CN107658925A - 电池模组的控制系统 - Google Patents

电池模组的控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107658925A
CN107658925A CN201710854071.1A CN201710854071A CN107658925A CN 107658925 A CN107658925 A CN 107658925A CN 201710854071 A CN201710854071 A CN 201710854071A CN 107658925 A CN107658925 A CN 107658925A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch
electronic switch
battery pack
switch element
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710854071.1A
Other languages
English (en)
Inventor
吴华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd filed Critical Shenzhen OptimumNano Energy Co Ltd
Priority to CN201710854071.1A priority Critical patent/CN107658925A/zh
Publication of CN107658925A publication Critical patent/CN107658925A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0019Circuits for equalisation of charge between batteries using switched or multiplexed charge circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0024Parallel/serial switching of connection of batteries to charge or load circuit

Abstract

本发明提供一种电池模组的控制系统,包括多个电池组、多个开关单元、充放电装置以及控制单元;多个开关单元之间两两相连以形成串联线路且位于串联线路首端及末端的开关单元还分别与充放电装置相连;位于串联线路中间每个开关单元还分别与两个相邻的电池组中的一个电池组的正极接口及另一个电池组的负极接口相连;当多个电池组处于放电状态时,控制单元控制每个开关单元均以第一方式导通,当控制单元检测到某个电池组达到放电截至电压时,控制单元控制与某个电池组的负极接口相连的开关单元以第二方式导通,直到多个电池组均达到放电截至电压。本发明提供的电池模组的控制系统提高了电池的利用率,从而提高了电动汽车的行驶里程。

Description

电池模组的控制系统 【技术领域】
[0001] 本发明涉及电动汽车技术领域,尤其涉及一种电池模组的控制系统。 【背景技术】
[0002] 现有的电池模组通常将若干单体电池通过串并联的方式来组成电池模组以满足 电动汽车的用电需求。例如,现有组成方式为强串结构,首先将多个单体电池并联组成电池 组,再将多个电池组通过螺丝螺母固定组装成电池模组以实现多个电池组的串联。
[0003] 为了提高多个电池组之间的一致性,通常采用主动均衡模块对多个电池组进行均 衡。然而,由于主动均衡模块只在充电快结束时才起作用,且在放电时是不工作的(原因是 放电工况极其复杂放电电流没有规律,时大时小),进而导致充高放低的现象发生,即,电池 模组充电时没有完全充满每个单体电池,放电时也没有把所有单体电池放到规定值水平, 最终导致电动汽车行程变短。
[0004] 鉴于此,实有必要提供一种新的电池模组的控制系统以克服上述缺陷。 【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种电池模组的控制系统,所述电池模组的控制系统能够提 高电池的利用率,从而提高了电动汽车的行驶里程。
[0006] 为了实现上述目的,本发明提供一种电池模组的控制系统,包括多个电池组、多个 开关单元、充放电装置以及控制单元;所述多个开关单元的数量比所述多个电池组的数量 多一个,且所述多个电池组通过所述多个开关单元形成串联关系;所述多个开关单元之间 两两相连,进而使得所述多个开关单元为串联的关系且位于串联线路首端及末端的开关单 元还分别与所述充放电装置相连;进一步地,与所述充放电装置相连的两个开关单元还分 别与位于串联线路首端及末端的电池组相连,且其他开关单元中的每个开关单元还分别与 两个相邻的电池组中的一个电池组的正极接口及另一个电池组的负极接口相连;当所述多 个电池组处于放电状态时,所述控制单元控制所述每个开关单元均以第一方式导通,进而 使得所述每个电池组能够通过所述充放电装置放电;当所述控制单元检测到某个电池组达 到放电截至电压时,所述控制单元控制与所述某个电池组的负极接口相连的开关单元以第 二方式导通,进而使得所述某个电池组停止放电,以此类推,直到所述多个电池组均达到放 电截至电压。
[0007] 本发明所提供的电池模组的控制系统,当所述控制单元检测到某个电池组达到放 电截至电压时,所述控制单元控制与所述某个电池组的负极接口相连的开关单元以第二方 式导通,进而使得所述某个电池组停止放电,以此类推,直到所述多个电池组均达到放电截 至电压,进而避免多个电池组在放电时,因个别电池组电压达到放电电压而影响其他电池 组继续放电的情况发生,从而提高了电池的利用率并提高了电动汽车的行驶里程。 【附图说明】 LOOOS」图1为本发明实施例中提供的电池模组的控制系统的功能模块图。
[0009]图2为图1中电池组的立体结构图。
[0010] 图3为本发明实施例中提供的电池模组的控制系统的控制原理图。 【具体实施方式】
[0011] 为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白,以下结合附图和
具体实施方式,对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的具体实施 方式仅仅是为了解释本发明,并不是为了限定本发明。
[0012]当一个元件被认为与另一个元件“相连”时,它可以是直接连接到另一个元件或者 可能同时存在居中元件。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发 明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语 只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
[0013]请参阅图1,其为本发明提供的电池模组的控制系统100的功能模块图。所述电池 模组的控制系统100包括多个电池组10、多个开关单元20、充放电装置30以及控制单元40。 [0014] 请再结合参阅图2,每个电池组10包括一对固定板11、收容于所述一对固定板11之 间的若干单体电池丨2、分别形成于所述一对固定板11上的正极接口 13以及负极接口 14。可 以理解,每个单体电池12的两端分别固定于所述一对固定板11上,进而使得所述若干单体 电池12的正极均与所述正极接口 13电性连接,且所述若干单体电池12的负极均与所述负极 接口 14电性连接,亦即,所述若干单体电池12为并联关系。在本实施方式中,所述单体电池 12为圆柱状锂离子电池,且所述多个电池组1〇为串联关系。
[0015] 请再次参阅图1,所述多个开关单元20连接于所述多个电池组10与所述充放电装 置30之间。在本实施方式中,为了说明本发明的完整原理,所述充放电装置3〇可以通过所述 多个开关单元20为所述多个电池组10充电;同理,所述多个电池组1〇也可以通过所述多个 开关单元20为所述充放电装置30供电。可以理解,在其他实施方式中,所述充放电装置3〇可 以仅仅是一个为所述多个电池组1〇充电的充电装置,也可以仅仅是一个放电装置,例如,负 载。
[0016] 进一步地,所述多个开关单元20还分别与所述控制单元4〇相连,其中,所述控制单 元40用于根据所述多个电池组1〇的状态来控制每个开关单元20的导通方式。
[0017] 具体地,所述开关单元20的数量比所述电池组1〇的数量多一个,即,每个电池组10 连接于相邻的两个开关单元20之间,并通过开关单元20形成串联关系。所述多个开关单元 20之间两两相连,即,相邻的两个开关单元20彼此相连,进而使得多个开关单元20为串联的 关系且位于串联线路首端及末端的开关单元20还分别与所述充放电装置30相连。进一步 地,与所述充放电装置3〇相连的两个开关单元20还分别与位于首端及末端的,池组10相 连,此外,其他开关单元2〇还分别与相邻的两个电池组10相连,即,其他开关单元20中的每 个开关单元2〇与两个相邻的电池组10中的一个电池组1〇的正极接口 13相连,还与另二个电 池组10的负极接口 14相连。本实施例中,以三个电池组10及四个开关单元20为例进行说明, 可以理解,在其他实施方式中,电池组10以及开关单元20的数量可以依据具体设计需求而 设定,只要开关单元20的数量比电池组1〇的数量多一个即可。
[0018]当所述多个电池组10为所述充放电装置3〇供电时,即所述多个电池组10处于放电 状态,所述控制单元40控制每个开关单元20均以第一方式导通,进而使得所述每个电池组 10能够通过所述充放电装置30放电,当所述控制单元40检测到某个电池组10达到放电截至 电压时,所述控制单元40控制与所述某个电池组10的负极接口 13相连的开关单元20以第二 方式导通,进而使得所述某个电池组10停止放电,以此类推,直到所述多个电池组10均达到 放电截至电压时,所述控制单元40控制所述多个电池组10停止放电,即放电完成,此时,每 个电池组10均将电量放到规定值。可以理解,若有个别电池组10与其他电池组10的一致性 相差较多时,个别电池组10的电量也不会放到截至电压,因为只有个别电池组10放电时,电 压较低,不能够带动负载。
[0019] 本发明所述提供的电池模组的控制系统100能够避免多个电池组10在放电时,因 个别电池组10电压达到放电电压而影响其他电池组10继续放电的情况发生,进而提高了电 池的利用率,从而提高了电动汽车的行驶里程。
[0020] 当所述充放电装置30为所述多个电池组10进行充电时,即所述多个电池组10处于 充电状态,所述控制单元40控制每个开关单元20均以第三方式导通,进而使得所述充放电 装置30能够为每个电池组10充电,当所述控制单元40检测到某个电池组10达到充电截至电 压时,所述控制单元40控制与所述某个电池组10的正极接口 13相连的开关单元20以第四方 式导通,进而使得所述充放电装置30停止为所述某个电池组10充电,以此类推,直到所述多 个电池组10均达到充电截至电压时,所述控制单元40控制所述充放电装置停止为所述多个 电池组10充电,即充电完成,此时,每个电池组10均充满电。由于多个电池组10在充电时都 能充满且不会过充,放电时,多数电池组1〇均可以放到截至电压,进而提高了电池的使用寿 命。
[0021] 请再结合参阅图3,所述每个开关单元20包括第一电子开关K1、第二电子开关K2、 第三电子开关K3以及第四电子开关K4。其中,相邻的两个开关单元20中的一个开关单元20 的第二电子开关K2与另一个开关单元20的第一电子开关K1相连,进而使得多个开关单元20 两两相连;位于首端的开关单元20 (图3中从上面数第一个开关单元20)的第一电子开关K1 以及位于末端的开关单元20 (图3中从下面数第一个开关单元20)的第二电子开关K2未与其 他外部元件连接。进一步地,每个开关单元2〇的第三电子开关K3与相邻的两个电池组10中 的一个电池组10的正极接口 13相连,每个开关单元2〇的第四电子开关K4与相邻的两个电池 组10中的另一个电池组10的负极接口 14相连,进而使得多个电池组10为串联关系;位于首 端的开关单元20的第四电子开关K4与所述充放电装置30相连且位于末端的开关单元20的 第三电子开关K3也与所述充放电装置30相连。此外,每个开关单元20的所述第三电子开关 K3还分别与每个开关单元20的所述第一电子开关K1及所述第二电子开关K2相连,且每个开 关单元20的所述第四电子开关K4还分别与每个开关单元20的所述第一电子开关K1及所述 第二电子开关K2相连。在本实施方式中,所述第一电子开关K1、第二电子开关K2、第二电子 开关K3以及第四电子开关K4为MOS场效应晶体管。
[0022] 进一步地,所述每个开关单元20的第一导通方式为所述第二电子开关K2、所述第 三电子开关K3及所述第四电子开关K4均为导通状态且所述第一电子开关K1为截止状态;所 述每个开关单元20的第二导通方式为所述第一电子开关K1、所述第二电子开关K2及所述第 三电子开关K3均为导通状态且所述第四电子开关K4为截止状态;所述每个开关单元20的第 三导通方式为所述第一电子开关K1、所述第三电子开关K3及所述第四电子开关K4均为导通 状态且所述第二电子开关K2为截止状态;所述每个开关单元2〇的第四导通方式为所述第一 电子开关K1、所述第二电子开关K2及所述第四电子开关K4均为导通状态且所述第三电子开 关K3为截止状态。
[0023]本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述,因此对于熟悉领域的人员而言 可容易地实现另外的优点和修改,故在不背离权利要求及等同范围所限?的一般概念的精 神和麵的情况下,本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示 示例。

Claims (10)

1. 一种电池模组的控制系统,其特征在于:包括多个电池组、多个开关单元、充放电装 置以及控制单元;所述多个开关单元的数量比所述多个电池组的数量多一个,且所述多个 电池组通过所述多个开关单元形成串联关系;所述多个开关单元之间两两相连,进而使得 所述多个开关单元为串联的关系且位于串联线路首端及末端的开关单兀还分别与所述充 放电装置相连;进一步地,与所述充放电装置相连的两个开关单元还分别与位于串联线路 首端及末端的电池组相连,且其他开关单元中的每个开关单元还分别与两个相邻的电池组 中的一个电池组的正极接口及另一个电池组的负极接口相连;当所述多个电池组处于放电 状态时,所述控制单元控制所述每个开关单元均以第一方式导通,进而使得所述每个电池 组能够通过所述充放电装置放电;当所述控制单元检测到某个电池组达到放电截至电压 时,所述控制单元控制与所述某个电池组的负极接口相连的开关单元以第二方式导通,进 而使得所述某个电池组停止放电,以此类推,直到所述多个电池组均达到放电截至电压。
2. 如权利要求1所述的电池模组的控制系统,其特征在于:当所述多个电池组处于充电 状态时,所述控制单元控制每个开关单元均以第三方式导通,进而使得所述充放电装置能 够为每个电池组充电;当所述控制单元检测到某个电池组达到充电截至电压时,所述控制 单元控制与所述某个电池组的正极接口相连的开关单元以第四方式导通,进而使得所述充 放电装置停止为所述某个电池组充电,以此类推,直到所述多个电池组均达到充电截至电 压。
3. 如权利要求2所述的电池模组的控制系统,其特征在于:所述每个开关单元包括第一 电子开关、第二电子开关、第三电子开关以及第四电子开关;其中,相邻的两个开关单元中 的一个开关单元的第二电子开关与另一个开关单元的第一电子开关相连;位于首端的开关 单元的第一电子开关以及位于末端的开关单元的第二电子开关未与其他外部元件连接;进 一步地,所述位于首端的开关单元的第四电子开关及所述位于末端的开关单元的第三电子 开关分别与所述充放电装置相连,且所述其他每个开关单元的第三电子开关与所述相邻的 两个电池组中的一个电池组的正极接口相连,所述其他每个开关单元的第四电子开关与所 述相邻的两个电池组中的另一个电池组的负极接口相连;所述每个开关单元的第三电子开 关还分别与所述每个开关单元的第一电子开关及第二电子开关相连,且所述每个开关单元 的第四电子开关还分别与所述每个开关单元的第一电子开关及所述第二电子开关相连。
4. 如权利要求3所述的电池模组的控制系统,其特征在于:所述每个开关单元的第一导 通方式为所述第二电子开关、所述第三电子开关及所述第四电子开关均为导通状态且所述 第一电子开关为截止状态。
5. 如权利要求3所述的电池模组的控制系统,其特征在于:所述每个开关单元的第二导 通方式为所述第一电子开关、所述第二电子开关及所述第三电子开关均为导通状态且所述 第四电子开关为截止状态。
6. 如权利要求3所述的电池模组的控制系统,其特征在于:所述每个开关单元的第三导 通方式为所述第一电子开关、所述第三电子开关及所述第四电子开关均为导通状态且所述 第二电子开关为截止状态。
7. 如权利要求3所述的电池模组的控制系统,其特征在于:所述每个开关单元的第四导 通方式为所述第一电子开关、所述第二电子开关及所述第四电子开关均为导通状态且所述 第三电子开关为截止状态。
8. 如权利要求3所述的电池模组的控制系统,其特征在于:所述第一电子开关、所述第 二电子开关、所述第三电子开关以及所述第四电子开关均为MOS场效应晶体管。
9. 如权利要求1所述的电池模组的控制系统,其特征在于:所述每个电池组包括一对固 定板、收容于所述一对固定板之间的若干单体电池以及分别形成于所述一对固定板上的正 极接口以与负极接口。
10. 如权利要求9所述的电池模组的控制系统,其特征在于:每个单体电池的两端分别 固定于所述一对固定板上,进而使得所述若干单体电池的正极均与所述正极接口电性连 接,且所述若千单体电池的负极均与所述负极接口电性连接。
CN201710854071.1A 2017-09-20 2017-09-20 电池模组的控制系统 Pending CN107658925A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710854071.1A CN107658925A (zh) 2017-09-20 2017-09-20 电池模组的控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710854071.1A CN107658925A (zh) 2017-09-20 2017-09-20 电池模组的控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107658925A true CN107658925A (zh) 2018-02-02

Family

ID=61129881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710854071.1A Pending CN107658925A (zh) 2017-09-20 2017-09-20 电池模组的控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107658925A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110316008A (zh) * 2019-06-03 2019-10-11 浙江吉利控股集团有限公司 一种车辆的电池系统及其进行充放电的方法
CN111509315A (zh) * 2020-04-28 2020-08-07 西安新艾电气技术有限公司 一种数字化电池模组管理单元及其管理系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110316008A (zh) * 2019-06-03 2019-10-11 浙江吉利控股集团有限公司 一种车辆的电池系统及其进行充放电的方法
CN110316008B (zh) * 2019-06-03 2021-12-21 武汉路特斯汽车有限公司 一种车辆的电池系统及其进行充放电的方法
CN111509315A (zh) * 2020-04-28 2020-08-07 西安新艾电气技术有限公司 一种数字化电池模组管理单元及其管理系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9764655B2 (en) Hybrid power supply and electric vehicle using the same
CN101394101B (zh) 动力锂离子电池组充放电均衡装置
CN101826745B (zh) 锂离子动力电池无损充电机
CN105140998A (zh) 基于电感储能的串联电池组双向无损均衡电路
CN105162199A (zh) 一种电池组分层均衡电路
CN107658925A (zh) 电池模组的控制系统
CN205646951U (zh) 一种电池包充电控制系统
CN101834325A (zh) 二次电池组
CN102832667A (zh) 一种基于电感储能的串联电池组充放电均衡电路
CN206340995U (zh) 电池模组以及电池管理系统
CN102544644A (zh) 由铅酸蓄电池单体与锂离子电池单体并联组成的复合电源
CN201956703U (zh) 新型锂电池管理系统
CN204947672U (zh) 基于电感储能的串联电池组双向无损均衡电路
CN205407296U (zh) 一种电池组互补均衡电路
CN201804941U (zh) 一种可反复对锂电池充放电的部件
CN202309118U (zh) 变压器扫描链式蓄电池组均衡电路
CN2632915Y (zh) 电池组均衡充电保护模块
CN204068357U (zh) 一种4节串联电池组双向充放电均衡电路
CN206226040U (zh) 一种二极管充放电电路
CN204794196U (zh) 电池组主动均衡控制系统
CN206226038U (zh) 一种充放电电路
CN101834311A (zh) 锂二次电池组
CN103208836A (zh) 一种太阳能锂电池户用储能设备
CN203536996U (zh) 一种给串联锂电池组中的单体电池充电装置
CN202749869U (zh) 一种基于电感储能的串联电池组放电均衡电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication