锂离子电池系统、锂离子电池直流输出控制方法和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种锂离子电池系统，其包括：锂离子电池组，用于对负载供电；电流电压反馈模块，用于采集锂离子电池组在放电过程的电压和电流；以及直流输出控制模块，用于根据锂离子电池组在放电过程的电压和电流的变化来控制锂离子电池组对负载的供电，从而防止锂离子电池组的过放电。本发明专利技术还公开了一种锂离子电池直流输出控制方法和设备。根据本发明专利技术，可以保证锂离子电池在放电过程中不发生过放电，避免锂离子电池不可恢复的报废。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池系统、锂离子电池直流输出控制方法和设备
本专利技术涉及移动通信电源领域，并且具体地涉及锂离子电池直流输出控制方法和设备。
技术介绍
锂离子电池具有高容量、高电压、无污染、高安全性、高能量密度和优良循环性能等优点，因此备受广泛关注，并且发展势头迅猛。锂离子电池是未来中小型后备电源、恶劣环境等条件下后备电源技术的发展趋势，并且逐渐成为高要求后备电源解决方案的首选。在通信行业，锂离子电池定位于小型化、分散化、环境恶劣的应用场景，可作为铅酸电池的有效补充。锂离子电池由于一次过充或过放电，便会造成电池不可恢复的报废。在2008年北京奥运会期间，国内的电动车云集北京展示使用，这些电动车几乎都是配装锂离子电池。在这种锂离子电池电源系统中，对电池组的直流输出控制仅仅限于对蓄电池放电过程中的端电压/输出电压进行监测，以所述端电压/输出电压为基础进行负载的切离，防止锂离子电池过放电。然而，这些电动车在正常运行一个多月后，就开始需要更换电池甚至下线。这说明现有的直流输出控制技术对于锂离子电池的放电管理存在一定缺点。鉴于上述技术问题，专利技术人通过多年来在电动车及移动通信基站小范围内试点的技术积淀，在理解锂离子电池工作规律的基础上，结合移动通信基站的实际情况和需求，开发出一种锂离子电池直流输出控制方法和设备。该方法和设备的基本思想是在任何时候，例如电池的运行环境不符合所需条件时，保证锂离子电池都不发生过放电，提高锂离子电池系统的有效性及实用性，从而解决锂离子电池在单节大容量和串联成高电压电池组时，不便在诸如电动车、移动通信基站等领域推广应用的难题。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提出了一种锂离子电池系统，包括：锂离子电池组，用于对负载供电；电流电压反馈模块，用于采集锂离子电池组在放电过程的电压和电流；以及直流输出控制模块，用于根据锂离子电池组在放电过程的电压和电流的变化来控制锂离子电池组对负载的供电，从而防止锂离子电池组的过放电。根据本专利技术的实施例，所述直流输出控制模块包括四路直流输出控制模块，分别用于控制锂离子电池组对相应群组的负载供电。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电流比正常值低60%时，相应的四路直流输出控制模块减小输出电流，控制输出功率为最大输出功率的50%。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电流比正常值低70%时，相应的四路直流输出控制模块减小输出电流，控制输出功率为最大输出功率的50%。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电流比正常值低80%时，相应的四路直流输出控制模块切离其所控制的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电流比正常值低90%时，相应的四路直流输出控制模块切离其所控制的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电3小时输出电压比标称电压低13％时，相应的四路直流输出控制模块切离其所控制的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电5小时输出电压比标称电压低13％时，相应的四路直流输出控制模块切离其所控制的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电6小时输出电压比标称电压低15％时，相应的四路直流输出控制模块切离其所控制的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电7小时输出电压比标称电压低20％时，所有四路直流输出控制模块切离其所控制的负载。根据本专利技术的第二方面，提出了一种锂离子电池直流输出控制方法，包括采集锂离子电池组的放电电压和电流，以及根据锂离子电池组在放电过程的电压和电流的变化来控制锂离子电池组对负载的供电，从而防止锂离子电池组的过放电。根据本专利技术的实施例，通过四路直流输出控制来分别控制锂离子电池组对相应群组的负载供电。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电流比正常值低60%时，减小输出电流，控制输出功率为最大输出功率的50%。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电流比正常值低70%时，减小输出电流，控制输出功率为最大输出功率的50%。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电流比正常值低80%时，切离相应群组的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电流比正常值低90%时，切离相应群组的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电3小时输出电压比标称电压低13％时，切离相应群组的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电5小时输出电压比标称电压低13％时，切离相应群组的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电6小时输出电压比标称电压低15％时，切离相应群组的负载。根据本专利技术的实施例，当锂离子电池组放电7小时输出电压比标称电压低20％时，切离其所有群组的负载。根据本专利技术的第三方面，提出了一种锂离子电池直流输出控制设备，包括直流输出控制模块，所述直流输出控制模块根据锂离子电池组在放电过程的电压和电流的变化来控制锂离子电池组对负载的供电，从而防止锂离子电池组的过放电。根据本专利技术的实施例，所述直流输出控制模块包括四路直流输出控制模块，分别用于控制锂离子电池组对相应群组的负载供电。根据本专利技术的第四方面，提出了如上所述的锂离子电池系统在移动电源中的应用。优选地，所述锂离子电池系统的应用领域可涉及在电动车、移动通信基站等领域中的应用。附图说明附图用于提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为说明铁锂电池在不同放电速率时的示例性放电曲线；图2为说明本专利技术的锂离子电池系统的示意性框图；以及图3为说明本专利技术的DC/DC输出控制模块的示意性框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。铁锂电池是采用磷酸亚铁锂（LiFePO4）作为正极材料的锂离子电池。在本专利技术的各优选实施例中，以铁锂电池作为锂离子电池的实例来描述本专利技术。然而，本领域技术人员应理解，在本专利技术中还可以使用其它类型的锂离子电池，例如正极材料为镍钴锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂等的其它锂离子电池。图1示出铁锂电池在不同放电速率时的示例性放电曲线。从图1可以看出，无论放电速率大小，在经过一个相对平稳的电压平台期之后，铁锂电池端电压将出现急剧下降。在铁锂电池的DC/DC输出控制过程中，如果仅仅利用电池的端电压为依据来控制铁锂电池的放电过程，则在电池端电压急剧下降区域，存在容易使铁锂电池过放电而造成电池不可恢复的报废。这正好解释了
技术介绍
部分中提到的电动车在正常运行一个多月后就开始需要更换电池甚至下线的原因。参考图2，现在说明根据本专利技术的锂离子电池系统。根据本专利技术的优选实施例，锂离子电池系统100包括：主控制器110，用于设置系统的各种参数并处理所采集的数据；锂离子电池组120，用于对负载140供电；以及DC/DC输出控制模块130，用于控制锂离子电池组120对负载140供电。本专利技术的锂离子电池系统100还包括：电流电压反馈模块150，用于采集锂离子电池组120在放电过程的电压和电流，并将采集到的锂离子电池组120的电压和电流反馈到主控制器110；充放电模块160，用于对锂离子电池组120进行充放电；充放电管理模块170，用于控制所述充放电模块160对锂离子电池组120的充放电；以及计算机终端180，作为人机交互界面，接收人工输入的数据或指令并显示相关结果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池系统，包括：锂离子电池组，用于对负载供电；电流电压反馈模块，用于采集锂离子电池组在放电过程的电压和电流；以及直流输出控制模块，用于根据锂离子电池组在放电过程的电压和电流的变化来控制锂离子电池组对负载的供电，从而防止锂离子电池组的过放电。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池系统，包括：锂离子电池组，用于对多个负载供电；电流电压反馈模块，用于采集锂离子电池组在放电过程的电压和电流；以及与所述多个负载电连接的直流输出控制模块，所述直流输出控制模块包括四路直流输出控制模块，分别用于根据锂离子电池组在放电过程的电压和电流的变化来控制锂离子电池组对所述多个负载中相应群组的负载的供电，从而防止锂离子电池组的过放电，其中当锂离子电池组放电流比正常值低60%时，相应的四路直流输出控制模块减小输出电流，控制输出功率为最大输出功率的50%，其中当锂离子电池组放电流比正常值低80%时，相应的四路直流输出控制模块切离其所控制的负载，其中当锂离子电池组放电3小时输出电压比标称电压低13％时，相应的四路直流输出控制模块切离其所控制的负载，其中当锂离子电池组放电7小时输出电压比标称电压低20％时，所有四路直流输出控制模块切离所有的所述多个负载。2.一种锂离子电池直流输出控制方法，包括采集锂离子电池组的放电电压和电流，以及根据锂离子电池组在放电过程的电压和电流的变化，通过四路直流输出控制来分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：包静，何心刚，蔡晶，贺延敏，张乐，巩欣，刘宝昌，
申请(专利权)人：北京宝盒精英科技有限公司，
类型：发明
国别省市：