CN109842176A - 一种可调恒压输出电池组及可调恒压输出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电动电池组，尤其涉及一种可调恒压输出电池组及可调恒压输出方法，属于动力电池领域。本发明提供的一种可调恒压输出电池组，单体电池串联后形成输出电路，每个单体电池上均设置有将该单体电池旁路的旁路电路，控制器根据负载需要控制串入输出电路的单体电池数量，将多余的单体电池旁路出输出电路，该方案可以方便地控制输出电路的输出电压，从而使得电池组具有良好的通用性，可以根据负载的需求输出相适应的电压值。另外，在输出电路中某个单体电池损坏或过放时，控制电路可以方便地将该单体电池旁路出输出电路，并将未接入输出电路的一个单体电池串联至输出电路，以使在某体单体电池损坏后，电池组仍然可以正常工作。

Description

一种可调恒压输出电池组及可调恒压输出方法
技术领域
本发明涉及电动电池组，尤其涉及一种可调恒压输出电池组及可调恒压输出方法，属于动力电池领域。
背景技术
随着蓄电池技术的发展，蓄电池的应用领域越来越广，例如新能源交通工具，即采用动力电池组做为其动力源。采用动力电池组为动力源具有节能环保的优点，因此，动力电池组的应用得到迅速的推广。
现有技术中动力电池组中的单体电池连接方式不合理，即，现有技术中动力电池组中的单体电池均为刚性连接，这种连接方式造成动力电池组中某个单体电池损坏后，动力电池组无法正常工作，严重时可能发生事故。另外，现有技术中动力电池组的输出电压值无法调节，限制了动力电池组的通用性。
发明内容
本发明提供的一种可调恒压输出电池组，用于解决现有技术中动力电池组的单体电池连接方式不合理，造成动力电池组容易损坏且输出电压无法调节的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种可调恒压输出电池组，包括单体电池、检测各单体电池参数的检测电路和控制电路，所述检测电路与所述控制电路通讯，单体电池串联形成输出电路，每个单体电池均并联有将该单体电池旁路的旁路电路，所述控制电路根据负载需求控制单体电池的串联数量，输出电路中单体电池参数异常时，控制电路将输出电路中的异常单体电池旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池串联至输出电路。
本发明提供的一种可调恒压输出电池组，单体电池串联后形成输出电路，每个单体电池上均设置有将该单体电池旁路的旁路电路，控制器根据负载需要控制串入输出电路的单体电池数量，将多余的单体电池旁路出输出电路，该方案可以方便地控制输出电路的输出电压，从而使得电池组具有良好的通用性，可以根据负载的需求输出相适应的电压值。
另外，在输出电路中某个单体电池损坏或过放时，控制电路可以方便地将该单体电池旁路出输出电路，并将未接入输出电路的一个单体电池串联至输出电路，以使在某体单体电池损坏后，电池组仍然可以正常工作，优化了电池组的性能。
一种可选的方案，输出电路中单体电池参数异常时，控制电路将输出电路中的异常单体电池A旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池B串联至输出电路，其中，单体电池B的参数最接近单体电池A未出现异常时的参数。
未接入输出电路的单体电池串联至输出电路后，输出电路的输出参数不会出现剧烈变化，优化了电池组的性能。
一种可选的方案，所述检测电路检测单体电池的电压值，输出电路中单体电池电压值异常时，控制电路将输出电路中的异常单体电池旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池串联至输出电路。
输出电压值为电池组的一个关键性能指标，因此，检测单体电池的电压值有利于优化电池组的性能，即输出电路输出的电压值更为稳定。
一种可选的方案，所述控制电路包括控制器和执行将单体电池旁路或串联至输出电路的执行器。
控制器控制执行器即可方便地实现将单体电池旁路或将单体电池串联至输出电路，简化了控制电路的结构，降低了电池组的使用成本。
一种可选的方案，所述控制电路还包括电路板，所述控制器设置于所述电路板上，所述检测电路包括检测器，所述检测器通过所述电路板与所述控制器通讯。
电路板有利于电路的集成，简化了控制电路的结构，并且减小了电池组的体积。
一种可选的方案，所述控制器通过电路板控制所述执行器。
一种可选的方案，所述执行器为继电器或光耦或晶闸管。
一种电池组可调恒压输出方法，包括以下步骤：
S10:检测所有单体电池的参数；
S20:根据负载需求串联部分单体电池形成输出电路；
S30:输出电路中单体电池的参数存在异常时，将存在异常的单体电池旁路，并将未接入输出电路的单体电池串联至输出电路。
本发明提供的一种电池组可调恒压输出方法，该方法通过控制串入输出电路的单体电池数量调节输出电路的电压，另外，在输出电路中的单体电池参数异常时将未接入输出电池的单体电池串联至输出电路，从而使得输出电路中的某个单体电池损坏后输出电路仍可以正常工作，优化了电池组的性能，并且使得输出电路的电压值可以方便地调节。
一种可选的方案，所述S10检测所有单体电池的电压值。
输出电压值为输出电路的一个关键参数，因此，检测单体电池的电压值有利于优化输出电路的性能。
一种可选的方案，所述S30中输出电路中的异常单体电池为单体电池A，未接入输出电路的单体电池为单体电池B，其中，单体电池B的参数最接近单体电池A未出现异常时的参数。
该方案使得输出电路的输出电压更为稳定，优化了电池组的性能。
与现有技术相比，本发明提供的一种可调恒压输出电池组，具有如下优点：
1、电池组的输出电压可以方便地调节，优化了电池组的通用性。
2、输出电路中的单体电池损坏后，输出电路仍可以正常工作，优化了电池组的性能。
3、输出电路中的单体电池损坏后，将该单体电池移出输出电路，避免输出电路中的其它单体电池损坏，有利于电池组的检修。
与现有技术相比，本发明提供的一可调电池组恒压输出方法，具有如下优点：
1、电池组的输出电压可以方便地调节，优化了电池组的通用性。
2、输出电路中的单体电池损坏后，输出电路仍可以正常工作，优化了电池组的性能。
附图说明
以下附图仅用于使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，并非是对本发明保护范围的限制，本领域技术人员可以根据本发明的技术方案获得其它附图。
图1是一种可调恒压输出电池组的示意图。
图2是一种可调恒压输出电池组的电路图。
图3是一种可调恒压输出电池组输出电路中单体电池异常后的电路图。
标号说明：
1、单体电池，2、检测电路，3、控制电路，4、旁路电路，5、控制器，6、执行器，7、电路板，8、检测器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
如图1、图2、图3，一种可调恒压输出电池组，包括单体电池1、检测各单体电池1参数的检测电路2和控制电路3，所述检测电路2与所述控制电路3通讯，单体电池1串联形成输出电路，每个单体电池1均并联有将该单体电池1旁路的旁路电路4，所述控制电路3根据负载需求控制单体电池1的串联数量，输出电路中单体电池1参数异常时，控制电路3将输出电路中的异常单体电池1旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池1串联至输出电路。
以下以电动自行车的电池组为例作具体说明：
假设：
电动自行车的电机所需要的电压为100V，
电动自行车电池组的单体电池1输出电压为50V，
如图2、图3，电动自行车电池组包括四块单体电池1，在实际工作时仅需要将两块单体池串联形成输出电路即可，电池组的其它两块单体电池1以并联方式移出输出电路，当输出电路的其中一块单体电池1出现过放或故障时，此时控制电路3的输出电压远小于100V，造成电动自行车无法正常工作，为此，可方便地将输出电路外的其中一块单体电池1串联至输出电路，并将输出电路中存在过放或故障的单体电池1移出输出电路，此时，输出电路仍有两块串联的单体电池1供电，在某块单体电池1损坏后，输出电路仍然可以正常工作。并且，由于将过放或故障的单体电池1移出，该单体电池1不会对输出电路造成不利影响，从而优化了电池组的性能。
以上仅以电动自行车的电池组为例进行了说明，在实际应用时本发明公开的一种可调恒压输出电池组可应用于任何领域。
实施例2
本实施例是对实施例1的优化。
输出电路中单体电池1参数异常时，控制电路3将输出电路中的异常单体电池A旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池B串联至输出电路，其中，单体电池B的参数最接近单体电池A未出现异常时的参数。
由于单体电池1加工时存在误差，因此，各单体电池1不能保证很好的一致性，为使输出电路输出的参数不会出现大幅度变化，因此，应使串接至输出电路的单体电池1的参数与输出电路中故障或过放单体电池1正常工作时的参数接近，以提高输出电路的稳定性。
实施例3
本实施例介绍检测电路2的检测参数。
所述检测电路2检测单体电池1的电压值，输出电路中单体电池1电压值异常时，控制电路3将输出电路中的异常单体电池1旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池1串联至输出电路。
输出电路的电压值为输出电路的一个关键参数，因此，检测电路2检测单体电池1的电压值有利于提高输出电路的稳定性。
例如输出电路中某个单体电池1的电压值出现异常时，应使未接入输出电路的单体电池1电压值电接近异常单体电池1正常工作时的电压值，并将该电池串联至输出电路，以确保输出电路工作稳定。
也说是说，输出电路中异常单体电池1的正常输出电压为50V，在将未接入输出电路的单体电池1接入输出电路时，应将输出电压值最接近50V的单体电池1接入输出电路，以使输出电路工作稳定。
本方案仅以一种实施方式的形式限定检测电路2检测单体电池1的电压值。但是，检测电路2检测的参数应根据输出电路的实际需求合理选择，例如，检测电路2还可以检测单体电池1的电流值等等，在此不做具体限定，本领域技术人员可以根据需要进行合理选择。
实施例4
本实施例介绍控制电路3的结构。
如图1，所述控制电路3包括控制器5和执行将单体电池1旁路或串联至输出电路的执行器6。执行器6可以与单体电池1一一对应。
执行器6的功能类似于单刀双掷开关，即执行器6的活动部分与其中一个触点接触时，单体电池1串联至输出电路，执行器6的活动部件与另一个触点接触时，单体电池1移出输出电路。
控制器5主要用于控制执行器6的工作状态。
控制器5应包括处理器和存储器，存储器中应存储有相应的参数，例如输出电路的输出电压值、单体电池1正常工作时的参数以及判断单体电池1异常需要的阀值等参数。
处理器获取检测电路2检测到的参数，并将该参数与存储器内的参数比较，然后根据比较结果输出相应的控制信号，以控制执行器6的动作。
例如，在调节输出电路的输出电压值时，处理器获取该输出电压参数，然后根据该参数控制执行器6，使相应数量的单体电池1串联形成输出电路。
实施例5
本实施例介绍控制电路3及检测电路2。
如图1，所述控制电路3还包括电路板7，电路板7即为印刷电路板7，所述控制器5设置于所述电路板7上，所述检测电路2包括检测器8，所述检测器8通过所述电路板7与所述控制器5通讯。所述控制器5通过电路板7控制所述执行器6。
电路板7具有较高的集成度，采用电路板7连接各电子器件，简化了控制电路3及检测电路2的结构，有利于电池组的检修。
所述执行器6为继电器或光耦或晶闸管。执行器6的功能类似于单刀双掷开关，执行器6可以为任意实现该功能的结构或电路或器件，本领域技术人员可以根据需要合理选择。
以上实施例可以任意结合，以获取更优的技术方案。
实施例6
本实施例介绍一种方法，用于实现电池组可调恒压输出。
一种电池组可调恒压输出方法，包括以下步骤：
S10:检测所有单体电池1的参数，单体电池1的参数可以为电压值或电流值或其它相应的参数，该参数根据负载需求而设定，本领域技术人员可以根据需要合理选择；
S20:根据负载需求串联部分单体电池1形成输出电路，即根据负载对输出电路输出参数的需要，控制合理的单体电池1串联，形成满足负载需求的输出电路；
S30:输出电路中单体电池1的参数存在异常时，将存在异常的单体电池1旁路，并将未接入输出电路的单体电池1串联至输出电路。
所述S30中输出电路中的异常单体电池1为单体电池A，未接入输出电路的单体电池1为单体电池B，其中，单体电池B的参数最接近单体电池A未出现异常时的参数。以使输出电路的工作稳定。
以上仅为本发明的优选实施方式，旨在体现本发明的突出技术效果和优势，并非是对本发明的技术方案的限制。本领域技术人员应当了解的是，一切基于本发明技术内容所做出的修改、变化或者替代技术特征，皆应涵盖于本发明所附权利要求主张的技术范畴内。

Claims (10)

1.一种可调恒压输出电池组，包括单体电池(1)、检测各单体电池(1)参数的检测电路(2)和控制电路(3)，所述检测电路(2)与所述控制电路(3)通讯，其特征在于：单体电池(1)串联形成输出电路，每个单体电池(1)均并联有将该单体电池(1)旁路的旁路电路(4)，所述控制电路(3)根据负载需求控制单体电池(1)的串联数量，输出电路中单体电池(1)参数异常时，控制电路(3)将输出电路中的异常单体电池(1)旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池(1)串联至输出电路。
2.根据权利要求1所述的一种可调恒压输出电池组，其特征在于：输出电路中单体电池(1)参数异常时，控制电路(3)将输出电路中的异常单体电池A旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池B串联至输出电路，其中，单体电池B的参数最接近单体电池A未出现异常时的参数。
3.根据权利要求1或2所述的一种可调恒压输出电池组，其特征在于：所述检测电路(2)检测单体电池(1)的电压值，输出电路中单体电池(1)电压值异常时，控制电路(3)将输出电路中的异常单体电池(1)旁路，并且，将未接入输出电路的单体电池(1)串联至输出电路。
4.根据权利要求1所述的一种可调恒压输出电池组，其特征在于：所述控制电路(3)包括控制器(5)和执行将单体电池(1)旁路或串联至输出电路的执行器(6)。
5.根据权利要求4所述的一种可调恒压输出电池组，其特征在于：所述控制电路(3)还包括电路板(7)，所述控制器(5)设置于所述电路板(7)上，所述检测电路(2)包括检测器(8)，所述检测器(8)通过所述电路板(7)与所述控制器(5)通讯。
6.根据权利要求5所述的一种可调恒压输出电池组，其特征在于：所述控制器(5)通过电路板(7)控制所述执行器(6)。
7.根据权利要求4至6任意一项所述的一种可调恒压输出电池组，其特征在于：所述执行器(6)为继电器或光耦或晶闸管。
8.一种电池组可调恒压输出方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10:检测所有单体电池(1)的参数；
S20:根据负载需求串联部分单体电池(1)形成输出电路；
S30:输出电路中单体电池(1)的参数存在异常时，将存在异常的单体电池(1)旁路，并将未接入输出电路的单体电池(1)串联至输出电路。
9.根据权利要求8所述的一种电池组可调恒压输出方法，其特征在于：所述S10检测所有单体电池(1)的电压值。
10.根据权利要求8所述的一种电池组可调恒压输出方法，其特征在于：所述S30中输出电路中的异常单体电池(1)为单体电池A，未接入输出电路的单体电池(1)为单体电池B，其中，单体电池B的参数最接近单体电池A未出现异常时的参数。
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