CN110661314A - 一种串联蓄电池组的充放电管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种串联蓄电池组的充放电管理系统，包括AC‑DC转换器、双向DC‑DC变换器、蓄电池组、电池控制组、中央控制器和负载；所述AC‑DC转换器的输入端接市电，输出端接所述负载和所述双向DC‑DC变换器；所述双向DC‑DC变换器的一端接所述AC‑DC转换器的输出端，另一端接所述蓄电池组；所述负载的两端连接在所述AC‑DC转换器与所述双向DC‑DC变换器的连接线上。本发明通过电池控制组采集各单体蓄电池的真实工作状态信息，使用中央控制器在集合蓄电池个体信息的基础上从整体的角度对系统进行宏观调控，有效地避免了蓄电池组在充放电过程中电池性能不断降低的恶性循环，增强了蓄电池组的安全性、可靠性和稳定性。

Description

一种串联蓄电池组的充放电管理系统

技术领域

本发明涉及蓄电池领域，尤其涉及一种串联蓄电池组的充放电管理系统。

背景技术

蓄电池组是独立可靠的操作电源，大多采用串联的连接方式和浮充电工作方式，广泛应用于电信、电力、交通、建筑等各个领域中，作为后备电源，在市电中断时能保证系统连续可靠的工作。

蓄电池组的性能会随着所处状态、运行环境、功率需求以及循环次数等参数的变化而改变。在实际工作过程中，单体电池的电压、内阻、电池内温度等存在差异，导致电池容量减小、老化速度加快等问题，进一步扩大了电池组中各电池间的性能差异，这种恶性循环的存在严重影响了蓄电池组的安全性和可靠性。同时，考虑到不恰当操作、恶劣工作环境及其他不可控因素，如果蓄电池组中部分电池严重损坏、极板脱落或连接松动，而未及时发现处理，会导致串联的蓄电池组整体失效，存在重大隐患。

在蓄电池自身的发展中，锂电池由于能量密度高、价格逐渐走低等优势，随着新能源汽车的普及，逐渐有替代铅酸电池的趋势。但锂电池有热失控的风险，研究表明，如果能及时发现并干预热失控的锂电池，可以有效预防电池燃烧和爆炸风险。

现有的电池管理方案多采用“削高填低”的能量回馈思路，让能量从电压高的单体电池(电池组)流向电压低的单体电池(电池组)，实现电池组内的均衡管理，能够较好地遏制单体电池性能差异上的恶性循环。但该种方案频繁进行电池的充放电操作，损害了电池的“循环寿命”，同时不能有效处理由于单体电池损坏带来的串联电路断路问题。

发明内容

发明目的：针对上述问题，本发明提供了一种用于串联蓄电池组的充放电管理系统。区别于现有技术的情况，本发明能够实现蓄电池组充放电及极端情况下的均衡管理：充电时，通过将单体电池分批次并入电路，将已充满的电池旁路，在防止低容量电池过充的同时将高容量电池充满；放电时，通过将能量耗尽的电池旁路，在防止低容量电池过放的同时释放高容量电池内剩余容量，维持蓄电池组的长时间放电工作；极端情况下，如果部分电池严重损坏、极板脱落或进入热失控状态，能够及时切除故障电池，并让电池组内其他部分仍能正常放电工作。

技术方案：

一种串联蓄电池组的充放电管理系统，包括AC-DC转换器、双向DC-DC变换器、蓄电池组、电池控制组、中央控制器和负载；所述AC-DC转换器的输入端接市电，输出端接所述负载和所述双向DC-DC变换器；所述双向DC-DC变换器的一端接所述AC-DC转换器的输出端，另一端接所述蓄电池组；所述负载的两端连接在所述AC-DC转换器与所述双向DC-DC变换器的连接线上；

所述蓄电池组包含若干蓄电池电路，所述蓄电池电路包括蓄电池主路和蓄电池旁路；所述电池控制组包括与所述蓄电池组内蓄电池电路相对应数量的电池控制单元，每个所述蓄电池电路分别接一个所述电池控制单元；电池控制单元采集与其连接的蓄电池电路中蓄电池的状态信息，并将采集的蓄电池状态信息发送至所述中央控制器，接收所述中央控制器发送的控制消息并根据控制信息控制与其相连接的蓄电池电路旁路连通或蓄电池主路连通；所述蓄电池的状态信息包括电压值、电流值以及温度值；

所述电池控制组中的所有电池控制单元均与所述中央控制器连接，所述中央控制器接收所述电池控制组中所有电池控制单元采集的所有蓄电池的状态信息，根据采集到的蓄电池的状态信息采用电压均衡策略或者容量均衡策略判断所述蓄电池组内各蓄电池是否需要旁路，从而生成控制信息并发送给相应的各个电池控制单元进行控制。

所述中央控制器与所述双向DC-DC变换器连接。

在所述蓄电池电路上设有与所述电池控制单元连接的开关，所述开关有所述电池控制单元控制，使得同一时间所述蓄电池电路中的两条支路只有一条接入蓄电池组。

所述蓄电池电路由两条支路并联形成，一条由连接开关和蓄电池串联而成，另一条由旁路开关组成；所述连接开关和所述旁路开关均与其对应的电池控制单元连接，并由所述电池控制单元控制导通和断开。

所述蓄电池电路包括蓄电池和单刀双掷开关，所述蓄电池一端接所述单刀双掷开关的一接线柱，其另一端通过导线与所述单刀双掷开关的另一接线柱连接。

所述电压均衡策略如下：

A、充电过程：

步骤1、对电池控制组中各电池控制单元所测量的蓄电池电压进行降序排序，对其中最高电压与最低电压之差大于旁路阈值时，所述旁路阈值取0.1V，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元控制切除电压高的部分蓄电池，直到所有蓄电池中最高电压与最低电压之差小于旁路阈值；如果所有蓄电池中最低电压与最高电压之差小于旁路阈值，则将所有蓄电池都接入充电回路；

步骤2、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池电压低于接入部分最高蓄电池电压，则将该节蓄电池接入；

步骤3、重复步骤1～2，直至正在充电的蓄电池中的一半已经达到充满电压条件，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元将所有电池接入充电回路并停止充电，或进入浮充状态；

B、放电过程：

步骤1、对电池控制组中电池控制单元所测量的蓄电池电压进行降序排序，对其中最低电压与最高电压之差大于旁路阈值时，优选地该旁路阈值取0.1V，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元切除电压低的部分电池，直至所有蓄电池中最低电压与最高电压之差小于某特征值；如果所有蓄电池中最低电压与最高电压之差小于旁路阈值，则将所有电池都接入放电回路；

步骤2、在经过步骤1后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池电压高于接入部分最低蓄电池电压，则将该节蓄电池接入；

步骤3、重复步骤1～2，直至蓄电池组中任何一节蓄电池达到放电终止条件，则停止放电。

在充电过程中，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于所述双向DC-DC变换器的降压变换时输出电流的能力；在放电过程中，被切除的电池数量不限于1节，其数量上限取决于所述双向DC-DC变换器的升压变换时输出电流的能力及负载的电流的大小。

所述容量均衡策略如下：

在每次充放电过程中采用安时积分方法，通过电池控制单元测量的蓄电池电流信息统计每节蓄电池的可用容量及剩余容量，可用容量指单节蓄电池充电后实际能存储的电量，剩余容量指蓄电池当前剩余电量，可充容量指可用容量与剩余容量之差；

A、充电过程：

步骤1、对电池控制组连接的蓄电池实际可充容量进行降序排序，如果可用容量及剩余电量均未知，则以电池电压排序，并采用上述电压均衡策略；

步骤2、对其中蓄电池组的各蓄电池可充容量中最大与最小之差大于旁路阈值时，优选地该阈值取0.01C，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元切除的可充容量低的部分电池，如果所有蓄电池的可充容量中最大与最小之差小于旁路阈值，则将所有蓄电池都接入充电回路；

步骤3、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池可充容量高于接入部分最高蓄电池可充容量，则将该节蓄电池接入；

步骤4、重复步骤1～3，直至正在充电的蓄电池中的一半已经达到充满电压条件，则将所有蓄电池接入并停止充电，或进入浮充状态；

B、放电过程：

步骤1、对电池控制组连接的蓄电池剩余容量进行降序排序，对其中最低剩余容量与最高剩余容量之差大于旁路阈值，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制组切除的剩余容量低的部分蓄电池；如果所有蓄电池中的最低剩余容量与最高剩余容量之差小于旁路阈值，则将所有电池都接入放电回路；

步骤2、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池剩余容量高于接入部分蓄电池中最低剩余容量，则将该节蓄电池接入；

步骤3、重复步骤1～2，直至任何一节蓄电池达到放电终止条件，则停止放电。

在充电过程中，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于所述双向DC-DC变换器的降压变换时输出电流的能力；在放电过程中，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于所述双向DC-DC变换器的升压变换时输出电流的能力及负载的电流的大小。

在蓄电池组中部分蓄电池损坏、极板脱落或热失控的迹象时，所述电池控制组中的电池控制单元将测量得到的蓄电池状态信息反馈至所述中央控制器，所述中央控制器根据所述蓄电池状态信息得到蓄电池损坏、极板脱落或热失控的具体信息，并下发控制信号至对应的电池控制单元，通过所述电池控制单元控制对应蓄电池电路中的开关状态，切除故障蓄电池。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明通过电池控制组采集各单体蓄电池的真实工作状态信息，使用中央控制器在集合蓄电池个体信息的基础上从整体的角度对系统进行宏观调控，有效地避免了蓄电池组在充放电过程中电池性能不断降低的恶性循环，增强了蓄电池组的安全性、可靠性和稳定性。

2、本发明针对蓄电池组的后备电源定位，在市电中断时，能够较大程度地忽略单体蓄电池故障对串联电路影响，实现长时间稳定放电，维持负载正常工作，具备强大的功用性。

3、在极端情况下，如果某节电池发生极板开路故障、极板短路故障、可用容量过低、温度过高等异常情况，本发明可以利用电池控制组切除故障电池，并利用双向DC-DC变换器保证系统中其他的电池正常的充放电。

4、本发明设计的电路系统在其实现过程中拓扑结构简单、功能强大、成本低廉。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明中双向DC-DC变换器部分的电路原理图。

图3为本发明中蓄电池组、电池控制组和中央控制器间的结构示意图。

图4a和图4b为本发明中可用于蓄电池电路的两种电路示意图。

其中，1为AC-DC转换器，2为双向DC-DC变换器，3为蓄电池组，4为电池控制组，5为负载，6为中央控制器，7为晶体管，8为晶体管，9为二极管，10为二极管，11为电感，12为电容，13为电容，14为连接开关，15为旁路开关，16为蓄电池。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。

图1为本发明的系统结构图。如图1所示，本发明的串联蓄电池组的充放电管理系统包括AC-DC转换器1、双向DC-DC变换器2、蓄电池组3、电池控制组4、中央控制器6和负载5；其中，AC-DC转换器1的输入端接市电，输出端接负载5和双向DC-DC变换器2，其功能为在市电正常时将交流电转换为直流电，用以维持负载工作或蓄电池组的充电。双向DC-DC变换器2的一端接AC-DC转换器1的输出端，另一端接蓄电池组3，双向DC-DC变换器2在充电时控制蓄电池组3的充电电流，在放电时补偿蓄电池组3中被切除的蓄电池的电压；蓄电池组3包含若干蓄电池电路，电池控制组4包括与蓄电池组3内蓄电池电路相对应数量的电池控制单元，每个蓄电池电路分别接一个电池控制单元；电池控制组4中的所有电池控制单元均与中央控制器6连接，中央控制器6与双向DC-DC变换器2连接；负载5的两端连接在AC-DC转换器1与双向DC-DC变换器2的连接线上。

图2为双向DC-DC变换器的电路原理图，其拓扑结构为双向BUCK-BOOST电路，具体包括串联的晶体管7和电感11、并接在晶体管7和电感11之间的二极管10、并接在晶体管7另一端的电容12及并接在电感11另一端的电容13；在晶体管7上反并联有二极管9，在二极管10上反并联有晶体管8；该双向DC-DC变换器通过在晶体管上反并联二极管、在二极管上反并联晶体管的基础上改变能量传输方向。

图3为本发明中蓄电池组、电池控制组和中央控制器间的结构示意图。蓄电池组3包括N个蓄电池电路，在以下的实施例中，以图4a所示的蓄电池电路示意图为例进行介绍。上述的每一个蓄电池电路均由两条支路并联形成，一条由连接开关14和蓄电池16串联而成，另一条由旁路开关15组成。上述的连接开关14和旁路开关15的导通状态受到与蓄电池电路对应的电池控制单元的控制。电池控制组4包括与蓄电池组3中的N个蓄电池电路相对应的N个电池控制单元，每个电池控制单元与一个蓄电池电路相连接。电池控制单元采集与其连接的蓄电池电路中蓄电池的状态信息，并将采集的蓄电池状态信息发送给中央控制器6，接收中央控制器6发送的控制消息并根据控制信息控制与其相连接的蓄电池电路中的开关组的导通与断开，实现对应蓄电池旁路或并入串联电路。在本发明中，所述蓄电池的状态信息包括电压值、电流值以及温度值。

中央控制器6接收电池控制组4中所有电池控制单元采集的所有蓄电池的状态信息，根据采集到的蓄电池的状态信息采用电压均衡策略或者采用容量均衡策略判断蓄电池组3内各蓄电池是否需要旁路，从而生成控制信息并发送给相应的各个电池控制单元。

在本发明中，如图4b所示，所述蓄电池电路包括蓄电池16和单刀双掷开关，所述蓄电池16一端接所述单刀双掷开关的一接线柱14，其另一端通过导线与所述单刀双掷开关的另一接线柱15连接。

在本发明中，上述的一组(个)开关可由晶体管、二极管等功率元件通过多种设计方式实现，接受电池控制单元的控制，使得同一时间蓄电池电路中的两条支路只有一条接入蓄电池组。

本发明的充放电管理系统可以采用电压均衡策略或者采用容量均衡策略，且在充电和放电过程中，采用不同的控制策略：

一、采用电压均衡策略时：

A、充电过程：

1、对电池控制组中各电池控制单元所测量的蓄电池电压进行降序排序，对其中最高电压与最低电压之差大于旁路阈值，优选地该旁路阈值取0.1V时，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元控制切除电压高的部分蓄电池，直到所有蓄电池中最高电压与最低电压之差小于旁路阈值；如果所有蓄电池中最低电压与最高电压之差小于旁路阈值，则将所有蓄电池都接入充电回路；

2、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池电压低于接入部分最高蓄电池电压，则将该节蓄电池接入；

3、重复步骤1-2，直至正在充电的蓄电池中的一半已经达到充满电压条件，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元将所有电池接入充电回路并停止充电，或进入浮充状态。

在本发明中，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于双向DC-DC变换器的降压变换时输出电流的能力。

B、放电过程：

1、对电池控制组中电池控制单元所测量的蓄电池电压进行降序排序，对其中最低电压与最高电压之差大于旁路阈值，优选地取旁路阈值为0.1V时，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元切除电压低的部分电池，直至所有蓄电池中最低电压与最高电压之差旁路阈值；如果所有蓄电池中最低电压与最高电压之差小于旁路阈值，则将所有电池都接入放电回路；

2、在经过步骤1后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池电压高于接入部分最低蓄电池电压，则将该节蓄电池接入；

3、重复步骤1～2，直至蓄电池组中任何一节蓄电池达到放电终止条件，则停止放电。

在本发明中，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于双向DC-DC变换器2的升压变换时输出电流的能力及负载的电流的大小。

二、采用容量均衡策略时：

在每次充放电过程中采用安时积分方法，通过电池控制单元测量的蓄电池电流信息统计每节蓄电池的可用容量及剩余容量，可用容量指单节蓄电池充电后实际能存储的电量，剩余容量指蓄电池当前剩余电量，可充容量指可用容量与剩余容量之差。

A、充电过程：

1、对电池控制组连接的蓄电池实际可充容量进行降序排序，如果可用容量及剩余电量均未知，则以电池电压排序，并采用上述电压均衡策略；

2、对其中蓄电池组的各蓄电池可充容量中最大与最小之差大于旁路阈值，优选地该旁路阈值取0.01C，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元切除的可充容量低的部分电池，如果所有蓄电池的可充容量中最大与最小之差小于旁路阈值，则将所有蓄电池都接入充电回路；

3、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池可充容量高于接入部分最高蓄电池可充容量，则将该节蓄电池接入；

4、重复步骤1-3，直至正在充电的蓄电池中的一半已经达到充满电压条件，则将所有蓄电池接入并停止充电，或进入浮充状态。

同样，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于双向DC-DC变换器2的降压变换时输出电流的能力。

B、放电过程：

1、对电池控制组连接的蓄电池剩余容量进行降序排序，对其中最低剩余容量与最高剩余容量之差大于旁路阈值，优选地该旁路阈值为0.01C，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制组切除的剩余容量低的部分蓄电池；如果所有蓄电池中的最低剩余容量与最高剩余容量之差小于旁路阈值，则将所有电池都接入放电回路；

2、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池剩余容量高于接入部分蓄电池中最低剩余容量，则将该节蓄电池接入；

3、重复步骤1-2，直至任何一节蓄电池达到放电终止条件，则停止放电。

被切除的电池数量不限于1节，其数量取决于双向DC-DC变换器2的升压变换时输出电流的能力及负载的电流的大小。

本发明实施例的具体工作过程如下：

在市电正常情况下，晶体管7工作，晶体管8不工作，电感11电流线性增加并储能，电容充电储能，双向DC-DC变换器2工作于降压模式，蓄电池组3充电。在上述情况下，由于双向DC-DC变换器2降压的能力有限，为了保证使每节蓄电池充满容量，需要确保正在充电的电池数量不小于n，因此对N节蓄电池进行分批次充电，优先确保大容量蓄电池充电，通过中央控制器调控，将n个高优先度电池接入电路，中央控制器通过电池控制器将这些蓄电池电路中的开关14导通、开关15断开。而其余电池所在蓄电池电路中开关14断开、开关15导通，对应的单体电池16旁路。对于每批次处于充电状态的蓄电池，当其中一个蓄电池电路中节蓄电池容量充满时，电池控制器监测到该状态并向中央控制器发送反馈信息，中央控制器在收到某一电池控制器的反馈信息时会向该电池控制器发送处理信息，通过电池控制器对相应的蓄电池电路进行操作，断开开关14、导通开关15，将对应的蓄电池旁路，同时中央控制器会选取尚未充满电的蓄电池，向其对应电池控制器发送控制信息，导通开关14、断开开关15，确保同时充电的电池数目不低于n。

在市电中断情况下，由蓄电池组提供能量，假设此时蓄电池组中的一节电池16正常工作，则其释放电量，开关14导通、开关15断开，当其电量耗尽时，电池控制单元器监测到该状态后，将信息发送给中央控制器，进而在接收到中央控制器的处理信息后调节开关14断开、开关15导通，其余容量较大的蓄电池继续正常放电工作。在上述情况下，由于小容量蓄电池被旁路，蓄电池组3提供的总电压减小，双向DC-DC变换器2工作于升压模式，确保负载正常工作，晶体管8工作，晶体管7不工作，电感11释放能量，电容提供一个持续电流，使得负载两端的电压高于蓄电池组3提供的电压。

特别的，如果由于不恰当操作、电池工作环境或其他不可控因素导致电池组中部分电池损坏、极板脱落或热失控的迹象时，电池控制组能够检测并反馈电池的状态信息并在中央控制器的调控下调控对应电池电路中的开关状态，从而及时切除故障电池，将这些电池旁路，在可工作电池数量不少于n节的情况下，系统仍能维持设备的正常工作。

本发明所述系统使用双向DC-DC变换器调控电压，在蓄电池组的功能实现中仅使用两条由功率元件实现的开关电路控制单节电池所在支路的通断，因此系统具有功能强大、实现简单且成本低廉的优势。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换(如数量、形状、位置等)，这些等同变换均属于本发明的保护。

Claims (10)

1.一种串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：包括AC-DC转换器(1)、双向DC-DC变换器(2)、蓄电池组(3)、电池控制组(4)、中央控制器(6)和负载(5)；所述AC-DC转换器(1)的输入端接市电，输出端接所述负载(5)和所述双向DC-DC变换器(2)；所述双向DC-DC变换器(2)的一端接所述AC-DC转换器(1)的输出端，另一端接所述蓄电池组(3)；所述负载(5)的两端连接在所述AC-DC转换器(1)与所述双向DC-DC变换器(2)的连接线上；

所述蓄电池组(3)包含若干蓄电池电路，所述蓄电池电路包括蓄电池主路和蓄电池旁路；所述电池控制组(4)包括与所述蓄电池组(3)内蓄电池电路相对应数量的电池控制单元，每个所述蓄电池电路分别接一个所述电池控制单元；电池控制单元采集与其连接的蓄电池电路中蓄电池的状态信息，并将采集的蓄电池状态信息发送至所述中央控制器(6)，接收所述中央控制器(6)发送的控制消息并根据控制信息控制与其相连接的蓄电池电路旁路连通或蓄电池主路连通；所述蓄电池的状态信息包括电压值、电流值以及温度值；

所述电池控制组(4)中的所有电池控制单元均与所述中央控制器(6)连接，所述中央控制器(6)接收所述电池控制组(4)中所有电池控制单元采集的所有蓄电池的状态信息，根据采集到的蓄电池的状态信息采用电压均衡策略或者容量均衡策略判断所述蓄电池组(3)内各蓄电池是否需要旁路，从而生成控制信息并发送给相应的各个电池控制单元进行控制。

2.根据权利要求1所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：所述中央控制器(6)与所述双向DC-DC变换器(2)连接。

3.根据权利要求1所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：在所述蓄电池电路上设有与所述电池控制单元连接的开关，所述开关由所述电池控制单元控制，使得同一时间所述蓄电池电路中的两条支路只有一条接入蓄电池组。

4.根据权利要求3所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：所述蓄电池电路由两条支路并联形成，一条由连接开关(14)和蓄电池(16)串联而成，另一条由旁路开关(15)组成；所述连接开关(14)和所述旁路开关(15)均与其对应的电池控制单元连接，并由所述电池控制单元控制导通和断开。

5.根据权利要求3所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：所述蓄电池电路包括蓄电池(16)和单刀双掷开关，所述蓄电池(16)一端接所述单刀双掷开关的一接线柱，其另一端通过导线与所述单刀双掷开关的另一接线柱连接。

6.根据权利要求1所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：所述电压均衡策略如下：

A、充电过程：

步骤1、对电池控制组中各电池控制单元所测量的蓄电池电压进行降序排序，对其中最高电压与最低电压之差大于旁路阈值时，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元控制切除电压高的部分蓄电池，直到所有蓄电池中最高电压与最低电压之差小于旁路阈值；如果所有蓄电池中最低电压与最高电压之差小于旁路阈值，则将所有蓄电池都接入充电回路；

步骤2、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池电压低于接入部分最高蓄电池电压，则将该节蓄电池接入；

步骤3、重复步骤1～2，直至正在充电的蓄电池中的一半已经达到充满电压条件，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元将所有电池接入充电回路并停止充电，或进入浮充状态；

B、放电过程：

步骤1、对电池控制组中电池控制单元所测量的蓄电池电压进行降序排序，对其中最低电压与最高电压之差大于旁路阈值时，优选地该旁路阈值取0.1V，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元切除电压低的部分电池，直至所有蓄电池中最低电压与最高电压之差小于某特征值；如果所有蓄电池中最低电压与最高电压之差小于旁路阈值，则将所有电池都接入放电回路；

步骤2、在经过步骤1后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池电压高于接入部分最低蓄电池电压，则将该节蓄电池接入；

步骤3、重复步骤1～2，直至蓄电池组中任何一节蓄电池达到放电终止条件，则停止放电。

7.根据权利要求6所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：在充电过程中，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于所述双向DC-DC变换器的降压变换时输出电流的能力；在放电过程中，被切除的电池数量不限于1节，其数量上限取决于所述双向DC-DC变换器的升压变换时输出电流的能力及负载的电流的大小。

8.根据权利要求1所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：所述容量均衡策略如下：

在每次充放电过程中采用安时积分方法，通过电池控制单元测量的蓄电池电流信息统计每节蓄电池的可用容量及剩余容量，可用容量指单节蓄电池充电后实际能存储的电量，剩余容量指蓄电池当前剩余电量，可充容量指可用容量与剩余容量之差；

A、充电过程：

步骤1、对电池控制组连接的蓄电池实际可充容量进行降序排序，如果可用容量及剩余电量均未知，则以电池电压排序，并采用上述电压均衡策略；

步骤2、对其中蓄电池组的各蓄电池可充容量中最大与最小之差大于旁路阈值时，优选地该阈值取0.01C，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制单元切除的可充容量低的部分电池，如果所有蓄电池的可充容量中最大与最小之差小于旁路阈值，则将所有蓄电池都接入充电回路；

步骤3、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池可充容量高于接入部分最高蓄电池可充容量，则将该节蓄电池接入；

步骤4、重复步骤1～3，直至正在充电的蓄电池中的一半已经达到充满电压条件，则将所有蓄电池接入并停止充电，或进入浮充状态；

B、放电过程：

步骤1、对电池控制组连接的蓄电池剩余容量进行降序排序，对其中最低剩余容量与最高剩余容量之差大于旁路阈值，则通过中央控制器发送控制信号至电池控制组切除的剩余容量低的部分蓄电池；如果所有蓄电池中的最低剩余容量与最高剩余容量之差小于旁路阈值，则将所有电池都接入放电回路；

步骤2、在经过步骤1之后，如果被切除部分蓄电池的某节蓄电池剩余容量高于接入部分蓄电池中最低剩余容量，则将该节蓄电池接入；

步骤3、重复步骤1～2，直至任何一节蓄电池均达到放电终止条件，则停止放电。

9.根据权利要求8所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：在充电过程中，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于所述双向DC-DC变换器的降压变换时输出电流的能力；在放电过程中，被切除的蓄电池数量不限于1节，其数量上限取决于所述双向DC-DC变换器的升压变换时输出电流的能力及负载的电流的大小。

10.根据权利要求1所述的串联蓄电池组的充放电管理系统，其特征在于：在蓄电池组中部分蓄电池损坏、极板脱落或热失控的迹象时，所述电池控制组中的电池控制单元将测量得到的蓄电池状态信息反馈至所述中央控制器，所述中央控制器根据所述蓄电池状态信息得到蓄电池损坏、极板脱落或热失控的具体信息，并下发控制信号至对应的电池控制单元，通过所述电池控制单元控制对应蓄电池电路中的开关状态，切除故障蓄电池。

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