[发明专利]串联蓄电池组充放电控制系统及充放电优化方法

权利要求书

1.一种串联蓄电池组充放电控制系统，用于优化一串联蓄电池组的充放电方案，该串联蓄电池组包括多节单体电池，其特征在于：包括蓄电池组中央控制模块、并联开关组控制模块、蓄电池组分等级控制模块、分等级异步正负脉冲充电控制模块、蓄电池组均衡放电控制模块、参数检测器、单体电池有损检测控制模块，其中所述蓄电池组中央控制模块统筹控制整个系统的运行模式；所述并联开关组控制模块两端分别连接蓄电池组中央控制模块和蓄电池组分等级控制模块；所述蓄电池组分等级控制模块另外两个端口分别连接分等级异步正负脉冲充电控制模块和蓄电池组均衡放电控制模块；所述分等级异步正负脉冲充电控制模块和蓄电池组均衡放电控制模块的另一端口都连接到参数检测器和蓄电池组中央控制模块；所述单体电池有损检测控制模块两端分别连接参数检测器和蓄电池组中央控制模块。

2.如权利要求1所述的串联电池组充放电控制系统，其特征在于：所述并联开关组控制模块控制一并联开关组，所述并联开关组的构造为：在串联蓄电池组的每个单体电池上并联一个单刀单掷开关和一个储能电容。

3.如权利要求1所述的串联电池组充放电控制系统，其特征在于：所述参数检测器用以检测电池的电压和温度参数。

4.如权利要求1所述的串联电池组充放电控制系统，其特征在于：所述整个系统的运行模式包括：蓄电池性能分等级模式，异步正负脉冲充电模式，均衡放电模式，以及单体有损电池检测模式。

5.一种使用如权利要求1至4任意一项所述的串联电池组充放电控制系统进行的串联蓄电池组充放电方案优化方法，其特征在于，包括如下步骤：启动蓄电池性能分等级模式，对所有单体电池划分等级；启动单体电池有损检测模式，将检测出损坏了的单体电池脱离；启动异步正负脉冲充电模式下，按照上述的电池等级划分，对处于不同等级下的电池分配不同的充电方案，同时保持单体电池有损检测模式，对充电过程中的电池状态进行实时检测，一旦有损坏电池出现，立即进行脱离排除；启动均衡放电模式，在对负载的放电过程中，对放电状态较差的电池实施补流，以减小各个单体电池放电的不一致性，同时保持单体电池有损检测模式，对放电过程中的电池状态进行实时检测，一旦有损坏电池出现，立即进行脱离排除。

6.如权利要求5所述的充放电方案优化方法，其特征在于：所述蓄电池性能分等级模式包括步骤：第一步：通过蓄电池组中央控制模块和并联开关组控制模块将某一节单体电池的开关闭合，使该节单体电池和一参考电池以相同的放电率通过储能电容放电至蓄电池放电终止电压；第二步：以相同的充电率对单体电池和参考电池充电，记录充电过程中的电池端电压值以及达到充电终止电压的时间t；第三步：通过蓄电池组中央控制模块和并联开关组控制模块将该单体电池和参考电池以相同的放电率通过储能电容放电至蓄电池放电终止电压，记录放电过程中的端电压值u，静置一段相同的时间后，记录各个电池的实际容量q，最后依据设立在蓄电池组中央控制模块中的判断法则将串联蓄电池组中的所有单体电池按性能分成良好、一般和较差三个等级。

7.如权利要求5所述的充放电方案优化方法，其特征在于：所述单体电池有损检测模式包括步骤：第一步：定时接收由参数检测器在线检测的电压和温度参数；第二步：采用有损单体电池判决准则：当定时时间内温度超过正常工作温度的100％时或者充放电达到终止电压后，浮充电压波动超出终止电压的25％时，则由蓄电池组中央控制模块操作进行单体电池的容量检测；第三步：当容量检测结果满足通用的蓄电池报废指标时，则认为该蓄电池为有损电池；第四步：蓄电池组中央控制模块将该有损电池脱离出整个蓄电池组。

8.如权利要求5所述的充放电方案优化方法，其特征在于：所述异步正负脉冲充电模式具体为：由一外部的异步正负脉冲发生器充当充电源，将一个充电周期划分成三个充电阶段，分时交错给不同等级的电池充电，即状态较差的电池优先充电，状态一般的电池次之，状态良好的电池最后充电，以减少整个串联蓄电池组达到充电平衡时的时间差。

9.如权利要求8所述的充放电方案优化方法，其特征在于：在分三个阶段充电的同时，根据参数检测器反馈的电压温度参数，适度调整充电电流大小和充电周期，防止出现过充现象的发生；或者在充电过程中加入放电脉冲即正负脉冲充电，防止硫酸盐化现象的发生。

10.如权利要求5所述的充放电方案优化方法，其特征在于：所述均衡放电模式包括步骤：第一步：设定初始放电电流大小，放电终止电压和放电周期；第二步：定时接收由参数检测器的反馈参数；第三步：计算如果状态一般和较差的电池端电压与状态良好的端电压相比下降幅度较正常情况下出现较大偏差或者温度变化出现异常偏差时，首先判断是否单体电池符合有损电池标准，若是则由中央控制模块控制使之脱离整个系统，反之则采用电容储能对之进行补流。