稳压混合电池组及其充电管理系统技术方案

本发明专利技术提供一种稳压混合电池组，包括由若干锂电池串联而成的电池组，其特征在于，每节锂电池并联有相同电压的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或者其他充满电后电压不再升高的电池中的一种或几种，共同组成稳压混合单体电池。本发明专利技术还提供一种稳压混合电池组的充电管理系统，每节稳压混合单体电池的两端连接的控制器，充电电源分别与控制器和稳压混合电池组相连。稳压混合电池组开始工作的后，控制器检测稳压混合电池组中每节稳压混合单体电池的电压、电流、温度，将每节单体电池的状态传送给上位机，以便于管理稳压混合电池组。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池，尤其是一种大容量的稳压混合电池及其充电管理系统。
技术介绍
术语定义单电池非串联的基本电池单元。单电压单电池的电压。串联数电池组中串联方式连接的单电池的个数或用N表示。单节电池的使用，电池管理比较简单，串联使用时情况则不同。电池的一致性决 定了电池的性能，寿命和安全性，即只要有一个电池的性能变差，整个电池组的性能都将变差。1、其中有一个电池的容量偏低，结果是充电时这个电池首先达到充电上限截止电 压，而放电时首先达到放电下限截止电压。那么这个电池的容量决定这个电池组的容量。2、如果初始状态有一个电池的电压偏低，充电时这个电池达不到截止电压而不能 充满。放电时这个电池首先到达放电截止。电池没充满电又提前把电放完，实际可用的电 量由这个电池的容量决定。3、如果一个电池的极化阻抗和内阻偏高，充电时电池电压上升快，放电时电池电 压下降快。就某一次测试的表现来看就是这个电池的容量不足，负载能力下降。充放电时 的温度偏高。电池制造过程中提高电池的一致性还有相当大的难度且需要较大投入并将大幅 度提高电池的制造费用导致电池价格高而不利于电动汽车产业的快速发展。目前电池制造 商或电池组合工厂采用严格的筛选方法进行电池匹配来提高电池的一致性。但即使是严格 匹配后的电池，在循环的初期就表现出可见的差别。放电的中值电压在一开始就有较大差 别。采用电池匹配的有效性不尽人意。尤其需要强调的是随电池循环次数的增加，电池一 致性改变程度的不可检测性。电池的工作条件和环境也会对一致性产生影响。总之，复杂 多样的影响因素使得普遍和精确的规律难以获得。
技术实现思路
为了克服上述技术问题，本专利技术提供一种稳压混合电池组，包括由若干锂电池串 联而成的电池组，其特征在于，每节锂电池并联有相同电压的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电 池或者其他充满电后电压不再升高的电池中的一种或几种，共同组成稳压混合单体电池。本专利技术还提供一种稳压混合电池组的充电管理系统，每节稳压混合单体电池的两 端连接的控制器，充电电源分别与控制器和稳压混合电池组相连。优选的，所述控制器为单片机、PLC控制电路、DSP中的任意一种。优选的，所述控制器与上位机连接。优选的，所述充电电源与稳压混合电池组之间连接有充电开关。优选的，所述充电电源与稳压混合电池组之间连接有放电开关。优选的，所述充电开关为MOS开关、IGB开关、继电器中的任意一种。优选的，所述放电开关为MOS开关、IGB开关、继电器中的任意一种。稳压混合电池组开始工作的后，控制器检测稳压混合电池组中每节稳压混合单体 电池的电压、电流、温度，将每节单体电池的状态传送给上位机，以便于管理稳压混合电池 组。附图说明图1为本专利技术具体实施例的控制系统框图；电池1为锂电池，电池2为其他充满电后电压不再升高的电池。图2为本专利技术具体实施例中稳压混合电池组的充电管理系统的电路框图。 具体实施例方式结合附图，下面对本专利技术作进一步描述。一种稳压混合电池组，包括由若干锂电池串联而成的电池组，其特征在于，每节锂 电池并联有相同电压的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或者其他充满电后电压不再升高的 电池中的一种或几种，共同组成稳压混合单体电池。本专利技术还提供一种稳压混合电池组的充电管理系统，包括与每节稳压混合单体电 池的两端连接的控制器，充电电源与控制器和稳压混合电池组相连。所述控制器为单片机。 所述控制器与上位机连接。所述充电电源与稳压混合电池组之间连接有充电开关。所述充 电电源与稳压混合电池组之间连接有放电开关。所述充电开关为MOS开关、IGB开关、继电 器中的任意一种。所述放电开关为MOS开关、IGB开关、继电器中的任意一种。所述充电电 源与控制器之间连接有充电电流控制装置。稳压混合电池组开始工作的后，控制器检测稳压混合电池组中每节稳压混合单体 电池的电压、电流、温度，将每节单体电池的状态传送给上位机，以便于管理稳压混合电池 组。控制器根据混合电池组的状态，调节充电电流保持混合电池的电压和温度稳定。混合电池的组合有多种多样。例如两节串联的镍锌电池与一节采用磷酸铁锂正极 材料的锂离子电池并联就构成了电压相近的混合电池。三节镍镉(或镍氢电池)串联的电 池或一节铅酸电池与一节镍镉(或镍氢)串联的电池与一节锰酸锂，钴酸锂或镍钴锰酸锂 正极材料的锂离子电池与并联得到电压相近的混合电池。良好的混合电池匹配完全省略均 衡电路实现充电时的自动均衡，同时极大简化电池管理系统，甚至不必对每节混和电池进 行电压检测。采用本专利技术的方法，既可利用锂离子电池电压高能量密度高的特点，也消除锂 离子电池的管理系统价格昂贵的缺点，同时实现了电池的均衡充电功能。另外，由于锂离 子电池本身的价格也高于其他类型的电池，采用混合电池的方法更能显著降低电池组的成 本。本专利技术的实现极为简单，也解决了锂离子电池均衡困难成本高均衡效果差的问题。上述描述仅为本专利技术的一种具体实施例，其中稳压混合电池组整体布局可为环形 结构、直线结构、矩阵结构、层叠结构中的任意一种。混合电池的类型也不限于上述描述的 范围，燃料电池，太阳能电池等类似的电能存储器件都可按本专利技术的方法构成混合电池并 具有相应的功能。也可以为每个稳压混合单体电池配备一个控制器；通过设置充电、放电开关，可在稳压混合电池组电量接近充满时，控制器控制充电开关间歇式开、关，以提高电池均衡管理 的安全性，并在串联电池组电量充满后关闭充电开关。控制器可向计算机或其他类型的上位机发送数据或者接收指令。本专利技术可通过检测电池电压、电流、温度等相关数据，进行分析判断，根据数据的 具体情况进行相应的均衡管理，检测到的数据可以通过总线或无线或红外方式传送。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本专利技术的具体实施例子，显然，本专利技术不 限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本专利技术公开的内容直 接导出或联想到的所有变形，均应认为是本专利技术的保护范围。权利要求一种稳压混合电池组，包括由若干锂离子电池串联而成的电池组，其特征在于，每节锂离子电池并联有其他类型的电池，所述其他类型电池可以是铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或者其他充满电后继续充电，电压不再升高的电池中的一种或几种，共同组成稳压混合单体电池。混合电池的组合有多种多样。例如两节串联的镍锌电池与一节采用磷酸铁锂正极材料的锂离子电池并联就构成了电压相近的混合电池。三节镍镉(或镍氢电池)串联的电池或一节铅酸电池与一节镍镉(或镍氢)串联的电池与一节锰酸锂，钴酸锂，镍钴锰酸锂，磷酸锰锂，氟化磷酸钒锂(LiVPO4F)或具有相近电极电位正极材料的锂离子电池并联得到电压相近的混合电池。良好的混合电池匹配完全省略均衡电路实现充电时的自动均衡，同时极大简化电池管理系统，甚至不必对每节混和电池进行电压检测。采用本专利技术的方法，既可利用锂离子电池电压高能量密度高的特点，也消除锂离子电池的管理系统价格昂贵的缺点，同时实现了电池的均衡充电功能。另外，由于锂离子电池本身的价格也高于其他类型的电池，采用混合电池的方法也能显著降低电池组的成本。电池的安全性也将有所提高。2.根据权利要求1所述的稳压混合电池组，其特征在于，可以由任意两种以上类型的 电池构成，并且混合电池充满电后继续充电电压不再上升。3.一种用于权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳压混合电池组，包括由若干锂离子电池串联而成的电池组，其特征在于，每节锂离子电池并联有其他类型的电池，所述其他类型电池可以是铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或者其他充满电后继续充电，电压不再升高的电池中的一种或几种，共同组成稳压混合单体电池。混合电池的组合有多种多样。例如两节串联的镍锌电池与一节采用磷酸铁锂正极材料的锂离子电池并联就构成了电压相近的混合电池。三节镍镉（或镍氢电池）串联的电池或一节铅酸电池与一节镍镉（或镍氢）串联的电池与一节锰酸锂，钴酸锂，镍钴锰酸锂，磷酸锰锂，氟化磷酸钒锂（ＬｉＶＰＯ↓［４］Ｆ）或具有相近电极电位正极材料的锂离子电池并联得到电压相近的混合电池。良好的混合电池匹配完全省略均衡电路实现充电时的自动均衡，同时极大简化电池管理系统，甚至不必对每节混和电池进行电压检测。采用本专利技术的方法，既可利用锂离子电池电压高能量密度高的特点，也消除锂离子电池的管理系统价格昂贵的缺点，同时实现了电池的均衡充电功能。另外，由于锂离子电池本身的价格也高于其他类型的电池，采用混合电池的方法也能显著降低电池组的成本。电池的安全性也将有所提高。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李小平，
申请(专利权)人：李小平，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]