CN102420446B - 锂离子动力电池组的充电方法及使用该方法的锂离子动力电池组系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子动力电池组的充电方法及使用该方法的锂离子动力电池组系统，该方法包括：步骤1，构成基本电池单元；步骤2，构成电池模组；步骤3，设置电磁变压器充电电能配置系统，分别给电池模组各层级基本电池单元提供均衡的充电电压；步骤4，通过电池组控制管理系统与各基本电池单元的独立充放电管控单元组网，实现电池组的充放电控制管理，并对所有单体锂离子电池的充放电工作条件进行管控和保护。本发明锂离子动力电池组系统，降低了基本电池单元整流和稳压电路器件承受的工作电压，从而降低了电池组系统的成本，并为各种交直流充电电源的引用和兼容性适配提供良好的技术途径，尤其适合大数量单体锂离子电池成组、大容量、高电压输出的锂离子动力电池组系统。

Description

锂离子动力电池组的充电方法及使用该方法的锂离子动力电池组系统

技术领域

本发明涉及一种锂离子动力电池组的充电方法及使用该方法的锂离子动力电池组系统，尤其涉及一种采用电磁变压器均衡配置充电的锂离子动力电池组的充电方法及使用该方法的锂离子动力电池组系统。

背景技术

在许多大功率二次电池应用技术领域，对于二次电池的高倍率放电性能、高倍率充电性能、高输出电压、高荷电容量等技术需求，单体二次电池技术是无法满足的。因而，需要将单体电池通过串联、并联或混合连接构成二次电池模组，满足高功率电伺服应用技术领域对二次电源的高荷电容量、高电压和大电流输出等技术需求。

随着锂离子电池技术和相关配套技术的飞速发展，在现有二次电池技术中，锂离子电池技术与其它二次电池技术相比较，在单体电池电压、重量比能量、体积比能量、放电特性、充电特性、荷电保持、记忆效应、环保性、安全性、充/放循环寿命、工作温度范围等二次电池主要技术性能方面综合比较，锂离子电池技术已具有明显优势。

在现有锂离子电池技术条件下，因其技术机理的制约，锂离子电池对过充和过放的过载承受能力较低，且在高温下的工作特性较差。若充放电管控失当，不但会造成单体锂离子电池的不可逆损伤，甚至会产生爆炸等恶性后果。实践证明，仅仅把单体锂离子电池荷电容量简单做大，不但具有较大的工艺难度，且单体锂离子电池的输出电压，不能满足几乎所有大功率二次电池应用技术领域对高输出电压的需求。因而，高输出电压、大荷电容量的锂离子二次电源，只能通过串联型或混联型锂离子电池模组方式来实现。

在现有锂离子电池制工程技术条件下，量产单体锂离子电池的荷电容量必然存在一定的一致性差异。由存在一致性差异的单体锂离子电池串联构成电池组时，若充放电均衡控制管理处置不当，则会在串联回路的充放电过程，造成部分单体电池过充电或过放电。且随着电池组的老化进程，过充或过放现象均会促使部分单体电池的材料瑕疵、制工程工艺差异所致一致性差异放大显性，加速部分单体电池的老化和循环工作寿命条件分化，最终会因部分单体电池产生不可逆损伤而导致电池组快速失效。因而，单体锂离子电池构成电池组时，必须采取所有单体锂离子电池独立充电控制管理，并采取有效的超倍率放电保护、极端短路保护、电压反极保护、超高温度保护、素质估测与管控策略调整等技术措施。

大容量锂离子动力电池组几乎都要求具有较高的输出电压，为此，锂离子动力电池组必须通过单体锂离子电池串联来满足对动力电池组的高输出电压要求，而单体锂离子电池通过串联得到所有串联单体电池输出电压的累加和后，却产生了要使所有参与串联的单体电池能有效实施充电管控，充电电压要求高于所有串联单体电池的充电截止电压累加和。但在动力电池组充电截止电压已高于市电，以及一些要求以换能方式产生的低电压电能对动力电池组有效充电时，则必须将充电电压提升至高于电池组充电截止电压后充电。目前动力电池组管理系统广泛采用的升压办法是，采用大功率电力半导体器件逆变升压后，以并行供电方式向所有单体电池充电控制管理系统提供充电电能。由此产生了大功率电力半导体逆变器件必须具有较高的允许工作电压，并且所有单体电池充电控制管理单元的相关器件也必须具有较高的允许工作电压。在现有半导体器件技术条件下，同一型号或同类型半导体器件的成本主要取决于其允许工作电压，且半导体器件的成本上升比率超过其允许工作电压的上升比率。因而，有效降低大功率电力半导体逆变器件和单体电池充电控制管理单元相关器件的工作电压，直接关系到锂离子动力电池组控制管理系统的成本。

二次电源应用市场对锂离子动力电池组的期待已经很成熟，解决单体锂离子电池通过串联、并联或混合连接构成锂离子动力电池组的技术问题，无疑会给锂离子动力电池组在混合动力汽车、纯电动汽车、电动摩托车和自行车、电动工具、电力系统、铁路系统、通信工程系统等二次电源应用领域的引用创造基础技术条件，而锂离子动力电池组在这些领域的应用，亦会因二次电源系统的技术进步而提升这些领域的应用系统技术性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池组的充电方法及使用该方法的锂离子动力电池组系统，通过对所有单体锂离子电池的独立充放电管控和电池组系统的智能管控，实现电池组的充放电控制管理，并对所有单体锂离子电池的充放电工作条件实施管控和保护；且通过电磁变压器多级自举充电电压均衡配置技术，降低了基本电池组充电控制管理单元的工作电压，由此降低了锂离子动力电池组系统的成本，并为各种交直流电源的充电引用和兼容性适配提供了良好的技术途径。

为了实现上述目的，本发明提出了一种锂离子动力电池组的充电方法，包括：

步骤1，将单体锂离子电池接入独立充放电管控单元，构成基本电池单元；

步骤2，将若干基本电池单元串联或混联，构成电池模组；

步骤3，设置电磁变压器充电电能配置系统，通过电磁变压器的多级自举二次绕组，将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联电池模组的各层级基本电池单元提供均衡的充电电压；

步骤4，通过电池组控制管理系统与各基本电池单元的独立充放电管控单元组网，构成电池组内部分布式局域网控制管理系统，实现电池组的充放电控制管理，并对所有单体锂离子电池的充放电工作条件进行管控和保护；

所述步骤4包括：步骤4.1，电池组控制管理系统与各基本电池单元的独立充放电管控单元组网，构成电池组内部分布式局域网控制管理系统，所述电池组控制管理系统包括：中央处理器系统、电流和电压及温度传感系统、电力电子控制系统、显示与操控系统、外部通讯接口系统，所述中央处理器系统或配接的存储器件中灌装有电池组充放电管控程序、系统编程信息和基础数据库程序、组网策略和节点管控程序、外部调用函数和管控程序；步骤4.2，所述电池组控制管理系统与各基本电池单元的独立充放电管控单元，通过电池组内部局域网建立管控指令和数据通讯，实现以预设控制管理程序的管控策略对电池组的工作模式和所有单体锂离子电池充放电工作条件进行管控和保护；步骤4.3，所述电池组控制管理系统通过外部通讯接口与外部控管系统建立管控指令和数据通讯，外部调用接口协议是SBS、CAN或自定义的接口通讯协议；所述的外部通讯接口是SBS、CAN或自定义的外部数据通讯接口。

步骤1中，所述基本电池单元包括：单体锂离子电池、独立充放电管控单元、安装和散热结构支架；所述的独立充放电管控单元包括：单元管控MCU及其外围电路、整流电路、充电电流和电压控制电路、充放电电压和充电电流监测电路、反极强制放电保护电路、温度传感电路、串联组充电层级隔离电路、内部局域网接口电路；所述单元管控MCU或配接的存储器中灌装有充电参数管控程序、素质策略和数据库管控程序、组网管控程序。

所述步骤2包括：将若干基本电池单元串联，构成串联电池模组；将若干串联电池模组并联，构成混联电池模组。

步骤3中，所述电磁变压器充电电能配置系统包括：电磁变压器、直流逆变控制系统、交流输入控制系统、电磁感应检测系统；所述电磁变压器包括：软磁材料铁心、一次绕组、二次绕组；所述电磁变压器一次绕组包括：直流逆变励磁一次绕组、直接交流励磁一次绕组；所述电磁变压器的二次绕组包括：多级自举二次绕组、电磁感应检测二次绕组。

所述步骤3包括：步骤3.1，所述直流逆变控制系统，将外电路提交的不同电压幅值直流充电电能，逆变调控至设计规范的交流电能输入电磁变压器的直流逆变励磁一次绕组，并通过电磁感应检测系统提交的检测数据调校逆变控制参数；所述交流输入控制系统，将输入的交流电能接入电磁变压器的直接交流励磁一次绕组；步骤3.2，所述电磁变压器的多级自举二次绕组，将电磁感应电势分解为与串联电池模组各层级相应的电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元提供均衡的充电电压；所述电磁变压器的电磁感应检测二次绕组，为电磁感应检测系统提交电磁变压器系统控制的电磁感应检测电势样本；步骤3.3，所述串联电池模组各串联层级的基本电池单元，分别从电磁变压器的多级自举二次绕组的对应层级绕组获取充电电能，并按预设充电管控程序向单体锂离子电池充电；步骤3.4，所述混联电池模组电磁变压器配置模式，采取每个串联电池模组单独配置一个电磁变压器模式，或采取多个串联电池模组共用一个电磁变压器的模式；在采取每个串联电池模组单独配置一个电磁变压器模式下，该串联电池模组各串联层级的基本电池单元分别从该串联电池模组单独配置的电磁变压器的多级自举二次绕组的对应层级绕组获取充电电能，并按预设充电管控程序向单体锂离子电池充电；在采取多个串联电池模组共用一个电磁变压器的模式下，各串联电池模组的同层级基本电池单元共同从共用的电磁变压器的多级自举二次绕组的对应层级绕组获取充电电能，并分别按预设的充电管控程序向各自管控的单体锂离子电池充电。

本发明还提供一种使用上述的锂离子动力电池组的充电方法的锂离子动力电池组系统，其特征在于，所述锂离子动力电池组系统包括：若干基本电池单元串联或混联构成的电池模组、电池组控制管理系统、电磁变压器充电电能配置系统、电池组结构支架、壳体和散热冷却系统，所述散热冷却系统及电池组控制管理系统安装在电池组结构支架上，所述电池模组和电磁变压器充电电能配置系统可以组合为可拆卸式插件结构安装在所述电池组结构支架上，也可以将电磁变压器充电电能配置系统安装在所述电池组结构支架上，将电池模组组合为可拆卸式插件结构安装在所述电池组结构支架上。

所述基本电池单元包括：单体锂离子电池、独立充放电管控单元的各电子电路系统组成的PCB、安装和散热结构支架，并在结构上组合装配在一起，通过结构框架的定位支架和接口，安装在锂离子动力电池组内，所述单体锂离子电池和独立充放电管控单元，在结构上可封装在一起，也可以分开。

所述直接交流励磁一次绕组适配输入的交流电源包括：交流市电、工业动力交流电、各类交流发电机发出的交流电、各类电子系统发出的交流电。

所述锂离子动力电池组系统的电磁变压器充电电能配置系统的配置模式，可采取每个串联模组单独配置一个电磁变压器充电电能配置系统，也可以采取多个串联模组共用一个电磁变压器充电电能配置系统的模式。

本发明的有益效果：本发明锂离子动力电池组的充电方法及使用该方法的锂离子动力电池组系统，采用电磁变压器充电电能配置系统的自举串联层级电压配置技术，可向串联模组的各层级基本电池单元提供均衡的充电电压，并且每个基本电池单元得到的充电电压基本相等，并可以在满足最低充电电压的基础上控制在相对较小的幅值范围内，由此降低了基本电池单元整流和稳压电路器件承受的工作电压，从而降低了电池组控制管理系统成本，并为各种交直流充电电源的引用和兼容性适配提供了良好的技术途径，尤其适合大数量单体锂离子电池成组、大容量、高电压输出的锂离子动力电池组系统。

为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。

图1为本发明锂离子动力电池组的充电方法流程示意图；

图2为本发明锂离子动力电池组系统的基本电池单元电原理示意框图；

图3为图2的实体结构示意图；

图4为本发明电磁变压器充电电能配置系统电原理示意框图；

图5为本发明第一实施例的串联型锂离子动力电池组系统电原理示意框图；

图6a-6c为图5的实体结构示意图；

图7为本发明第二实施例的混联型锂离子动力电池组系统电原理示意框图；

图8a-8d为图7的实体结构示意图；

图9为本发明第三实施例的混联型锂离子动力电池组系统电原理示意框图；

图10a-10f为图9的实体结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定目的所采取的技术手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，应当可由此得到深入且具体的了解，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

如图1-10所示，本发明锂离子动力电池组的充电方法流程包括：

步骤1，将单体锂离子电池130接入独立充放电管控单元，构成基本电池单元100。所述基本电池单元100，由单体锂离子电池130、独立充放电管控单元、安装和散热结构支架140和141构成；所述的独立充放电管控单元，由单元管控MCU及其外围电路110、整流电路120、充电电流和电压控制电路111、充放电电压和充电电流监测电路112、反极强制放电保护电路121、温度传感电路123、串联组充电层级隔离电路122、内部局域网接口电路102构成；单体锂离子电池130和独立充放电管控单元各电子电路系统组成的PCB通过安装和散热结构支架140和141组合装配在一起，构成基本电池单元100；所述单元管控MCU或配接的存储器中灌装有充电参数管控程序、素质策略和数据库管控程序、组网管控程序；独立充放电管控单元按预设充放电管控程序，对单体锂离子电池130的充放电工作条件进行管控和保护。所述基本电池单元100的充电工作过程为：独立充放电管控单元检测到电磁变压器220的多级自举二次绕组224存在输出电能，且单体锂离子电池130技术状态符合充电条件时，自动启动充电电流和电压控制电路111，根据单体锂离子电池130的技术状态，以预设充电管控策略对单体锂离子电池130进行充电，充电过程中，独立充放电管控单元实时监测单体锂离子电池130的工作电压和温度，并估算荷电补充量、评估充电特性显性的素质和循环特性并更新数据库，在各项受控参数达到管控临界点时，通过电池组内部局域网报送电池组控制管理系统；所述基本电池单元100放电工作过程：单体锂离子电池130随串联电池模组放电，其放电电流强度等于串联电池模组300(520)放电电流强度，放电过程中，独立充放电管控单元实时监测单体锂离子电池130的工作电压和温度，并估算荷电释放量、评估放电特性显性的素质和循环特性并更新数据库，在各项受控参数达到管控临界点时通过电池组内部局域网报送电池组控制管理系统。

步骤2，将若干基本电池单元100串联或混联，构成电池模组。该步骤2包括：将若干基本电池单元100串联，构成串联电池模组；将若干串联电池模组并联，构成混联电池模组。

步骤3，设置电磁变压器充电电能配置系统200，通过电磁变压器220的多级自举二次绕组224，将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联电池模组的各层级基本电池单元100提供均衡的充电电压。该步骤3中，所述电磁变压器充电电能配置系统200，由电磁变压器220、直流逆变控制电路210、交流输入控制系统211、电磁感应检测系统212构成；所述电磁变压器系统220，由软磁材料铁芯221、直流逆变励磁一次绕组222、直接交流励磁一次绕组223、多级自举二次绕组224、电磁感应检测二次绕组225构成。所述步骤3进一步包括，步骤3.1，所述直流逆变控制电路210，将外电路提交的不同电压幅值直流充电电能，逆变调控至设计规范的交流电能输入电磁变压器220的直流逆变励磁一次绕组222励磁，并通过电磁感应检测系统212提交的检测数据调校逆变控制参数；所述交流输入控制系统211，将外部输入的交流电能接入电磁变压器220的直接交流励磁一次绕组223励磁；步骤3.2，所述电磁变压器220的多级自举二次绕组224，将电磁感应电势分解为与串联电池模组300(520)各层级相应的电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元100提供均衡的充电电压；所述电磁变压器220的电磁感应检测二次绕组225给电磁感应检测系统212提交电磁变压器系统的电磁感应检测电势样本；步骤3.3，所述串联电池模组300(520)各串联层级的基本电池单元，分别从电磁变压器的多级自举二次绕组的对应层级绕组获取充电电能，并按预设充电管控程序向单体锂离子电池130充电；其充电工作过程为：电磁变压器220的直流逆变励磁一次绕组222或直接交流励磁一次绕组223输入充电电能励磁后，在多级自举二次绕组224感生同频电势，多级自举二次绕组224，将电磁感应电势分解为与串联电池模组300(520)各层级相应的电压区段，分别输入串联电池模组相应层级的基本电池单元100，该基本电池单元100的独立充放电管控单元按预设充电管控程序向单体锂离子电池130充电；步骤3.4，所述混联电池模组的电磁变压器220配置模式，采取每个串联电池模组单独配置一个电磁变压器220模式(第二实施例的混联型锂离子动力电池组系统400)，或采取多个串联电池模组共用一个电磁变压器220的模式(第三实施例的混联型锂离子动力电池组系统500)；在采取每个串联电池模组单独配置一个电磁变压器220模式下，该串联电池模组各串联层级的基本电池单元100分别从该串联电池模组单独配置的电磁变压器220的多级自举二次绕组224的对应层级绕组获取充电电能，并按预设充电管控程序向单体锂离子电池130充电；在采取多个串联电池模组共用一个电磁变压器220的模式下，各串联电池模组的同层级基本电池单元100共同从共用的电磁变压器220的多级自举二次绕组224的对应层级绕组获取充电电能，并分别按预设的充电管控程序向各自管控的单体锂离子电池130充电。

步骤4，通过电池组控制管理系统与各基本电池单元100的独立充放电管控单元组网，构成电池组内部分布式局域网控制管理系统，实现电池组的充放电控制管理，并对所有单体锂离子电池130的充放电工作条件进行管控和保护。该步骤通过电池组控制管理系统和基本电池单元100的独立充放电管控单元内置的预设策略管控程序，实现对电池组各单体锂离子电池130的充放电工作条件和过程实施独立管控和监测、实现电池组和单体离子电池130的素质估测与管控策略调整，并对电池组超倍率放电、极端短路、单体电池电压反极、超高温工作等状况实施预设策略的实时保护。锂离子动力电池组控制管理系统设置外部通讯管控接口，可与外部控制管理系统建立指令和数据通讯，实现锂离子动力电池组系统的充放电管控、参数报送和模式设置等。该步骤4进一步包括步骤4.1，电池组控制管理系统与各基本电池单元100的独立充放电管控单元组网，构成电池组内部分布式局域网控制管理系统，所述电池组控制管理系统由中央处理器系统、放电电流和电压及温度传感系统、放电电力电子控制电路、显示与操控系统、外部通讯接口系统组成，所述电池组中央管控处理器系统或配接的存储器件中灌装有电池组充放电管控程序、系统编程信息和基础数据库管控程序、组网策略和节点管控程序、外部调用函数和管控程序；步骤4.2，所述电池组控制管理系统与各基本电池单元100的独立充放电管控单元，通过电池组内部局域网建立管控指令和数据通讯，实现以预设控制管理程序的管控策略对电池组的工作模式和所有单体锂离子电池130充放电工作条件进行管控和保护；步骤4.3，所述电池组控制管理系统通过外部通讯接口与外部控管系统建立管控指令和数据通讯，外部调用接口协议可以是SBS、CAN等其它或自定义的接口通讯协议；所述的外部通讯接口可以是SBS、CAN等其它或自定义的外部数据通讯接口。

在步骤4中，锂离子动力电池组放电工作过程：锂离子动力电池组设置直接放电模式和管控放电模式。在直接放电模式下，电池组控制管理系统控制放电电力电子控制系统对外电路直接放电，在管控放电模式下，电池组控制管理系统根据操控或通讯管控指令，控制放电电力电子控制系统执行放电或关闭。无论何种放电模式，电池组放电时，放电电流强度在满足电池组许可放电倍率、所有单体锂离子电池130截止放电电压、工作温度等预设技术条件下，取决于电池组输出电势和外电路电阻。

锂离子动力电池组直流电能充电过程：锂离子动力电池组设置自动充电模式和管控充电模式。在自动充电模式下，电池组控制管理系统自动检测外电路电压，当电池组处于放电状态且外电路存在高于电池组放电电压且电池组技术状态符合充电条件时，自动停止放电并切换至充电状态，当电池组处于放电停止状态，且外电路存在高于设计规范最低充电电压且电池组技术状态符合充电条件时，自动进入充电状态。在管控充电模式下，电池组控制管理系统根据操控或通讯充电管控指令，停止放电并切换至充电状态。无论自何种模式进入充电状态，充电时，直流电能输入控制和直流逆变控制电路210将外电路直流电能逆变为设计规范幅值的交流电能输入电磁变压器220的直流逆变励磁一次绕组222，电磁变压器220的多级自举二次绕组224，将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元100提供均衡的充电电压。在采取直流充电电能输入电路与电池组输出电路分开，而将直流充电电能直接接入直流电能输入控制和逆变系统210的电路模式下，电池组系统可以实现在放电的同时进行充电。

锂离子动力电池组交流电能充电过程：电池组控制管理系统自动检测交流输入端，在检测到有符合设计规范的交流电能接入且电池组技术状态符合充电条件时，将交流电能经交流输入控制系统211输入电磁变压器220的一次直接交流励磁绕组223，电磁变压器220的多级自举二次绕组224，将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元100提供均衡的充电电压。交流电能充电模式下，与电池组系统可以在放电的同时进行充电。所述直接交流励磁绕组223适配输入的交流电源包括：交流市电、工业动力交流电、各类交流发电机发出的交流电、各类电子系统发出的交流电。

本发明还提供一种使用上述锂离子动力电池组充电方法的锂离子动力电池组系统，包括若干基本电池单元100串联或混联构成的电池模组、电池组控制管理系统、电磁变压器充电电能配置系统200、电池组结构支架、壳体和散热冷却系统，所述散热冷却系统及电池组控制管理系统安装在壳体内的电池组结构支架上，所述电池模组和电磁变压器充电电能配置系统200可以组合为可拆卸式插件结构安装在所述电池组结构支架上，也可以将电磁变压器充电电能配置系统200安装在所述电池组结构支架上，将电池模组组合为可拆卸式插件结构安装在所述电池组结构支架上。由于单体锂离子电池130的可靠性和理论工作寿命，均低于电池组其它系统，并出于对锂离子动力电池组系统的电气性能、机械性能、制工程工艺性、兼容和互换性，以及应用环境、维护便捷和标准化等方面考虑，使用上述锂离子动力电池组充电方法的锂离子动力电池组系统实体结构如下：

基本电池单元100系统实体结构如图3所示：包括单体锂离子电池130、独立充放电管控单元各部分器件以及组合的PCB、安装和散热结构支架140和141，并在结构上组合装配在一起，构成基本电池单元100实体结构插件，所述单体锂离子电池和独立充放电管控单元，在结构上可封装在一起，也可以分开。

单组串联型锂离子动力电池组系统300实体结构如图6所示：包括串联电池模组、电磁变压器充电电能配置系统200、电池组控制管理系统，串联电池模组的所有基本电池单元100组合为可拆卸式插件结构，并通过电池组系统接口安装在电池组系统结构支架上，电磁变压器充电电能配置系统200和电池组控制管理系统装置在电池组系统结构支架上。

采取每个串联电池模组单独配置一个电磁变压器充电电能配置系统模式构成的混联型锂离子动力电池组系统400实体结构如图8所示：包括电池组控制管理系统、若干串联电池模组与电磁变压器充电电能配置系统200组合为可拆卸式结构插件，电池组控制管理系统装置在电池组系统结构支架上，各串联电池模组与电磁变压器充电电能配置系统200组合的可拆卸式结构插件，通过电池组系统接口安装在电池组系统结构支架上。

采取多个串联模组共用一个电磁变压器充电电能配置系统模式构成的混联型锂离子动力电池组系统500实体结构如附图10所示：包括若干串联电池模组520、电磁变压器充电电能配置系统200、电池组控制管理系统，电池组控制管理系统和电磁变压器充电电能配置系统200装置在电池组系统基础结构上，各串联电池模组520为可拆卸式插件结构，并通过电池组系统接口安装在电池组系统结构支架上。

图2为本发明锂离子动力电池组系统的基本电池单元电原理框图，该基本电池单元100的电气系统，由单体锂离子电池130和独立控制管理单元构成，所述的独立控制管理单元包括：单元管控MCU及其外围电路110、整流电路120、充电电流和电压控制电路111、反极强制放电保护电路121、充放电电压和充电电流监测电路112、温度传感电路123、串联组充电层级隔离电路122、内部局域网接102，在该MCU或配接的存储器中灌装有充电参数管控程序、素质策略和数据库管控程序、组网管控程序。

基本电池单元100的放电工作原理：单体锂离子电池130放电时，放电电流经单体锂离子电池130、串联组充电层级隔离电路122、单元正极输出端101输出、通过外部电路至单元负极端109至单体锂离子电池130构成放电回路。二极管电路121构成反极强制放电保护电路，防止单体锂离子电池130过放电状态的强制放电产生反极。充放电电压和充电电流监测电路112监测单体锂离子电池130的放电电压和充电电流状态、温度传感器123监测锂离子电池130的放电工作温度。

基本电池单元100充电工作原理：电磁变压器220的多级自举二次绕组224输出的交流充电电能从104和105端送入基本电池单元100，经桥式整流电路120转换为直流。主控制管理MCU电路110检测到有输入充电电压时，按预设的充电控制管理程序，控制充电流和电压控制电路111向单体锂离子电池130充电，并通过充放电电压和充电电流监测电路112检测和校正充电电压和电流，通过温度传感器123监测锂离子电池130的充电工作温度，充电电流经桥式整流电路120、充电电流和电压控制电路111、充放电电压和充电电流监测电路112、单体锂离子电池130至桥式整流电路120构成充电回路。

基本电池单元100充放电管控策略：主控制管理MCU电路110内置的充放电管控程序，独立执行该单元单体锂离子电池130的各项预编程充放电技术参数，并将充放电数据换算为循环周期参数存贮。主控制管理MCU电路110预设管控参数包括：单体锂离子电池130的型号和充电规范等制造信息，已循环次数和剩余寿命等实时素质信息。电池组中央控管系统均内置预编程电池组充放电管控程序，并通过内部局域网接口电路102与基本电池单元主控制管理MCU电路110建立管控指令与数据信息交互和工作模式管控。

图3为本发明锂离子动力电池组系统的基本电池单元插件实体结构示意图，基本电池单元100实体结构包括：单体锂离子电池130、独立充放电管控单元器件构成的PCB、安装和散热结构支架140和141，并在结构上组合装配在一起，构成基本电池单元插件。基本电池单元插件通过PCB印版的外部充电交流电能输入接口104和105、电池组控制内部局域网接口102、单元零电平接口109、单元正极输出接口101接入电池组系统。

图4为本发明锂离子动力电池组系统的电磁变压器充电电能配置系统电原理示意框图，电磁变压器充电电能配置系统200，由电磁变压器220、直流逆变控制电路210、交流电能接入控制电路211、电磁感应检测电路212、管控接口202和203、检测数据接口206组成；所述电磁变压器220，由软磁材料铁心221、直流逆变励磁一次绕组222、直接交流励磁一次绕组223、多级自举二次绕组224、电磁感应检测二次绕组225构成。在由多个基本电池单元100串联构成的电池组串联回路中，采用电磁变压器220将一次励磁绕组输入的充电电能通过多级自举二次绕组224配置为设计规范的电压区段，分别给串联回路各层级的基本电池单元100提供均衡的充电电压。所述直接交流励磁一次绕组223可根据电池组应用需求和交流电源技术条件，设计相应的接入相数、变比和接法等，适配输入包括：交流市电、工业动力交流电、各类交流发电机发出的交流电、各类电子系统发出的交流电等交流电源。

在输入直流电能充电时，输入的直流电能经直流逆变电路210转换为设计规范的交流电能输入电磁变压器220的直流逆变励磁一次绕组222励磁，在多级自举二次绕组224感生同频交流电能，经多级自举二次绕组224分解配置，向串联模组各层级的基本电池单元提供均衡的充电电压。在不计损耗条件下，多级自举二次绕组224的感应电势Ua＝U1+U2+U3…+Un，取决于直流逆变励磁一次绕组222的励磁电势Uid和电磁变压器的多级自举二次绕组224与直流逆变励磁一次绕组222的绕组匝数比N224/N222。

在输入交流电能充电时，输入的交流电能经交流电能接入控制电路211接入直接交流励磁一次绕组223励磁，在多级自举二次绕组224感生同频交流电能，经多级自举二次绕组224分解配置，向串联模组各层级的基本电池单元提供均衡的充电电压。在不计损耗条件下，多级自举二次绕组224的感应电势Ua＝U1+U2+U3…+Un，取决于直接交流励磁一次绕组223的励磁电势Uia和电磁变压器的多级自举二次绕组224与直接交流励磁一次绕组223的绕组匝数比N224/N223。

无论何种充电电源模式，U1、U2、U3、…、Un分别为串联模组第一层、第二层、第三层、…、第n层的基本电池单元充电电势。由于多级自举二次绕组224设计为N224＝N1+N2+N3…+Nn，且N1＝N2＝N3＝…＝Nn，因而多级自举二次绕组224为串联模组各层级基本电池单元提供的充电电压基本相等，即U1＝U2＝U3＝…＝Un。对于单体锂离子电池130的充电管控而言，5V≤U1＝U2＝U3＝…＝Un≤10V已完全可满足单体锂离子电池充电管控技术需求。因而，大幅降低了各基本电池单元整流和稳压电路电子器件承受的工作电压，从而降低了电池组控制管理系统的成本，尤其是构成电池模组的单体锂离子电池130数量越多、串联模组层级越多，电池组系统的低成本优点就越显著。

图5为本发明第一实施例的串联型锂离子动力电池组系统电原理框图，串联型锂离子动力电池组系统300，由电池组控制管理系统、电磁变压器充电电能配置系统200和串联型电池模组构成。电池组控制管理系统，由电池组中央处理器系统310、电池组放电电流和电压及温度传感系统311、放电电力电子控制系统312、反向阻断电路314、显示与操控系统319、内部局域网接口电路302组成。串联型电池模组，由若干基本电池单元100串联组成。电磁变压器充电电能配置系统200，由电磁变压器220、直流逆变控制电路210、交流电能接入控制电路211、电磁感应检测电路212组成。电磁变压器220，由软磁材料铁心221、直流逆变励磁一次绕组222、直接交流励磁一次绕组223、多级自举二次绕组224、电磁感应检测二次绕组225组成。

串联型锂离子动力电池组系统300的放电工作原理：串联电池组系统300内串联的各基本电池单元100电势累加形成串联电势，在串联电池组正极输出端301和零电平端309间接入负载构成放电回路，放电电流取决于正极输出端301和零电平端309间的电势差和外电路电阻。串联电池组系统300放电时，放电电流经各层级基本电池单元100、放电电流和电压及温度传感系统311、放电电力电子控制电路312、反向阻断电路314、模组正极输出端301输出、通过外部电路至串联模组系统零电平端309构成放电回路。放电过程中，各层级基本电池单元100的强制放电保护二极管121防止单体锂离子电池过放电状态的强制放电产生反极性，放电电压监测电路112监测单体锂离子电池130的放电电压状态、温度传感器123监测单体锂离子电池130的放电工作温度。

串联型锂离子动力电池组系统300的直流充电工作原理：在电池组中央处理器系统310检测到存在外电路直流充电电能，或电池组中央处理器系统310通过外部管控通讯接302收到充电管控指令时，中央处理器系统310控制放电电力电子控制系统312停止放电，通过端301接受外部直流充电电能。外部直流充电电能通过端301，送入直流逆变控制电路210，直流逆变控制电路210在电池组中央处理器系统310控制下，根据输入的直流充电电流和电压值决定逆变控制参数，将输入的不同电压幅值的直流电能逆变为设计规范的交流电能送入电磁变压器220的直流逆变励磁一次绕组222励磁，电磁变压器220的多级自举二次绕组224将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元100提供充电电能。

串联型锂离子动力电池组系统300的外插交流充电工作原理：采取外插交流电能向串联电池组系统300充电时，外插交流电能通过输入端304和305、交流电能输入控制电路211、送入电磁变压器220的直接交流励磁一次绕组223励磁，电磁变压器220的多级自举二次绕组224将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元100提供充电电能。在采取外插交流电能向串联电池组系统300充电时，串联电池组系统300可以在充电的同时进行放电。

图6a-6c为图5的实体结构示意图，图6a为图5的实体结构外部特征示意图，电池组系统工作且需要冷却时，冷却空气经滤清进气320吸入电池组，在与内部散热结构热交换后，经排气321排出。串联锂离子动力电池组系统300的显示和操控系统319可显示电池组工作状态等参数，并可查询电池组剩余电量、剩余循环寿命、电池温度、各单元硬件检测结论等预设和实时信息。图6b为图5的实体结构外部接口特征示意图，所有接口采取自锁装置插入锁紧。电池组正极输出端301和电池组负极端309用于与外部电路连接，并采取防错接搭极机械结构防止电极错接。外插交流电能输入接口304和305用于外插交流电充电接入。外部管控通讯接口302用于与外部控制管理系统信息交互。图6c为图5的实体结构内部特征示意图，各基本电池单元插件100通过安装和散热结构支架140和141安装在电池组基座上，并通过PCB印版的外部充电交流电能输入接口104和105、电池组内部局域网接口102、基本电池单元100的零电平接口109、基本电池单元100的正极输出接口101接入电池组系统。

图7为本发明第二实施例混联型锂离子动力电池组系统电原理框图，本实施例为：采用每个串联电池模组单独配置一个电磁变压器充电电能配置系统200，构成混联型锂离子动力电池组系统400方案。

混联型锂离子动力电池组系统400，由电池组控制管理系统和混联型电池模组构成。电池组控制管理系统，由电池组中央处理器系统410、电池组放电电流和电压及温度传感系统411、放电电力电子控制系统412、反向阻断电路414、显示与操控系统419、外部管控接口电路402组成。混联型电池模组，由若干个包含独立配置电磁变压器充电电能配置系统200的串联电池模组300并联构成。

混联型锂离子动力电池组系统400的放电工作原理：混联电池组系统400内并联的各串联电池组300，在混联电池组正极输出端401和零电平端409间形成串联电势，忽略串联电池模组不均匀性和管控器件压降条件下，混联电池组系统400的输出电势等于各串联电池组300的输出电势。在混联电池组正极输出端401和零电平端409间接入负载构成放电回路，放电电流取决于正极输出端401和零电平端409间的电势差和外电路电阻。混联电池组系统400放电时，各串联电池组300的输出电流并联汇集，总电流等于各串联电池组300的输出电流之和。

混联型锂离子动力电池组系统400的直流充电工作原理：在电池组中央处理器系统410检测到存在外电路直流充电电能，或电池组中央处理器系统410通过外部管控通讯接口402收到充电指令时，中央处理器系统410控制放电电力电子控制系统412停止放电，通过端口401接受外部直流充电电能。外部直流充电电能通过端口401、充电引导电路415，传输至各串联电池模组300，经端口301送入直流逆变控制电路210，直流逆变控制电路210在电池组中央处理器系统310控制下，根据输入的直流充电电流和电压值决定逆变控制参数，将输入的不同电压幅值的直流电能逆变为设计规范的交流电能送入电磁变压器220的直流逆变励磁一次绕组222励磁，电磁变压器220的多级自举二次绕组224将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元100提供均衡的充电电压。

混联型锂离子动力电池组系统400的交流充电工作原理：采取外插交流电能向混联电池组系统400充电时，外插交流电能经混联电池组系统400的交流输入端口404和405，输入并行连接的各串联电池组300交流输入端口304和305，通过各串联电池组300的交流电能输入控制电路211、送入各串联电池组300的电磁变压器220的直接交流励磁一次绕组223励磁，电磁变压器220的多级自举二次绕组224将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元100提供均衡的充电电压。在采取外插交流电能向混联电池组系统400充电时，混联电池组系统400可以在充电的同时进行放电。

图8为图7的实体结构示意图，其中图8a为图7的实体结构外部特征示意图，电池组系统400正极输出端401和电池组负极端409用于向外部负载电路输出电能，并采取防错接搭极结构防止电极错接。外插交流电能输入接口404和405用于外插交流电充电接入。外部管控通讯接口402用于与外部控制管理系统信息交互，所有接口系统采取自锁装置插入锁紧。电池组系统在400充放电工作且需要冷却时，控制管理系统冷却通道为：冷却空气经滤清进气口430和431吸入电池组，在与内部散热结构热交换后，经后部排气口433排出(未图示)。串联电池模组系统冷却通道为：冷却空气经滤清进气口432吸入电池组，在与内部散热结构热交换后，经后部排气口433排出(未图示)。混联电池组系统400的显示和操控系统419可显示电池组工作状态等参数，并可查询电池组剩余电量、剩余寿命、电池组温度、单元硬件检测结论等预设和实时信息。图8b为图7的实体结构内部特征示意图，各串联电池组系统300与配套的电磁变压器充电电能配置系统200组合为独立可插拔结构，通过安装和散热结构支架安装在电池组系统400结构基座上，并通过外部充电交流电能输入接口304和305、内部局域网接口302、零电平接口304、正极输出接口301接入电池组系统400。图8c、图8d为图7的串联电池模组系统300的组合插件实体结构示意图，若干基本电池单元100插件结构，通过接口和紧固装置安装在串联电池模组系统300的组合插件实体结构上，串联电池模组系统300的中央处理器系统310、放电电力电子控制系统312、电磁变压器充电电能配置系统200装置在串联电池模组系统300的组合插件实体结构上，串联电池模组系统300的组合插件的正极输出端301、零电平端309、交流输入端304和305、管控通讯接302，通过接插件接入混联电池组系统400。

将电磁变压器充电电能配置系统200分散布置在各串联电池组系统300内，利于电池组系统的结构散热和制工程测试。在某个串联电池组系统300出现故障时，可关闭故障串联电池组系统后应急充放电使用，且电池组系统输出电压不变，但荷电容量相应减小。

图9为本发明第三实施例混联型锂离子动力电池组系统电原理框图，本实施例为：全部串联模组共用一个电磁变压器充电电能配置系统200，构成混联型锂离子动力电池组系统500方案。混联型锂离子动力电池组系统500，由电池组控制管理系统、电磁变压器充电电能配置系统200和混联型电池模组构成。电池组控制管理系统，由电池组中央处理器系统510、电池组放电电流和电压及温度传感系统511、放电电力电子控制系统512、反向阻断电路514、显示与操控系统519、外部管控接口电路502组成。电磁变压器充电电能配置系统200，由电磁变压器220、直流逆变控制电路210、交流电能接入控制电路211、电磁感应检测电路212组成。电磁变压器220，由软磁材料铁心221、直流逆变励磁一次绕组222、直接交流励磁一次绕组223、多级自举二次绕组224、电磁感应检测二次绕组225组成。混联型电池模组，由若干个包含相同数量的基本电池单元100串联构成的串联电池模组520并联组成。

混联型锂离子动力电池组系统500放电工作原理：混联电池组系统500内各串联电池组520的正极输出端521并联，在混联电池组系统500的正极输出端501和零电平端509间形成串联电势，忽略串联电池模组不均匀性和管控器件压降条件下，混联电池组系统500的输出电势等于各串联电池组520输出电势。在混联电池组系统500的正极输出端501和零电平端509间接入负载构成放电回路，放电电流取决于正极输出端501和零电平端509间的电势差和外电路电阻。混联电池组系统500放电时，各串联电池组520的输出电流并联汇集，总电流等于各串联电池组520的输出电流之和。

混联型锂离子动力电池组系统500的直流充电工作原理：在电池组中央处理器系统510通过正极输出端501检测到存在外电路直流充电电能，或电池组中央处理器系统510通过外部管控通讯接口502收到充电指令时，中央处理器系统510控制放电电力电子控制系统512停止放电，通过正极输出端501接受外部直流充电电能。外部直流充电电能通过正极输出端501送入直流逆变控制电路210，直流逆变控制电路210在电池组中央处理器系统510控制下，根据输入的直流充电电流和电压值决定逆变控制参数，将输入的不同电压幅值的直流电能逆变为设计规范的交流电能送入电磁变压器220的直流逆变励磁一次绕组222，电磁变压器220的多级自举二次绕组224将电磁感应电势分解为电压区段，分别给各串联电池组520相应层级的基本电池单元100提供均衡的充电电能。

混联型锂离子动力电池组系统500的交流充电工作原理：采取外插交流电能向混联电池组系统500充电时，外插交流电能经混联电池组系统500的交流输入端口504和505，经电磁变压器充电电能配置系统200的交流电能输入控制电路211，输入电磁变压器直接交流励磁一次绕组223励磁，电磁变压器的多级自举二次绕组224将电磁感应电势分解为电压区段，分别给各串联电池组520相应层级的基本电池单元100提供均衡的充电电能。在采取外插交流电能向混联电池组系统500充电时，混联电池组系统500可以在充电的同时进行放电。

图10a-10f为图9的实体结构示意图，其中图10a为图9的实体结构外部特征示意图，电池组系统500在充放电工作且需要冷却时，电池组控制管理系统和电磁变压器充电电能配置系统200的冷却通道为：冷却空气经滤清进气口530和531吸入电池组，在与内部散热结构热交换后，经后部排气口533排出(未图示)。串联电池模组系统冷却通道为：冷却空气经滤清进气口532吸入电池组，在与内部散热结构热交换后，经后部排气口533排出(未图示)。混联电池组系统500的显示和操控系统519可显示电池组工作状态等参数，并可查询电池组剩余电量、剩余循环寿命、电池组温度、各单元硬件检测结论等预设和实时信息。图10b、10c为图9的实体结构内部特征示意图，电磁变压器充电电能配置系统200、各串联电池组520，通过结构导向和散热支架安装在电池组系统500结构基座上。各串联电池组520为独立可插拔结构，各接口通过接插件接入混联电池组系统500。电磁变压器220的多级自举二次绕组224输出的各级交流充电电能，通过接插件接入各串联电池组520的相应层级基本电池单元100。图10d为图9的外部接口实体结构特征示意图，电池组系统500的正极输出端501和零电平端509，用于向外部负载电路输出电能，并采取防错接搭极结构防止电极错接。外插交流电能输入接口504和505用于外插交流电充电接入。外部管控通讯接口502用于与外部控制管理系统信息交互，所有接口系统采取螺纹锁紧装置，通过锁紧机构540将插入接口的接插件锁紧。图10e、图10f为图9的串联电池模组520的实体结构示意图，串联电池模组520由若干基本电池单元100串联组成的电池模组和结构支架组装成插件结构，串联电池模组520的正极输出端521、零电平端509、管控总线接口522、各层级基本电池单元100充电输入接口52n，通过接插件接入混联电池组系统500。

采用全部串联模组共用一个电磁变压器充电电能配置系统200，可以简化串联模组系统、减小串联模组的体积和重量。且由于电磁变压器充电电能配置系统200的理论工作寿命高于锂离子电池，因而将电磁变压器充电电能配置系统200共用，有利于电池组系统的生产和维护。

综上所述，本发明提供的锂离子动力电池组系统，可向串联模组的各层级基本电池单元提供均衡的充电电压，并且每个基本电池单元100得到的充电电压基本相等，并可以在满足最低充电电压的基础上控制在相对较小的幅值范围内，由此降低了基本电池单元100的整流和稳压电路器件承受的工作电压，从而降低了电池组系统的成本，并为各种交直流充电电源的引用和兼容性适配提供了良好的技术途径，尤其适合多单体电池组合、大容量、高电压输出的锂离子动力电池组系统。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本方面的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种锂离子动力电池组的充电方法，其特征在于，包括：

步骤1，将单体锂离子电池接入独立充放电管控单元，构成基本电池单元；

步骤2，将若干基本电池单元串联或混联，构成电池模组；

步骤3，设置电磁变压器充电电能配置系统，通过电磁变压器的多级自举二次绕组，将电磁感应电势分解为电压区段，分别给串联电池模组的各层级基本电池单元提供均衡的充电电压；

步骤4，通过电池组控制管理系统与各基本电池单元的独立充放电管控单元组网，构成电池组内部分布式局域网控制管理系统，实现电池组的充放电控制管理，并对所有单体锂离子电池的充放电工作条件进行管控和保护；

所述步骤4包括：步骤4.1，电池组控制管理系统与各基本电池单元的独立充放电管控单元组网，构成电池组内部分布式局域网控制管理系统，所述电池组控制管理系统包括：中央处理器系统、电流和电压及温度传感系统、电力电子控制系统、显示与操控系统、外部通讯接口系统，所述中央处理器系统或配接的存储器件中灌装有电池组充放电管控程序、系统编程信息和基础数据库程序、组网策略和节点管控程序、外部调用函数和管控程序；步骤4.2，所述电池组控制管理系统与各基本电池单元的独立充放电管控单元，通过电池组内部局域网建立管控指令和数据通讯，实现以预设控制管理程序的管控策略对电池组的工作模式和所有单体锂离子电池充放电工作条件进行管控和保护；步骤4.3，所述电池组控制管理系统通过外部通讯接口与外部控管系统建立管控指令和数据通讯，外部调用接口协议是SBS、CAN或自定义的接口通讯协议；所述的外部通讯接口是SBS、CAN或自定义的外部数据通讯接口。

2.如权利要求1所述的锂离子动力电池组的充电方法，其特征在于，所述步骤2包括：将若干基本电池单元串联，构成串联电池模组；将若干串联电池模组并联，构成混联电池模组。

3.如权利要求1所述的锂离子动力电池组的充电方法，其特征在于，步骤3中，所述电磁变压器充电电能配置系统包括：电磁变压器、直流逆变控制系统、交流输入控制系统、电磁感应检测系统；所述电磁变压器包括：软磁材料铁心、一次绕组、二次绕组；所述电磁变压器一次绕组包括：直流逆变励磁一次绕组、直接交流励磁一次绕组；所述电磁变压器的二次绕组包括：多级自举二次绕组、电磁感应检测二次绕组。

4.如权利要求3所述的锂离子动力电池组的充电方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3.1，所述直流逆变控制系统，将外电路提交的不同电压幅值直流充电电能，逆变调控至设计规范的交流电能输入电磁变压器的直流逆变励磁一次绕组，并通过电磁感应检测系统提交的检测数据调校逆变控制参数；所述交流输入控制系统，将输入的交流电能接入电磁变压器的直接交流励磁一次绕组；步骤3.2，所述电磁变压器的多级自举二次绕组，将电磁感应电势分解为与串联电池模组各层级相应的电压区段，分别给串联回路的各层级基本电池单元提供均衡的充电电压；所述电磁变压器的电磁感应检测二次绕组，为电磁感应检测系统提交电磁变压器系统控制的电磁感应检测电势样本；步骤3.3，所述串联电池模组各串联层级的基本电池单元，分别从电磁变压器的多级自举二次绕组的对应层级绕组获取充电电能，并按预设充电管控程序向单体锂离子电池充电；步骤3.4，所述混联电池模组电磁变压器配置模式，采取每个串联电池模组单独配置一个电磁变压器模式，或采取多个串联电池模组共用一个电磁变压器的模式；在采取每个串联电池模组单独配置一个电磁变压器模式下，该串联电池模组各串联层级的基本电池单元分别从该串联电池模组单独配置的电磁变压器的多级自举二次绕组的对应层级绕组获取充电电能，并按预设充电管控程序向单体锂离子电池充电；在采取多个串联电池模组共用一个电磁变压器的模式下，各串联电池模组的同层级基本电池单元共同从共用的电磁变压器的多级自举二次绕组的对应层级绕组获取充电电能，并分别按预设的充电管控程序向各自管控的单体锂离子电池充电。

5.一种使用权利要求1所述的锂离子动力电池组的充电方法的锂离子动力电池组系统，其特征在于，所述锂离子动力电池组系统包括：若干基本电池单元串联或混联构成的电池模组、电池组控制管理系统、电磁变压器充电电能配置系统、电池组结构支架、壳体和散热冷却系统，所述散热冷却系统及电池组控制管理系统安装在电池组结构支架上，所述电池模组和电磁变压器充电电能配置系统可以组合为可拆卸式插件结构安装在所述电池组结构支架上，也可以将电磁变压器充电电能配置系统安装在所述电池组结构支架上，将电池模组组合为可拆卸式插件结构安装在所述电池组结构支架上。

6.如权利要求5所述的锂离子动力电池组系统，其特征在于，所述基本电池单元包括：单体锂离子电池、独立充放电管控单元的各电子电路系统组成的PCB、安装和散热结构支架，并在结构上组合装配在一起，通过结构框架的定位支架和接口，安装在锂离子动力电池组内，所述单体锂离子电池和独立充放电管控单元，在结构上可封装在一起，也可以分开。

7.如权利要求5所述的锂离子动力电池组系统，其特征在于，所述电磁变压器充电电能配置系统包括：电磁变压器、直流逆变控制系统、交流输入控制系统、电磁感应检测电路、管控接口及检测数据接口；所述电磁变压器包括：软磁材料铁心、直流逆变励磁一次绕组、直接交流励磁一次绕组、多级自举二次绕组及电磁感应检测二次绕组；所述直接交流励磁一次绕组适配输入的交流电源包括：交流市电、工业动力交流电、各类交流发电机发出的交流电、各类电子系统发出的交流电。

8.如权利要求5所述的锂离子动力电池组系统，其特征在于，所述锂离子动力电池组系统的电磁变压器充电电能配置系统的配置模式，可采取每个串联模组单独配置一个电磁变压器充电电能配置系统，也可以采取多个串联模组共用一个电磁变压器充电电能配置系统的模式。

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