[发明专利]一种多节串联电池组用充电系统及其充电方法

说明书

本发明涉及多节串联电池组的充电技术领域，其目的在于提供一种多节串联电池组用充电系统及其充电方法。本发明公开了一种多节串联电池组用充电系统，包括供电电路和电池管理电路，电池管理电路的电源输入端与供电电路的电源输出端电连接；电池管理电路包括充电开关电路，充电开关电路分为充电输入开关电路和充电输出开关电路，充电输入开关电路和充电输出开关电路对应设置有多组。本发明还公开了一种基于上述的多节串联电池组用充电系统的充电方法，可在充电后期轮流对多节串联电池组内单节电池进行独立均衡充电。本发明能够更好地为电池组提供均衡充电的功能，均衡一致性更好，效率更高，同时不会减损电池自身的充放电循环寿命。

技术领域

本发明涉及多节串联电池组的充电技术领域，特别是涉及一种多节串联电池组用充电系统及其充电方法。

背景技术

现有的多节串联可充电电池，特别是锂电池，因为存在安全和易燃易爆问题，必须在充放电过充中具备实时监控和保护，同时由于在高电压大容量电池组应用中，需要将多个单节充电电池进行串联或并联，以达到高电压和大容量目的。但是每个单节的电池在生产中不可避免的存在容量、性能和内阻的差异，所以在充电和放电过程中都会存在电压差异。在充电后期，电压不均衡情况尤为明显，易发生电池损伤的问题。在充电后期，如整组电池内的单节平均电压还未达到充满条件、但是内部部分单节电池的电压已经达到满充电压时，此时对整组电池继续进行充电，会造成这些已达到充满电压的单节电池过充，极易使其损坏，甚至引发充电安全事故。

针对上述问题，现在市场中已经出现电池管理系统(Battery ManagementSystem，BMS)，用于对电池的充放电进行实时监控和保护，现有的BMS主要分为以下两类：

a.单纯的BMS：其具备最基本的BMS功能，可实现对电池的充放电管理。在充电过程中如果某个单节电池或者整组电池出现充满或者过充，就停止充电；在放电过程中如果某个单节电池或者整组电池出现过放电，就停止放电。然而，这类BMS功能简单，没有为电池提供均衡充电的功能，所以在组装生产电池组的过程中，必须要求先对被组装的电池进行容量测试和内阻测试，并按测试结果分组使用，生产要求高、效率低。另外，这类BMS还是不能解决电池在充放电过程中的均衡差异问题，当某节电池提前充满就停止整组电池充电时，其它电池实际还未完全充满，所以并不能有效的发挥电池组的性能。

b.在前者基础上增加了单节电池均衡功能的BMS，即带均衡功能的BMS：其是在第一种BMS的基础上增加了充电均衡功能。方法是在电池管理保护板上对应每节电池都增加了一条放电电路。当充电过充时，如检测到某个单节电池出现过充时，就停止充电，然后打开对应这节电池的放电电路，将该电池放电到低于安全电压，然后再恢复整组电池的充电。以此类推，每当检测到某节电池出现过充，都用这种方法来消除这节电池的过充情况，最终让所有电池达到最佳的充满程度。然而，使用这种BMS后期的均衡过程很长，会延长电池组的充电时间，因为需要对电池进行放电，再恢复重新充电，如果充电过程中出现多个单节都存在过充的情况，势必大大增加均衡充电的时间。另外，这种BMS的均衡过程实际上是让电池进行了一次或者多次充放电循环，直接造成了该电池循环充放电寿命的损失。从市场实际情况来看，使用带均衡功能的锂电池组，虽然在充电过程中能较好的解决后期均衡问题，但是整组电池的循环寿命都远远低于采用第一种BMS的电池组的使用寿命。

因而，现有技术不能有效解决电池组内单节的充放电均衡问题，不能有效发挥电池本身的实际性能，甚至无法让电池在用户端达到应有的使用寿命。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本发明提供了一种多节串联电池组用充电系统及其充电方法。

本发明采用的技术方案是：