CN104009266A - 蓄电池模块升压并流工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明介绍了一种蓄电池模块升压并流工作方法，使得构成的高压蓄电池组中的各个蓄电池模块能够在充放电过程中相互隔离及独立工作，能够避免蓄电池模块在成组后的相互影响，避免其中的单体蓄电池出现过度充放电现象；提高了蓄电池组寿命及应用安全，且具有实施方便的特点。

Description

蓄电池模块升压并流工作方法
技术领域
本发明为蓄电池模块升压并流工作方法，属于蓄电池成组术领域。
背景技术
在现有的蓄电池成组方式中，为满足负载电压的要求，都是采用对单体蓄电池及蓄电池模块串联升压的方式予以组合得到负载所要求的高电压输出的蓄电池组，由于蓄电池目前的生产技术及工艺的限制，造成各个单体蓄电池的技术指标一致性较差，因此以串联蓄电池模块的方式得到的高压蓄电池组存在以下缺陷：
1、  在对蓄电池组进行放电过程中容易使得其中的某些单体蓄电池出现过放电现象；
2、  在对蓄电池组进行充电过程中容易使得其中的某些单体蓄电池出现过充电现象；
3、  虽然在蓄电池组放电回路中可以设置开关及保险措施，在需要的情况下关断蓄电池组的放电工作，但由于串联升压方式的结构本身原因使得蓄电池组的存在固有高压，因此对应用安全有一定影响。
发明内容
为叙述方便，对本发明中的个别名称作如下定义：
单体蓄电池：为构成蓄电池模块中的各个最小蓄电池单元，也包括由多个单体蓄电池并联而组成的蓄电池，即在本文中，对多个单体蓄电池并联而组成的蓄电池也作为单体蓄电池处理；
蓄电池模块：指由多个单体蓄电池串联而组成的蓄电池，其输出电压高与其中的单个单体蓄电池电压；
高压蓄电池组：指由多个蓄电池模块组成的蓄电池，高压蓄电池组的输出电压高于其中的单个蓄电池模块的输出电压；
鉴于上述原因及问题，本发明的目的在于提供一种蓄电池模块升压并流工作方法，采用多个由单体蓄电池串联组成低压蓄电池模块，然后对各个低压蓄电池模块采用独立DC-DC变换器升压的工作方式达到负载所需的电压指标，并对升压后的输出电流予以合并输出的工作方法而得到高压蓄电池组，使得各个蓄电池模块能够相互隔离及独立工作，能够避免各个蓄电池模块在充放电工作中的相互影响，避免其中的单体蓄电池出现过度充放电现象；由于蓄电池模块低于组合后的输出电压，且只要关断DC-DC变换器的工作即可消除高电压，因此能够避免蓄电池组中的固有高压现象，提高蓄电池组寿命及应用安全，且具有实施方便的特点。
为达到上述目的，本发明介绍一种蓄电池模块升压并流工作方法，包含有由单体蓄电池构成的蓄电池模块、DC-DC变换器、蓄电池模块监测控制器、蓄电池模块分路充电控制器、负载电容器、总监测器，其特征在于选择采用以下工作方法：
（1）   在蓄电池模块监测控制器中，设置单体蓄电池放电电压限定值、单体蓄电池充电电压限定值、单体蓄电池工作温度限定值、蓄电池模块放电电流限定值；在总监测器中设置并显示蓄电池模块的震动限定值、冲击限定值、位置状态限定值、移动速度限定值；并在总监测器上显示各个限定值；
（2）   蓄电池模块监测控制器实时采集、存储各个单体蓄电池的电压参数值、各个单体蓄电池的充电电流参数值及蓄电池模块的放电电流参数值，并在总监测器上予以显示；总监测器实时采集、存储位移传感器的位移参数值，并将位移参数值与计时器时间参数值进行统计处理，得到当前蓄电池模块的震动值、冲击值、位置状态值、移动速度值，并在总监测器上予以显示； 
（3）   在放电工作关闭状态下，总监测器通过各个蓄电池模块监测控制器停止所有DC-DC变换器的工作，即关闭所有DC-DC变换器的电流输入输出；
（4）   在放电工作状态时，将各个蓄电池模块的输出电压通过DC-DC变换器进行独立升压变换，然后将各个DC-DC变换器的输出电流合并汇集到负载电容器上； 
（5）   在放电工作状态下，蓄电池模块监测控制器根据所设置的蓄电池模块放电电流限定值及采集的当前各个蓄电池模块的放电电流参数值，调节该蓄电池模块所对应连接的DC-DC变换器的工作状态，使得该DC-DC变换器的输入电流小于所设定的蓄电池模块放电电流限定值； 
（6）   在放电工作状态下，某个单体蓄电池的当前电压参数值低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所对应连接的DC-DC变换器的输入输出电流； 
（7）   在放电工作状态下，如果当前蓄电池模块的震动值、冲击值、位置状态值、移动速度值超出了所设定的蓄电池模块的震动限定值、冲击限定值、位置状态限定值、移动速度限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭所有的DC-DC变换器的输入输出电流；
（8） 当各个蓄电池模块处于充电状态时，对其中的各个单体蓄电池采取独立充电，当其中的某个单体蓄电池的电压参数值超出所设定的单体蓄电池充电电压限定值时，则蓄电池模块分路充电控制器关闭对该单体蓄电池的充电电流。
本发明的工作原理为：采用串联单体蓄电池构成蓄电池模块，各个DC-DC变换器分别对每一个蓄电池模块的输出电压予以升压后进行并流输出，这样就得到了输出电压高于各个蓄电池模块的高压蓄电池组，在放电工作状态中各个蓄电池模块之间由于DC-DC变换器的隔离作用而不会有相互影响；在放电工作中监测各个单体蓄电池的当前电压，当某个单体蓄电池的当前电压低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值时，即超出单体蓄电池放电电压限定值的范围时，则关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所连接的DC-DC变换器的输出，即关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所连接的DC-DC变换器的输入输出电流或该单体蓄电池所在的蓄电池模块的输出电流，这样就避免各个单体蓄电池的过放电现象，而其他的、当前电压处于正常状态的各个单体蓄电池的所在的蓄电池模块继续放电，维持高压蓄电池组的输出工作；在放电工作状态下，如果某个单体蓄电池的当前电压参数值超出所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所连接的DC-DC变换器的输入输出电流；即相当于关闭蓄电池模块的电流输出，这样就避免了因为个别单体蓄电池性能下降时给蓄电池组带来的恶化影响；在放电工作状态下，如果当前蓄电池模块的震动值、冲击值、位置状态值、移动速度值超出了所设定的蓄电池模块的震动限定值、冲击限定值、位置状态限定值、移动速度限定值，则总监测器通过所有蓄电池模块监测控制器关闭所有的DC-DC变换器的输入输出电流，或在放电工作关闭状态下，总监测器通过各个蓄电池模块监测控制器关闭所有DC-DC变换器的输入输出电流，即：总监测器通过各个蓄电池模块监测控制器关闭所有DC-DC变换器的变压输出工作，也相当于关闭所有的蓄电池模块的电流输出；由于关闭了DC-DC变换器的输入输出电流为采用停止DC-DC变换器变压工作的方式予以实现，而关闭DC-DC变换器后，高压蓄电池组不再有高电压输出，高压蓄电池组中的固有电压即为蓄电池模块的电压，而在设置蓄电池模块式时，采用输出电压相对低于DC-DC变换器的输出电压的蓄电池模块，如可以采用12V或安全电压以下的蓄电池模块，因此本高压蓄电池组在关闭状态下没有固有高压的隐患存在；在充电工作状态下，对各个蓄电池模块中的各个单体蓄电池采取独立充电的工作方法，当其中的某个单体蓄电池的电压参数超出所设定的单体蓄电池充电电压限定值或单体蓄电池工作温度限定值的允许范围时，则蓄电池充电控制器关闭对该单体蓄电池的充电；这样就避免了对高压蓄电池组进行充电时，个别单体蓄电池出现过充电状态，进而避免了高压蓄电池组减少寿命的现象。
附图说明
图1是本发明一实施例蓄电池模块升压并流工作方法的工作流程图。
具体实施方式
下面以附图为例说明本发明的实施例：
对蓄电池组中的各个蓄电池模块监测控制器及总监测器按照下述流程编制工作软件：
（1）   系统初始化，对总监控器及蓄电池模块监测控制器中的微处理器进行系统初始化；
（2）   在蓄电池模块监测控制器中，设置单体蓄电池放电电压限定值、单体蓄电池充电电压限定值、蓄电池模块放电电流限定值；在总监测器中设置并显示蓄电池模块的震动限定值、冲击限定值、位置状态限定值、移动速度限定值；并在总监测器上显示各个限定值；
（3）   蓄电池模块监测控制器实时采集、存储各个单体蓄电池的电压参数值、各个单体蓄电池的充电电流参数值及蓄电池模块的放电电流参数值，并在总监测器上予以显示；总监测器实时采集、存储位移传感器的位移参数值，并将位移参数值与计时器时间参数值进行统计处理，得到当前蓄电池模块的震动值、冲击值、位置状态值、移动速度值，并在总监测器上予以显示； 
（4）   在放电工作关闭状态下，总监测器通过各个蓄电池模块监测控制器停止所有DC-DC变换器的工作，即关闭所有DC-DC变换器的电流输入输出；
（5）   在放电工作状态时，将各个蓄电池模块的输出电压通过DC-DC变换器进行独立升压变换，然后将各个DC-DC变换器的输出电流合并汇集到负载电容器上； 
（6）   在放电工作状态下，蓄电池模块监测控制器根据所设置的蓄电池模块放电电流限定值及采集的当前各个蓄电池模块的放电电流参数值，调节该蓄电池模块所对应连接的DC-DC变换器的工作状态，使得该DC-DC变换器的输入电流小于所设定的蓄电池模块放电电流限定值； 
（7）   在放电工作状态下，如果某个单体蓄电池的当前电压参数值低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所对应连接的DC-DC变换器的输入输出电流； 
（8）   在放电工作状态下，如果当前蓄电池模块的震动值、冲击值、位置状态值、移动速度值超出了所设定的蓄电池模块的震动限定值、冲击限定值、位置状态限定值、移动速度限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭所有的DC-DC变换器的输入输出电流； 
（9）   当各个蓄电池模块处于充电状态时，对其中的各个单体蓄电池采取独立充电，当其中的某个单体蓄电池的电压参数值超出所设定的单体蓄电池充电电压限定值时，则蓄电池模块分路充电控制器关闭对该单体蓄电池的充电电流；
（10）  返回到上述步骤（3）；
按上述（3）-（10）步骤进行循环处理，即可完成本发明的蓄电池模块升压并流工作方法实施例；在附图中，也将温度监控内容予以纳入。
本发明还可以是包含有由单体蓄电池构成的蓄电池模块、DC-DC变换器、蓄电池模块监测控制器、蓄电池模块分路充电控制器、负载电容器、总监测器及温度传感器，其特征在于选择采用以下工作方法：
（1）   在蓄电池模块监测控制器中，设置单体蓄电池工作温度限定值；并在总监测器上显示该限定值；
（2）   蓄电池模块监测控制器实时采集、存储各个单体蓄电池的当前温度参数值，并在总监测器上予以显示； 
（3）   在放电工作状态下，如果某个单体蓄电池的当前温度值超出了设置的单体蓄电池工作温度限定值，或某个单体蓄电池的当前电压参数值低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所对应连接的DC-DC变换器的输入输出电流； 
（4）   在放电工作状态下，蓄电池模块监测控制器根据各个单体蓄电池的温度采集参数，设置每一个蓄电池模块的输出电流的一部分用于对该单体蓄电池进行温度调节，即：制冷或加热； 
（5）   在充电工作状态下，蓄电池模块监测控制器根据各个单体蓄电池的温度采集参数，设置蓄电池模块分路充电控制器将充电输入电流的一部分用于对该单体蓄电池进行温度调节，即：制冷或加热；
（6）   当各个蓄电池模块处于充电状态时，对其中的各个单体蓄电池采取独立充电，当其中的某个单体蓄电池的温度参数值超出所设定的单体蓄电池充电电压限定值、或单体蓄电池工作温度限定值的允许范围时，则蓄电池模块分路充电控制器关闭对该单体蓄电池的充电电流;
这样可以使得本发明更适合实际应用。
本发明介绍了一种蓄电池模块升压并流工作方法，使得构成的高压蓄电池组中的各个蓄电池模块能够在充放电过程中相互隔离及独立工作，能够避免蓄电池模块在成组后的相互影响，避免其中的单体蓄电池出现过度充放电现象；提高了蓄电池组寿命及应用安全，且具有实施方便的特点。

Claims (2)

1.一种蓄电池模块升压并流工作方法，包含有由单体蓄电池构成的蓄电池模块、DC-DC变换器、蓄电池模块监测控制器、蓄电池模块分路充电控制器、负载电容器、总监测器，其特征在于选择采用以下工作方法：
在蓄电池模块监测控制器中，设置单体蓄电池放电电压限定值、单体蓄电池充电电压限定值、单体蓄电池工作温度限定值、蓄电池模块放电电流限定值；在总监测器中设置并显示蓄电池模块的震动限定值、冲击限定值、位置状态限定值、移动速度限定值；并在总监测器上显示各个限定值；
蓄电池模块监测控制器实时采集、存储各个单体蓄电池的电压参数值、各个单体蓄电池的充电电流参数值及蓄电池模块的放电电流参数值，并在总监测器上予以显示；总监测器实时采集、存储位移传感器的位移参数值，并将位移参数值与计时器时间参数值进行统计处理，得到当前蓄电池模块的震动值、冲击值、位置状态值、移动速度值，并在总监测器上予以显示； 
在放电工作关闭状态下，总监测器通过各个蓄电池模块监测控制器停止所有DC-DC变换器的工作，即关闭所有DC-DC变换器的电流输入输出；
在放电工作状态时，将各个蓄电池模块的输出电压通过DC-DC变换器进行独立升压变换，然后将各个DC-DC变换器的输出电流合并汇集到负载电容器上； 
在放电工作状态下，蓄电池模块监测控制器根据所设置的蓄电池模块放电电流限定值及采集的当前各个蓄电池模块的放电电流参数值，调节该蓄电池模块所对应连接的DC-DC变换器的工作状态，使得该DC-DC变换器的输入电流小于所设定的蓄电池模块放电电流限定值； 
在放电工作状态下，某个单体蓄电池的当前电压参数值低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所对应连接的DC-DC变换器的输入输出电流； 
在放电工作状态下，如果当前蓄电池模块的震动值、冲击值、位置状态值、移动速度值超出了所设定的蓄电池模块的震动限定值、冲击限定值、位置状态限定值、移动速度限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭所有的DC-DC变换器的输入输出电流； 
当各个蓄电池模块处于充电状态时，对其中的各个单体蓄电池采取独立充电，当其中的某个单体蓄电池的电压参数值超出所设定的单体蓄电池充电电压限定值时，则蓄电池模块分路充电控制器关闭对该单体蓄电池的充电电流。
2.一种用于如权利要求1所述的蓄电池模块升压并流工作方法，包含有由单体蓄电池构成的蓄电池模块、DC-DC变换器、蓄电池模块监测控制器、蓄电池模块分路充电控制器、负载电容器、总监测器及温度传感器，其特征在于选择采用以下工作方法：
在蓄电池模块监测控制器中，设置单体蓄电池工作温度限定值；并在总监测器上显示该限定值；
蓄电池模块监测控制器实时采集、存储各个单体蓄电池的当前温度参数值，并在总监测器上予以显示； 
在放电工作状态下，如果某个单体蓄电池的当前温度值超出了设置的单体蓄电池工作温度限定值，或某个单体蓄电池的当前电压参数值低于所设置的单体蓄电池放电电压限定值，则蓄电池模块监测控制器关闭该单体蓄电池所在的蓄电池模块所对应连接的DC-DC变换器的输入输出电流； 
在放电工作状态下，蓄电池模块监测控制器根据各个单体蓄电池的温度采集参数，设置每一个蓄电池模块的输出电流的一部分用于对该单体蓄电池进行温度调节，即：制冷或加热； 
在充电工作状态下，蓄电池模块监测控制器根据各个单体蓄电池的温度采集参数，设置蓄电池模块分路充电控制器将充电输入电流的一部分用于对该单体蓄电池进行温度调节，即：制冷或加热；
当各个蓄电池模块处于充电状态时，对其中的各个单体蓄电池采取独立充电，当其中的某个单体蓄电池的温度参数值超出所设定的单体蓄电池充电电压限定值、或单体蓄电池工作温度限定值的允许范围时，则蓄电池模块分路充电控制器关闭对该单体蓄电池的充电电流。
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