电池模组中串联电池单体的充放电控制方法技术

本发明专利技术涉及一种电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，该方法包括：在串联的多个电池单体中为每个电池单体对应串联一个可控的第一开关模块；为串联后的电池单体与第一开关模块共同并联一个可控的第二开关模块；控制第二开关模块处于常开状态，当电池单体的充电电压达到充电截止电压或者放电电压低于放电截止电压时，控制导通所述第二开关模块。上述电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，减小了电池单体不一致性对电池模组造成的负面影响，提高了电池模组的性能，延长了电池模组的使用寿命，避免了事故的发生。避免了事故的发生。避免了事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
电池模组中串联电池单体的充放电控制方法


[0001]本专利技术涉及电池管理
，特别是涉及一种电池模组中串联电池单体的充放电控制方法。

技术介绍

[0002]传统的电池模组充放电电路方案，是通过充放电设备对整个串联电池模组进行充放电，在充放电过程中，只要有其中任意一个电池单体达到充放电电压截止值，就停止充放电，整个串联电池模组的充放电即结束。电池模组充放电电流的通断和大小均由充放电设备来进行统一控制和协调。传统的电池模组的整充整放充放电方式造成整个电池模组中实质上只有少数电池单体能达到充放电截止目标电压值，导致电池模组工作时产生电池单体的不一致性，使得电池模组的能量不能得到充分利用。
[0003]电池模组的使用寿命会受到电池不一致性的严重影响，依据“木桶效应”，电池模组在循环寿命和容量利用率等方面明显劣于单体性能。随着电池模组的循环使用，电池单体不一致性将加剧，进一步恶化锂离子电池的成组特性，极易发生少数单体过充过放情况，从而导致电池组性能大幅衰减，极端情况下甚至可能燃烧、爆炸等恶性事故，给锂离子电池的应用推广造成极大的阻碍。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可降低电池单体不一致性对电池模组产生的负面影响的电池模组中串联电池单体的充放电控制方法。
[0005]一种电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，所述方法包括：
[0006]在串联的多个电池单体中为每个电池单体对应串联一个可控的第一开关模块；
[0007]为串联后的电池单体与第一开关模块共同并联一个可控的第二开关模块；
[0008]控制所述第二开关模块处于常开状态，当电池单体的充电电压达到充电截止电压或者放电电压低于放电截止电压时，控制导通所述第二开关模块。
[0009]进一步的，所述第一开关模块包括两个并联的单向MOS管，其中一个单向MOS管的源极与另一个单向MOS管的漏极电连接，当电池单体充电时的电压小于充电截止电压，或者电池单体放电时的电压大于放电截止电压时，导通方向与电流方向相同的单向MOS管导通，另一MOS管关断。
[0010]进一步的，所述第二开关模块包括另外两个并联的单向MOS管，其中一个单向MOS管的源极与另一个单向MOS管的漏极电连接，当电池单体充电时的电压高于充电截止电压，或者电池单体放电时的电压低于放电截止电压时，导通方向与电流方向相同的单向MOS管导通，另一MOS管关断。
[0011]进一步的，所述方法还包括：
[0012]将多个可控的开关单元分别串联不同电阻后进行并联，形成调组模块；
[0013]将所述调组模块与所述多个串联电池单体串联；
[0014]分别控制所述开关单元的导通或者关断，调节并联的电阻的阻值和个数，进而调充放电电流大小。
[0015]进一步的，所述开关单元包括再两个并联的单向MOS管，其中一个单向MOS管的源极与另一个单向MOS管的漏极电连接。
[0016]进一步的，所述不同电阻的阻值依次增大。
[0017]上述电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，在充放电过程中可对每个电池单体进行独立充放电控制，在电池单体充电时的电压达到充电电压阈值时，或者放电时的电压小于放电阈值电压时，或者电池单体出现异常时，及时旁路电池单体，减小了电池单体不一致性对电池模组造成的负面影响，提高了电池模组的性能，延长了电池模组的使用寿命，避免了事故的发生。
附图说明
[0018]图1为一个实施例的电池模组中串联电池单体的充放电控制方法流程图；
[0019]图2为一个实施例的电池模组中串联电池单体的充放电控制电路原理图；
[0020]图3为图2中电池模组大电流充电电路电流方向图；
[0021]图4为图2中电池模组小电流充电电路电流方向图；
[0022]图5为图2中电池模组较大电流放电电路电流方向图；
[0023]图6为图2中电池单体B1充电旁路电路电流方向图；
[0024]图7为图2中电池单体B2放电旁路电路电流方向图。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]如图1所示，在一个实施例中，一种电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，包括以下步骤：
[0027]步骤S110，在串联的多个电池单体中为每个电池单体对应串联一个可控的第一开关模块。第一开关模块包括两个并联的单向MOS管，其中一个单向MOS管的源极与另一个单向MOS管的漏极电连接，当电池单体充电时的电压小于充电截止电压，或者电池单体放电时的电压大于放电截止电压时，导通方向与电流方向相同的单向MOS管导通，另一MOS管关断。
[0028]步骤S120，为串联后的电池单体与第一开关模块共同并联一个可控的第二开关模块。第二开关模块包括另外两个并联的单向MOS管，其中一个单向MOS管的源极与另一个单向MOS管的漏极电连接，当电池单体充电时的电压高于充电截止电压，或者电池单体放电时的电压低于放电截止电压时，导通方向与电流方向相同的单向MOS管导通，另一MOS管关断。
[0029]步骤S130，控制第二开关模块处于常开状态，当电池单体的充电电压达到充电截止电压或者放电电压低于放电截止电压时，控制导通第二开关模块。
[0030]此外，电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，还包括以下步骤：
[0031]首先，将多个可控的开关单元分别串联不同电阻后进行并联，形成调组模块。其
次，将该调组模块与多个串联电池单体串联。接下来，分别控制开关单元的导通或者关断，调节并联的电阻的阻值和个数，进而调充放电电流大小。开关单元包括再两个并联的单向MOS管，其中一个单向MOS管的源极与另一个单向MOS管的漏极电连接。不同电阻的阻值依次增大。
[0032]如图2所示，以一个由n个电池单体B1～B
n
串联模组为例，按本专利技术电路方案n个电池单体串联组成模组，由限流电阻、单向MOS管开关、控制电路等组成的电路集成方案可实现对串联电池模组中的每个电池单体进行单独充放电开启与关闭、充放电电流大小的控制。
[0033]其中S0～S
i
、Q0～Q
i
、W1～W
n
、X1～X
n
、Y1～Y
n
、V1～V
n
均为单向MOS管开关，由控制电路控制通断。R0～R
i
为电路中用于控制充放电电流大小的限流电阻，电阻R0为零电阻值，R1～R
i
的电阻值依次增大，通过对R0～R
i
这一系列电阻的组合和通断本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，其特征在于，所述方法包括：在串联的多个电池单体中为每个电池单体对应串联一个可控的第一开关模块；为串联后的电池单体与第一开关模块共同并联一个可控的第二开关模块；控制所述第二开关模块处于常开状态，当电池单体的充电电压达到充电截止电压或者放电电压低于放电截止电压时，控制导通所述第二开关模块。2.根据权利要求1所述的电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，其特征在于，所述第一开关模块包括两个并联的单向MOS管，其中一个单向MOS管的源极与另一个单向MOS管的漏极电连接，当电池单体充电时的电压小于充电截止电压，或者电池单体放电时的电压大于放电截止电压时，导通方向与电流方向相同的单向MOS管导通，另一MOS管关断。3.根据权利要求1所述的电池模组中串联电池单体的充放电控制方法，其特征在于，所述第二开关模块包括另外两个并联的单向MOS管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚德华，张伟，
申请(专利权)人：傲普上海新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：