[发明专利]蓄电池系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种蓄电池系统及其控制方法。蓄电池系统包括蓄电池单元和控制器。蓄电池单元具有多个蓄电池模块、多个第一继电器和多个第二继电器。每一个蓄电池模块都具有串联连接的多个单电池。多个第一继电器连接在多个蓄电池模块之间的相同极性端子之间且配置为在闭合时使多个蓄电池模块之间并联连接。多个第二继电器连接在多个蓄电池模块的不同极性端子之间且配置为在闭合时使多个蓄电池模块之间串联连接。蓄电池系统的控制器配置为基于多个蓄电池模块之间的电压偏差来控制多个第一继电器和多个第二继电器的闭合/打开状态。

技术领域

本发明涉及一种蓄电池系统和用于控制蓄电池系统的方法。

背景技术

一般来说，蓄电池包括串联连接的多个单电池。用于消除单电池之间的电压偏差以最大化蓄电池性能的电压平衡电路可应用于蓄电池。

作为常规电压平衡方法，被动方法消耗串联连接的多个单电池中电压比具有最低电压的另一单电池的电压高的单电池的能量。另一种电压平衡方法，主动方法通过将电荷从一个电池转移到具有更低电压的另一单电池来消除电压偏差。

使用被动方法的电压平衡方法通过电阻器将单电池中存储的电能消耗为热能。因此，由于在进行平衡后蓄电池充电状态(SoC)和蓄电池的输出减小，所以这种方法存在问题。附加地，由于通过电阻器消耗的能量低，所以平衡过程需要很长时间。

另外，使用主动方法的电压平衡方法需要对电池单元充电。因此，这种方法在复杂电路配置和高平衡费用方面存在问题。

在该部分中公开的事项仅用于增强对本发明的总体背景的理解，而不应视为承认或以任何形式暗示该事项形成本领域技术人员已知的现有技术。

发明内容

因此，鉴于上述问题做出本发明。本发明的目的在于提供蓄电池系统以最大化包括多个单电池的蓄电池的电压平衡效果。本发明的另一目在于提供控制蓄电池系统的方法。

根据本发明的一方面，可通过提供包括蓄电池单元的蓄电池系统实现上述和其它目的。蓄电池单元包括多个蓄电池模块且每一个蓄电池模块都包括串联连接的多个单电池。蓄电池单元还包括连接在多个蓄电池模块间相同极性端子之间的多个第一继电器。多个第一继电器配置为在第一继电器闭合时使多个蓄电池模块之间并联连接。蓄电池单元还包括连接在多个蓄电池模块的不同极性端子之间的多个第二继电器。多个第二继电器配置为在第二继电器闭合时使多个蓄电池模块之间串联连接。蓄电池系统还包括控制器，该控制器配置为基于多个蓄电池模块之间的电压偏差来控制多个第一继电器和多个第二继电器的闭合/打开状态。

控制器可计算多个蓄电池模块之间具有最高电压的蓄电池模块的电压与具有最低电压的蓄电池模块的电压之间的电压偏差。

控制器可计算每两个蓄电池模块的电压偏差，每两个蓄电池模块的端子直接连接至多个蓄电池模块的多个第一继电器中的一个的两个接触点。

对于每两个蓄电池模块，当电压偏差大于预设基准值时，通过打开多个第二继电器并依次闭合两个蓄电池模块之间的继电器，控制器经由两个蓄电池模块之间的能量移动来进行电压平衡，每两个蓄电池模块的端子直接连接至多个蓄电池模块的多个第一继电器中的一个的两个接触点。

蓄电池系统还可包括电池平衡单元，该电池平衡单元配置为根据包括在多个蓄电池模块中的多个单电池之间的电压偏差来进行包括在多个蓄电池模块中的多个单电池之间的被动电压平衡。

通过基于多个蓄电池模块之间的电压偏差选择性地闭合多个第一继电器并打开多个第二继电器，控制器可进行多个蓄电池模块之间的电压平衡。然后，当包括在多个蓄电池模块中的多个单电池之间的电压偏差大于预设基准值时，控制器可进行包括在多个蓄电池模块中的多个单电池之间的被动电压平衡。