本增加、影响电池的使用寿命且存在较大的安全隐患的问题，提出一种混合型电池组充放电控制系统，有效解决了电容器串联之后造成能量密度严重降低的问题，提高了电容器的能量密度与功率密度，具有整体体积小、重量轻及成本低的优点。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：一种混合型电池组充放电控制系统，包括至少3组锂电池，所述3组锂电池依次串联连接，每组锂电池均通过限流电路并联有超级电容组。所述超级电容组包括两个并联的电容器，且超级电容组的正极与相应组锂电池的正极相连接，超级电容组的负极与相应组锂电池的负极相连接。所述限流电路上连接有限流电阻，且限流电阻分别设置在每组中的锂电池和对应的超级电容组的正极、负极之间，所述3组锂电池的总负极端串联有用于锂电池充电控制的MOS管Q1。所述3组锂电池的总负极端和MOS管Q1之间串联有用于保护MOS管Q1的电感L1。每组中的锂电池和对应的超级电容组之间均串联有控制电路，所述控制电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的源级与锂电池的负极连接、漏极与超级电容组的负极连接，MOS管Q2的栅极连接光电耦合器U3的输出端，所述光电耦合器U3的输入端连接有检测电路。所述检测电路包括超级电容保护芯片U1和光电耦合器U2，超级电容保护芯片U1与光电耦合器U2的输入端连接，光电耦合器U2的输出端连接光电耦合器U3。所述限流电路上依次串联有电感L2和二极管D1，且电感L2和二极管D1均设置在每组中的锂电池的正极和对应的超级电容组的正极之间，所述电感L2与二极管D1的正极连接，每组中的锂电池的负极和对应的超级电容组的负极之间连接有二极管D2，且二极管D2与二极管D1反并联设置。最上端的一组锂电池的正极连接有充电继电器K1，最上端的一组超级电容组的正极连接有放电继电器K2，每组锂电池的正极和负极均连接电池保护板Ⅰ，所述电池保护板Ⅰ的C控端与充电继电器K1的线圈连接、P控端与放电继电器K2的线圈连接，且充电继电器K1的触点与最上端的一组锂电池的正极连接，放电继电器K2的触点与最上端的一组超级电容组的正极连接。每组中的锂电池和对应的超级电容组的正极、负极之间均依次串联有限流电阻和电感L3。最上端的一组锂电池的正极连接有充电继电器K3，最上端的一组超级电容组的正极端串联有用于控制大电流输出的放电继电器K4，每组锂电池的正极和负极均连接电池保护板Ⅱ，所述电池保护板Ⅱ的C控端与充电继电器K3的线圈连接、P控端与放电继电器K4的线圈连接，且充电继电器K3的触点与最上端的一组锂电池的正极连接，放电继电器K4的触点与最上端的一组超级电容组的正极连接。本技术的有益效果是：1.克服电容串联后能量密度会严重降低的特性，通过采用锂电池先通过限流电路与超级电容组并联，然后再进行串联的方式，实现在进行大电流放电的过程中，超级电容组首先进行放电，锂电池通过限流电路不断为超级电容组补充能量；2.极大降低了获得相同能量储能能力的电容器用量，且提高了电容器的能量密度与功率密度；3.极大的降低了成本，此种编组方式所用的电容器的数量仅为串联数量的倒数，且电池工作于正常倍率放电的过程，无需造价昂贵的高倍率电芯；4.简化低能耗保护电路，此种编组方式是将锂电池与电容器并联起来进行充电的，充电过程中只需要电池总压保护与电池过放保护关断，而不再需要单独的过压保护电路与泄流电路。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例1的电路连接图；图2为本技术实施例2的电路连接图；图3为本技术实施例3的电路连接图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1本技术提供了一种混合型电池组充放电控制系统，包括至少3组锂电池，所述3组锂电池依次串联连接，每组锂电池均通过限流电路并联有超级电容组。3组锂电池分别通过限流电路与超级电容组并联后，整体再进行串联，实现在充电过程中锂电池与超级电容组同时得电，且在进行大电流放电的过程中，超级电容组首先进行放电，锂电池可通过限流电路不断为超级电容组补充能量。所述超级电容组包括两个并联的电容器，且超级电容组的正极与相应组锂电池的正极相连接，超级电容组的负极与相应组锂电池的负极相连接，通过将两个电容器并联形成超级电容组，实现电容器的容量值变大且耐压值不变，提高了电容器的能量密度与功率密度。如图1所示，具体地，本实施例中所使用的锂电池为钛酸锂电池，3组锂电池包括依次串联连接的第一组锂电池BT1、第二组锂电池BT2、第三组锂电池BT3，所述限流电路上连接有限流电阻，且限流电阻分别设置在每组中的锂电池和对应的超级电容组的正极、负极之间，即第一组锂电池BT1的正极和对应的超级电容组的正极之间连接有电阻R1、负极之间连接有电阻R2，且电阻R2连接在第一组锂电池BT1和第二组锂电池BT2之间；第二组锂电池BT2的正极和对应的超级电容组的正极之间连接有电阻R2、负极之间连接有电阻R3，且电阻R3连接在第二组锂电池BT2和第三组锂电池BT3之间；第三组锂电池BT3的正极和对应的超级电容组的正极之间连接有电阻R3、负极之间连接有电阻R4。通过利用电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4分别对各支路中的电流大小进行限制，防止损坏电路中连接的电容器等电元件。所述3组锂电池的总负极端（即第三组锂电池BT3的负极）串联有用于锂电池充电控制的MOS管Q1，即通过驱动MOS管Q1的通断实现对电池充放电进行控制，且在充电过程中锂电池与超级电容组可同时得电。具体地，所述MOS管Q1为P沟道型MOS管，MOS管Q1的源级接地设置，即MOS管Q1的源级的电压固定，MOS管Q1的栅极接电路的输入控制端、漏极连接第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合型电池组充放电控制系统，其特征在于：包括至少3组锂电池，所述3组锂电池依次串联连接，每组锂电池均通过限流电路并联有超级电容组。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合型电池组充放电控制系统，其特征在于：包括至少3组锂电池，所述3组锂电池依次串联连接，每组锂电池均通过限流电路并联有超级电容组。


2.根据权利要求1所述的混合型电池组充放电控制系统，其特征在于：所述超级电容组包括两个并联的电容器，且超级电容组的正极与相应组锂电池的正极相连接，超级电容组的负极与相应组锂电池的负极相连接。


3.根据权利要求2所述的混合型电池组充放电控制系统，其特征在于：所述限流电路上连接有限流电阻，且限流电阻分别设置在每组中的锂电池和对应的超级电容组的正极、负极之间，所述3组锂电池的总负极端串联有用于锂电池充电控制的MOS管Q1。


4.根据权利要求3所述的混合型电池组充放电控制系统，其特征在于：所述3组锂电池的总负极端和MOS管Q1之间串联有用于保护MOS管Q1的电感L1。


5.根据权利要求2所述的混合型电池组充放电控制系统，其特征在于：每组中的锂电池和对应的超级电容组之间均串联有控制电路，所述控制电路包括MOS管Q2，MOS管Q2的源级与锂电池的负极连接、漏极与超级电容组的负极连接，MOS管Q2的栅极连接光电耦合器U3的输出端，所述光电耦合器U3的输入端连接有检测电路。


6.根据权利要求5所述的混合型电池组充放电控制系统，其特征在于：所述检测电路包括超级电容保护芯片U1和光电耦合器U2，超级电容保护芯片U1与光电耦合器U2的输入端连接，光电耦合器U2的输出端连接光电耦合器U3。


7.根据权利要求5或6所述的混合型电池组充放电控制系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志霞，李俊博，左现刚，刘艳昌，王建平，王红军，
申请(专利权)人：河南科技学院，
类型：新型
国别省市：河南;41