[发明专利]基于可调整电池组串联结构的充电控制电路及其控制方法

说明书

本发明揭示了一种基于可调整电池组串联结构的充电控制电路，每个所述电池单元的正极连接正极输出端，负极连接负极输出端，相邻电池单元的正极输出端连接相邻电池单元的负极输出端构成串联的电池组，其特征在于：每个所述电池单元的正极输出端和负极输出端之间通过第二开关元件连接，所述正极输出端与电池单元正极或者负极输出端与电池单元负极之间设有第一开关元件。通过动态控制，电池组中的每个单体电池(或单体电池组)都能够达到充分充电。

技术领域

本发明涉及电池领域。

背景技术

新能源技术快速发展，特别是锂电池在后备储能和电动汽车等领域的广泛应用，对关键的电池储能和电池管理技术提出更高要求，需要提升对电池组充电的有效性和均衡能力，使电池组的储能特性发挥到最佳。

电池组包技术对单体电池的一致性具有较高要求，否则因电池一致性问题严重影响电池组整体性能的发挥。但受电池技术限制，需要通过更好的电池管理技术解决电池一致性问题，降低电池组包对单体电池的一致性要求。

目前的被动均衡和主动均衡技术均存在效率低，实际应用效果不理想等问题。特别是主动均衡技术，包括电容飞度法、电压转换法，电路极为复杂、硬件体积大、应用成本高等缺陷。需要有更好的电池管理技术提升应用水平。

整个电池组的性能受制于单体电池失效或质量问题的影响。需要有更好的电池管理技术提高电池应用的可靠性和安全性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种可调整电池组串联结构，具备电池保护和主动均衡功能的充电控制电路。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：基于可调整电池组串联结构的充电控制电路，电池组由电池单元串联构成，每个所述电池单元的正极连接正极输出端，负极连接负极输出端，相邻电池单元的正极输出端连接相邻电池单元的负极输出端构成串联的电池组，每个所述电池单元的正极输出端和负极输出端之间通过第二开关元件连接，所述正极输出端与电池单元正极或者负极输出端与电池单元负极之间设有第一开关元件。

其中电池组的第一个电池单元的正极和最后一个电池单元的负极分别连接直流充电接口，直流充电接口连接直流电源为电池组充电。

当电池单元的第一开关元件断开、第二开关元件闭合时，该电池单元从电池组中分离，当电池单元的第一开关元件闭合、第二开关元件断开时，该电池单元接入到电池组中。

基于所述充电控制电路的控制方法：

当电池组充电时，断开每个电池单元的第二开关元件，闭合每个电池单元的第一开关元件；

若存在某个电池单元电压偏高或状态异常，则断开该电池单元的第一开关元件，并闭合该电池单元的第二开关元件，可以通过电池管理单元实时获取每个电池单元的参数信号；

电池单元电压偏高可以通过电量采集单元采集相关信息，状态异常可以通过温度传感器获取相关信息。

本发明的优点在于：

1、可将单体电池(或单体电池组)加入串联组合，也可完全旁路出串联组合。可以控制充电电流经过或不经过任意单体电池(或单体电池组)，即可达到均衡电流等于充电电流的高效率均衡。

2、电池组中的每个单体电池(或单体电池组)都能够达到充分充电，使电池组的储能特性发挥到最佳，且不依赖于对单体电池的一致性要求。

3、每个单体电池(或单体电池组)仅使用两组场效应管、继电器或其它开关器件作为导通和关断控制，即可实现串入或旁路控制，电路简洁，控制简单，成本低廉。

4、特别对单体电池(或单体电池组)发生失效或质量问题，可完全旁路在串联组合外，提供电池组应用的可靠性和安全性。

附图说明