[发明专利]电池组充放电均衡方法、均衡装置及维护装置

说明书

技术领域

本发明涉及蓄池均衡维护装置领域，特别是电池组充放电均衡方法、均衡装置及维护装置。

背景技术

目前，各种蓄电池作为电能存储元件，已广泛应用于电动车辆、电力储能、后备式不间断电源等电能存储相关领域。在应用中，为了满足各储能电源系统的电压平台，需要将几节甚至上百节只有几伏的单体电池经过串联成组，构成所需的储能电源组。由于串联成组的单体电池在性能指标上不可能完全一致，因此在电池组充放电过程中，会同时存在过充电和欠充电的问题，产生不均衡的现象。

这是因为，虽然充电电池组的端电压还没有达到终止充电的条件，但一部分充电电池已经充电终结，继续对其充电，该部分充电电池必然处于过充电状态；另一方面，当充电电池组的端电压达到终止充电的条件时，仍然可能有部分充电电池没有完全充电，处于欠充电状态。另外，在放电过程中，也同样会出现部分充电电池提前放电结束，从而造成充电电池组过度放电问题。无论对于那种充电电池，欠充电、过充电和过放电都会严重影响充电电池的使用性能和寿命。此外，对于锂电池充电电池，过充电不仅会伤害电池，而且是严重的安全隐患。

实现电池的均衡主要依靠均衡电路部分，已知的均衡方式主要分为两类：主动的均衡方式和被动的均衡方式。被动的均衡方式是通过一个放电电阻使电压高的电池电压降低；主动均衡方式通常是通过某种方法将电荷从高电势转移到低电势，能量无损失。在实现形式上，一种是：电池和均衡装置设计为一体，构成一个独立的系统，为电池实时实现均衡功能，这种形式如果采用主动均衡方式，则所设计的电池电源系统体积大、均衡电流小，成本高，对电池串联成组的数量有要求；如果采用被动式均衡，则均衡电流较小、均衡效果较差，能量损耗大。另一种是：均衡装置独立于电池，只需定期对电池组进行一致性维护，一个均衡装置可用于多组电池的均衡，相对成本较低，对电池串联成组的数量无要求。但是目前的这种均衡装置大部分只能实现充电时的均衡，不能实现放电过程的均衡，使用具有一定的局限性。

发明内容

    本发明的目的是提供一种电池组充放电均衡方法、均衡装置和维护装置，用以解决充放电过程、特别是放电过程中电池组的一致性差的问题，从而提高电池组的充放电容量和使用寿命。

为实现上述目的，本发明的方案包括：

一种电池组充放电均衡方法，其特征在于，包括如下步骤：对于串联的电池组，在为整个电池组进行充电的同时，检测电池组中各个电池的端电压，比较、判断出端电压最低的一个或多个电池；以整个电池组为输入，为该端电压最低的一个或多个电池进行充电；电池组进行放电的同时，检测电池组中各个电池的端电压，比较、判断出端电压最低的一个或多个电池；以整个电池组为输入，为该端电压最低的一个或多个电池进行充电。

电池组进行充放电时，为端电压最低的一个或多个电池充电是通过一个降压支路实现的；该降压支路输入端连接整个电池组两端，输出端与各个电池之间通过相应开关连接。

所述检测电池组中各个电池的端电压由数据检测单元完成，比较、判断出端电压最低的电池由控制单元完成；数据检测单元和控制单元设置在控制器中。

所述开关为双路继电器。

电池组充放电均衡装置，该装置主要由均衡模块和控制器构成，均衡模块包括降压支路，控制器包括数据检测单元和控制单元；所述降压支路输入端连接电池组两端，输出端与各个电池之间通过相应开关连接；数据检测单元采样各个电池的端电压，控制单元用于将数据检测单元采样的各个电池的端电压值进行比较。

所述开关为双路继电器。

电池组充放电维护装置，主要由交流输入控制单元、充电机、充电继电器、充放电均衡装置构成；交流输入控制单元用于检测是否有交流输入、并控制充电继电器的开合；充电机通过充电继电器连接充放电均衡装置；充放电均衡装置主要由均衡模块和控制器构成，均衡模块包括降压支路，控制器包括数据检测单元和控制单元；降压支路输入端连接电池组两端，输出端与各个电池之间通过相应开关连接；数据检测单元采样各个电池的端电压，控制单元用于将数据检测单元采样的各个电池的端电压值进行比较。

所述均衡模块还包括一个辅助电源支路，用于将电池组的电压转换为控制器所需的电压、为控制器供电。

所述电池组充放电维护装置还包括数据显示及通讯模块，数据显示及通讯模块与所述控制器连接。