CN102480142A - 电池组并联充电装置及其并联充电方法 - Google Patents
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Abstract
一种电池组并联充电装置，包括n组充电支路，所述n组充电支路并联连接，且每一组充电支路包括串联连接的电池组和开关，其中n为充电支路的支路数；电源模块，所述电源模块分别与每组充电支路的开关相连；电池管理器，所述电池管理器分别与每一组充电电路的电池组、开关相连，用于分别采集每组充电支路中电池组的电压，并按照每组充电支路中电池组的电压由低到高的顺序控制相应充电支路中的开关依次闭合。克服了现有电池组并联充电时，电池组间产生较大的环流，对电池组以及支路中器件产生不良影响，甚至损坏的弊端，本发明大大减小了电池组间的环流，从而保证电池组安全充电。
Description
技术领域
本发明涉及储能电池组领域，具体涉及一种电池组并联充电装置及其并联充电方法。
背景技术
电池组是电动车的能源载体，是影响电动车性能的关键部件，而电池组是由电池组成的，受电池材料特质的局限性，目前的电池组电压都不会很高，而随着社会的发展，工业所需的电压越来越高，要解决电池供电电压低的问题，顺其自然的想到了电池组的串联和并联等方法，串联的目的是将电池的电压升高，而并联的目的是将电池的容量增大输出电流加大。
多组电池组并联充电时，由于电池内阻很小，当电池组间存在比较大的电压差时，则会在电池组之间形成较大的环流，而该电池组间较大的环流会对电池组以及支路中器件产生不良影响，甚至损坏。目前，对于多组电池组并联充电形成的环流问题，主要是从硬件方面去解决，即主要是加一些吸收电容和限流的电阻等，但这样不仅增加了成本，而且，增加的吸收电容和限流的电阻工作时消耗了能源。
发明内容
本发明为解决现有电池组并联充电时存在较大环流的技术问题，提供了一种工作可靠、减小电池组间环流的电池组并联充电装置及其并联充电方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电池组并联充电装置，包括：
n组充电支路，所述n组充电支路并联连接，且每一组充电支路包括串联连接的电池组和开关，其中n为自然数，且n≥１；
电源模块，所述电源模块分别与每组充电支路的开关相连；
电池管理器，所述电池管理器分别与每一组充电电路的电池组、开关相连，用于分别采集每组充电支路中电池组的电压，并按照每组充电支路中电池组的电压由低到高的顺序控制相应充电支路中的开关依次闭合。
进一步，所述n组充电支路选用相同的开关。
进一步，所述开关为电控继电器。
本发明还提供了一种电池组并联充电方法，包括以下步骤：
步骤一：分别检测并比较每一组充电支路的电池组的电压，控制电池组电压最小的该充电支路的开关闭合；
步骤二：实时检测所有处于充电状态的充电支路的电池组电压；
步骤三：当未处于充电状态的任一充电支路的电池组与处于充电状态的所有充电支路的电池组的电压差均达到预设压差△V时，执行步骤四，否则，返回执行步骤二；
步骤四：控制该任一充电支路的开关闭合；
步骤五：当处于充电状态的某一充电支路的电池组充满时，控制所有处于充电状态的充电支路的开关断开，结束流程，否则，返回执行步骤二。
进一步，在步骤一之前还包括：分别检测每一充电支路的电池组是否漏电或过温，当检测到某一组充电支路的电池组漏电或过温时，则更换该电池组。
进一步，所述预设压差△V为0≤△V ≤(r1+r2)*I，其中，r1和r2为步骤三中进行电压比较的未处于充电状态的充电支路的任一电池组和处于充电状态的充电支路的电池组的内阻，I为步骤三中进行电压比较的两组充电支路的两个开关均能承受的最大电流。
进一步，本发明还包括，在充电过程中，当检测某一组电池组异常时，将所有处于充电状态的充电支路开关断开。
从本发明提供的一种电池组并联充电装置的技术方案可以看出，电池组并联充电装置通过包括n组充电支路，所述n组充电支路并联连接，且每一组充电支路包括串联连接的电池组和开关，其中n为自然数，且n≥１；电源模块，所述电源模块分别与每组充电支路的开关相连；电池管理器，所述电池管理器分别与每一组充电电路的电池组、开关相连，用于分别采集每组充电支路中电池组的电压，并按照每组充电支路中电池组的电压由低到高的顺序控制相应充电支路中的开关依次闭合，使得各个电池组在电源管理器的控制下先后进行充电，从而避免了电池组间产生较大的环流，对电池组以及支路中器件产生不良影响，甚至损坏，因此，本发明不仅工作可靠，而且大大减小了电池组间环流，从而保证电池组安全充电。
附图说明
图1为本发明电池组并联充电装置提供的一实施例结构框图。
图2为本发明电池组并联充电方法提供的一实施例方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明电池组并联充电装置提供的一实施例结构框图，参阅图1，电池组并联充电装置包括n组充电支路1，所述n组充电支路1包括第一充电支路（包括电池组1和开关k1）、第二充电支路（包括电池组2和开关K2）、第三充电支路（包括电池组3和开关K3）、……、第n充电支路（包括电池组n和开关Kn）并联连接，其中n为自然数，且n≥１，即n也为充电支路的组数；电源模块3，所述电源模块3分别与每组充电支路的开关相连；电池管理器2，所述电池管理器2分别与每一组充电电路的电池组、开关相连，用于分别采集每组充电支路中电池组的电压，并按照每组充电支路中电池组的电压由低到高的顺序控制相应充电支路中的开关依次闭合。
在具体实施中，所述n组充电支路1优选相同的开关，这样其允许通过的最大电流是相同的，从而进一步简化本发明的技术方案，另外，所述开关可进一步为电控继电器，在电池管理器2的控制下自动闭合或断开。
图2为本发明电池组并联充电方法提供的一实施例方法流程图，参阅图2，
电池组并联充电方法包括以下步骤：
步骤21：分别检测并比较每一组充电支路的电池组的电压，控制电池组电压最小的该充电支路的开关闭合；
步骤22：实时检测所有处于充电状态的充电支路的电池组电压；
步骤23：当未处于充电状态的任一充电支路的电池组与处于充电状态的所有充电支路的电池组的电压差均达到预设压差△V时，执行步骤24，否则，返回执行步骤22；
步骤24：控制该任一充电支路的开关闭合；
步骤25：当处于充电状态的某一充电支路的电池组充满时，执行步骤26，否则，返回执行步骤22；
步骤26：控制所有处于充电状态的充电支路的开关断开。
在本实施例中，所述预设压差△V为0≤△V ≤(r1+r2)*I，其中，r1和r2为步骤23中进行电压比较的未处于充电状态的充电支路的任一电池组和处于充电状态的充电支路的电池组的内阻，I为步骤23中进行电压比较的两组充电支路的两个开关均能承受的最大电流。这样，使得本实施例电池组并联充电时，电池组之间的电压差形成的环流最大也只能小于等于开关允许的电流，从而避免了环流过大导致开关以及电池组的损坏，当然，作为较佳方案，电池组之间的预设电压差△V越小越好，因为这样环流也越小。
从本实施例的技术方案可以看出，本发明通过分别检测并比较每一组充电支路的电池组的电压，控制电池组电压最小的该充电支路的开关闭合；实时检测所有处于充电状态的充电支路的电池组电压；当未处于充电状态的任一充电支路的电池组与处于充电状态的所有充电支路的电池组的电压差均达到预设压差△V时，控制该任一充电支路的开关闭合；当处于充电状态的某一充电支路的电池组充满时，控制所有处于充电状态的充电支路的开关断开，结束流程，否则，返回继续实时检测所有处于充电状态的充电支路的电池组电压。使得本实施例的电池组并联充电过程中，电池组间的电压差较小，其产生的环流在电池组和开关允许的安全范围之内，因此，避免了现有电池组并联充电环流过大导致电池组以及支路上的其它器件损坏。
在上一实施例的基础上，可进行进一步改进，即在上一实施例的步骤一之前还包括：分别检测每一充电支路的电池组是否漏电或过温，当检测到某一组充电支路的电池组漏电或过温时，则更换该电池组。这样的目的是，确保各组电池组在充电前是正常的安全的。当然，对于电池组的检测，除了检测漏电和过温这两个参数外，还可以检测其它可能影响电池组安全的参数，例如湿度等，在此不一一列举。
在上述实施例的基础上，可对其进行进一步改进，即在上述实施例（包括以上所有实施例）的充电过程中，当检测某一组电池组异常时，将所有处于充电状态的充电支路的开关断开。目的是，确保本发明电池组安全充电，避免异常电池继续充电可能带来的安全隐患。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种电池组并联充电装置，其特征在于，包括：
n组充电支路，所述n组充电支路并联连接，且每一组充电支路包括串联连接的电池组和开关，其中n为自然数，且n≥１；
电源模块，所述电源模块分别与每组充电支路的开关相连；
电池管理器，所述电池管理器分别与每一组充电电路的电池组、开关相连，用于分别采集每组充电支路中电池组的电压，并按照每组充电支路中电池组的电压由低到高的顺序控制相应充电支路中的开关依次闭合。
2.根据权利要求1所述的电池组并联充电装置，其特征在于，所述n组充电支路选用相同的开关。
3.根据权利要求1或2所述的电池组并联充电装置，其特征在于，所述开关为电控继电器。
4.一种电池组并联充电方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：分别检测并比较每一组充电支路的电池组的电压，控制电池组电压最小的该充电支路的开关闭合；
步骤二：实时检测所有处于充电状态的充电支路的电池组电压；
步骤三：当未处于充电状态的任一充电支路的电池组与处于充电状态的所有充电支路的电池组的电压差均达到预设压差△V时，执行步骤四，否则，返回执行步骤二；
步骤四：控制该任一充电支路的开关闭合；
步骤五：当处于充电状态的某一充电支路的电池组充满时，控制所有处于充电状态的充电支路的开关断开，结束流程，否则，返回执行步骤二。
5.根据权利要求4所述的电池组并联充电方法，其特征在于，在步骤一之前还包括：分别检测每一充电支路的电池组是否漏电或过温，当检测到某一组充电支路的电池组漏电或过温时，则更换该电池组。
6.根据权利要求4所述的电池组并联充电方法，其特征在于，所述预设压差△V为0≤△V ≤(r1+r2)*I，其中，r1和r2为步骤三中进行电压比较的未处于充电状态的充电支路的任一电池组和处于充电状态的充电支路的电池组的内阻，I为步骤三中进行电压比较的两组充电支路的两个开关均能承受的最大电流。
7.根据权利要求4、5或6所述的电池组并联充电方法，其特征在于还包括，在充电过程中，当检测某一组电池组异常时，将所有处于充电状态的充电支路的开关断开。
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