[发明专利]多组充放电模块并联充放电系统及其管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种充放电系统及其管理方法，特别是涉及一种适用于多组充放电模块的并联充放电系统及其管理方法。

背景技术

随着电子技术的蓬勃发展，中型、大型电池组的用量越来越大。而在这些电池组的生产、测试与使用过程中，要用到许多充电和放电过程。

现有的充电设备或放电设备存在以下缺点：

电池组需要使用相同型号的电池模组进行并联使用，即并联的电池组要求每个电池电压相同，不能将完全不一样类型、电压等级的电池模组进行并联输入输出。因为在电池组中，单体之间的差异总是存在的，以容量为例,其差异性永不会趋于消失,而是逐步恶化的。电池组中流过同样电流，相对而言，容量大者总是处于小电流浅充浅放、趋于容量衰减缓慢、寿命延长，而容量小者总是处于大电流过充过放、趋于容量衰减加快、寿命缩短，两者之间性能参数差异越来越大，形成正反馈特性，小容量提前失效，组寿命缩短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够实现多组充放电模块并联，允许至少两组充放电模块存在容量差异和电压差异，不会相互充放电的充电系统及其管理方法，放电系统及其管理方法，和充放电系统及其管理方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种多组充放电模块并联充电系统，包括至少两组并联的能够储电和对外放电的充放电模块，还包括串联于充电回路的充电控制电路；所述充电控制电路包括使充放电模块充电方向单向导通的单向导通电路及其充电开关电路；还包括电压监测模块，对充放电模块的电压进行监测。

所述充放电模块包括但不限于物理电池或者化学电池；所述的物理电池包括但不限于超级电容器、飞轮电池；所述的化学电池包括但不限于铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢电池、钠硫电池。

充电控制电路控制充放电模块所在的回路的电流走向。当充电开关电路处于阻断状态时，所在回路为断开状态；当充电开关电路处于导通状态时，所在回路的由于充电方向单向导通的单向导通电路的作用，回路电流方向只能是对充放电模块充电的方向。因此当存在至少两个并联的充放电模块所在的回路的充电开关电路均为导通状态时，避免了两个充放电模块互相充放电的可能性，从而允许至少两组充放电模块存在容量差异和电压差异，不会相互充放电。

还包括主控制模块，分别与电压监测模块和充电开关电路相连。主控制模块接收电压检测模块的检测电压，并控制充电开关电路的导通和阻断。所述主控制模块可以为一个总的主控制模块，接收各个电压检测模块的检测电压，并对各个充电开关电路的导通和阻断进行控制。所述主控制模块也可以有多个，每一个充放电模块所在的回路对应一个主控制模块。

所述单向导通电路为二极管，或二极管与开关并联所组成的并联电路，或MOS管；所述充电开关电路为继电器开关电路或三极管（如MOS管和IGBT管）开关电路；所述充电开关电路为至少二选一的多选一（如二选一或三选一）开关的开关电路或单路控制开关电路。而与二极管并联的开关也可以是继电器开关或三极管开关。

充电开关电路为二选一开关电路时，可以设置开关在空路和充电开关电路之间选择，而在包括有放电开关电路的电路中，可以设置开关在充电开关电路和放电控制电路之间选择；在这里，空路时，充电开关电路为阻断状态。

充电开关电路为三选一开关时，在包括有放电开关电路的电路中，开关在放电开关电路、充电开关电路和空路（即前两者都不选）之间选择；在这里，空路时，放电开关电路和充电开关电路均处于阻断状态。

作为优选，单向导通电路为MOS管，通路开关短路体内二极管，能够使导通时工作压降降为零。基于上述多组充放电模块并联充电系统的充电管理方法，其管理方法为：在充电过程之前，所有的充电开关电路处于导通状态，所有的充放电模块通过充电控制电路内部允许的充电方向的元器件并联起来；

监测所有的充放电模块的电压，当某个充放电模块的电压达到其过充电门限时，置其充电开关电路为阻断状态，直至所有的充电开关电路被置为阻断状态，对所有并联的充放电模块充电结束。

充电电流首先进入电压最低的充放电模块，最后进入电压最高的充放电模块。当某个充放电模块的电压达到其过充电门限时，表明充电完成，置其充电开关电路为阻断状态，直至所有的充电开关电路被置为阻断状态，表明对所有的充放电模块的充电完成，对所有并联的充放电模块充电结束。