[发明专利]电能量交换设备、电池装置及电池维护系统

说明书

本发明涉及一种电能量交换设备、电池装置及电池维护系统。电能量交换设备包括：充放电总线，包括用于连接外部充电设备的第一端口；功率交换总线，包括用于与外部功率设备进行功率交换的第二端口；单体电池双向均衡阵列，具有多个单体电池双向均衡模块；每个单体电池双向均衡模块用于与一个单体电池连接；单体电池充放电模块，第三端口与充放电总线连接；第四端口用于与电池组中的任意一个单体电池的两端连接；电池组充放电模块，第五端口能够选择地与充放电总线或者功率交换总线连接；第六端口用于与电池组的两端连接；以及功率开关模块，连接于充放电总线和电池组之间。上述电能量交换设备可以完成对电池组的修复，提高电池的使用效率。

技术领域

本发明涉及电池维护技术领域，特别是涉及一种电能量交换设备、电池装置及电池维护系统。

背景技术

随着新能源技术的发展，动力电池和储能电池的应用已经深入多个领域。动力电池或者储能电池中的电池组在经过一段时间的充放电使用后，组成电池组的各个单体电池会出现一定的容量差异。如果不及时修正这些差异，电池组的整体充放电循环能量会快速下降，并且可能导致电池组的安全隐患。实践表明，串联成组后的电池组的循环寿命相对于构成电池组的每个单体电池标称的循环寿命一般会下降30％-50％。针对这种现象，业内普遍通过称之为电池均衡(或平衡)的技术对单个电池进行在线的局部充放电以保持电池组内部电池的容量一致性。传统的电池系统在内部的电池管理自动化系统中集成有电池均衡技术，但是受空间、成本和可靠性影响，这些系统大多采用均衡能力较弱的方案,这种均衡的均衡效果较差，当均衡效果无法满足电池的使用需求时，电池组的整体性能将会受到影响，导致电池的使用率降低。

发明内容

基于此，有必要针对传统的电池系统在使用中均衡效果受客观因素限制，导致使用率降低的问题，提供一种电能量交换设备、电池装置及电池维护系统。

一种电能量交换设备，用于实现电池组内电池之间的电能量转换或者电池组与外部之间的能量转换，所述电能量交换设备包括：

充放电总线，包括第一端口；所述第一连接端口用于连接外部充电设备；

功率交换总线，包括第二端口；所述第二连接端口用于与外部功率设备进行功率交换；

单体电池双向均衡阵列，具有多个单体电池双向均衡模块；每个单体电池双向均衡模块用于与一个单体电池连接；

单体电池充放电模块，包括第三端口和第四端口；所述第三端口与所述充放电总线连接；所述第四端口用于与所述电池组中的任意一个单体电池的两端连接；

电池组充放电模块，包括第五端口和第六端口；所述第五端口能够选择地与所述充放电总线或者所述功率交换总线连接；所述第六端口用于与所述电池组的两端连接；以及

功率开关模块，所述功率开关模块连接于所述充放电总线和所述电池组的总正极之间。

上述电能量交换设备中的单体电池双向均衡阵列能够对各单体电池进行充放电，实现同电池组之间的不同电池组之间的充放电。单体电池充放电模块则可以通过充放电总线利用外部设备对电池组中的任意一个单体电池进行充放电，并且电池组充放电模块能够通过充放电总线或者功率交换总线实现外部设备与整个电池组之间进行功率交换，最终实现电池组内电池之间的能量交换或者电池组与外部之间的电能量交换，进而实现对电池组的电池均衡，从而完成对电池组的修复，提高电池的使用效率。

在其中一个实施例中，所述单体电池双向均衡模块的最大输出电流小于所述电池组充放电模块的最大输出电流，且所述电池组充放电模块的最大输出电流小于所述单体电池充放电模块的最大输出电流。

在其中一个实施例中，所述单体电池双向均衡模块的输出电流小于10安培，所述电池组充放电模块的最大输出电流小于20安培，所述单体电池充放电模块的最大输出电流小于30安培。