CN115514046A - 一种电池智能延寿管理系统及电池延寿方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池智能延寿管理系统，包括充电机、充电单元、电池组，所述电池组的正极输出端、负极输出端分别通过正极电缆、负极电缆与充电机的正输出端、负输出端相连，所述充电机的输入端与交流电相连，每只蓄电池的两端均并联有一个充电单元，每个充电单元的输入端分别与正极母线、负极母线相连，所述正极母线与正极电缆相连，所述负极母线与负极电缆相连，所述正极电缆上安装有两个极性相反的二极管。本发明解决了电池组中落后电池的放电过程中过度放电的恶性循环问题，延长了落后电池以及整个电池组的寿命，也解决了电池组中各个电池的充电电压不平衡问题。

Description

一种电池智能延寿管理系统及电池延寿方法

技术领域

本发明涉及蓄电池维护管理技术领域，具体涉及一种电池智能延寿管理系统及电池延寿方法。

背景技术

目前，现有的电池管理系统一般只具有电池数据采集、能量计算、信息储存、异常报警等功能，只能通过数据采集分析来识别落后电池，只能通过人工将落后电池进行更换，而不能对落后电池进行辅助处理、单独管理，也不能解决落后电池在使用时的恶性循环问题，更不能延长落后的电池寿命。当一个电池组中有一只或几只落后电池时，不但会影响和拖累整个电池组的寿命，而且在充放电的过程中，落后电池经常会出现充不饱、放电劣化的问题。

发明内容

本发明解决的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种电池智能延寿管理系统及电池延寿方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种电池智能延寿管理系统，包括充电机、充电单元、电池组、二极管，所述电池组由若干只蓄电池串联而成，所述电池组的正极输出端、负极输出端分别通过正极电缆、负极电缆与充电机的正输出端、负输出端相连，所述充电机的输入端与交流电相连，每只蓄电池的两端均并联有一个充电单元，每个充电单元的输入端分别与正极母线、负极母线相连，所述正极母线与正极电缆相连，所述正极电缆上安装有两个极性相反的二极管，所述负极母线与负极电缆相连。

进一步的，两个极性相反的二极管分别为第一二极管、第二二极管，所述第一二极管连接在正极母线与正极电缆的连接点、充电机的正输出端之间，所述第二二极管连接在正极母线与正极电缆的连接点、电池组的正输出端之间。

进一步的，所述第一二极管的阳极与充电机的正输出端相连，所述第二二极管的阳极与电池组的正输出端相连。

进一步的，所述电池组为220V、110V或48V，所述电池组由110只、55只或24只2V的蓄电池串联而成，每个充电单元对应一只蓄电池，每个充电单元分别并联在每只蓄电池的两端。

进一步的，所述电池组由24只2V的蓄电池串联而成，所述充电单元共有24只，每个充电单元对应一只蓄电池，每个充电单元的输出端分别并联在每只蓄电池的两端。

进一步的，所述充电单元为充电模块或微型充电机。

一种电池智能延寿管理系统的电池延寿方法，包括以下步骤：

S1、充电时，将所有充电单元的电压均设置为某个充电电压结束值，由充电机通过若干充电单元分别单独对与该充电单元对应的每只蓄电池进行充电；

S2、当电池组中某只蓄电池充电达到充电电压结束值时，对应的那个充电单元停止充电，其余充电单元继续对剩余的蓄电池充电，当剩余的蓄电池中又有某只蓄电池达到充电电压结束值时，与之对应的充电单元停止充电；依次进行，直到所有的蓄电池均达到充电电压结束值，所有的充电单元均停止充电；

S3、放电时，将负载连接在电池组的正极输出端、负极输出端之间，由电池组对负载进行放电，同时将所有充电单元的电压设置为某个放电电压启动值；在电池组放电过程中，当电池组中某只蓄电池的放电压低于放电电压启动值时，则判断该只蓄电池为落后电池；

S4、对应该只落后电池的充电单元启动，由对应该只落后电池的充电单元承担放电功能，使整个电池组能继续正常向负载供电。

优选的，一种电池智能延寿管理系统的电池延寿方法，包括以下步骤：

S1、充电时：将充电单元的充电电压结束值设置为2.4V，由充电机通过若干充电单元分别单独对电池组的每只蓄电池进行充电；

S2、当电池组中某只蓄电池充电达到2.4V时，对应的那个充电单元停止充电；

S3、其余充电单元继续对剩余的蓄电池充电，当剩余的蓄电池中某只蓄电池达到2.4V时，对应的那个充电单元停止充电，依次进行，直到所有的蓄电池均充满达到2.4V，所有的充电单元均停止充电；

S4、放电时，将负载连接在电池组的正极输出端、负极输出端之间，同时将充电单元的放电电压启动值设置为1.85V；

S5、在电池组放电过程中，当电池组中某只蓄电池的放电压低于1.85V时，则判断该只蓄电池为落后电池；

S6、对应该只落后电池的充电单元启动，由该充电单元承担放电功能，使整个电池组能继续正常向负载供电。

本发明具有以下技术效果：

本发明采用了一种特殊的电路和方法，电池组的正极输出端、负极输出端分别通过正极电缆、负极电缆与充电机相连，电池组内的每只蓄电池的两端均并联一个充电单元，每个充电单元的输入端分别与正极母线、负极母线相连，所述正极母线与正极电缆相连，所述正极电缆上安装有两个极性相反的二极管，所述负极母线与负极电缆相连。充电时，对充电单元设置充电电压结束值，先到达充电电压结束值的蓄电池停止充电，并不影响其他未充满的电池继续充电。放电时，对充电单元设置放电电压启动值，当电池组中的某个蓄电池由于某种原因出现早衰，电压下降至放电电压启动值时，充电单元开始分担该落后电池部分电流，以维持整个系统可以继续正常工作。本发明不但解决了落后电池经常会出现充不饱、放电劣化的问题，而且可以有效延长落后电池、以及整个电池组的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的原理图。

附图中， 1—电池组， 2—充电机， 3—正极电缆， 4—负极电缆， 5—充电单元，6—第一二极管， 7—第二二极管， 8—正极母线， 9—负极母线， 10—正极母线与正极电缆的连接点。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1所示，一种电池智能延寿管理系统，包括充电机2、充电单元5、电池组1、第一二极管6、第二二极管7。所述电池组1由若干只蓄电池串联而成，所述电池组1的正极输出端、负极输出端分别通过正极电缆3、负极电缆4与充电机2的正输出端、负输出端相连，所述充电机2的输入端与外部的交流电源相连。

每只蓄电池的两端均并联有一个充电单元5，每个充电单元5的输入端分别与正极母线8、负极母线9相连，所述正极母线8与正极电缆3相连，所述负极母线9与负极电缆4相连。

在正极母线8与正极电缆3的连接点10与充电机2的正输出端之间串联有第一二极管6，在正极母线8与正极电缆3的连接点10与电池组1的正极输出端之间串联有第二二极管7。所述第一二极管6的阳极与充电机2的正输出端相连，所述第一二极管6的阴极与正极母线8正极电缆3的连接点10相连。所述第二二极管7的阳极与电池组1的正输出端相连，所述第二二极管7的阴极与正极母线8正极电缆3的连接点10相连。

所述电池组1为220V、110V或48V，所述电池组1由110只、55只或24只2V的蓄电池串联而成。需要说明的是，电池组1的数量也可根据电池规格或用户要求来确定，例如当电池组1为220V、110V或48时，电池组1也可以由108只、54只或23只蓄电池串联而成。

每个充电单元5对应一只蓄电池，每个充电单元5分别并联在每只蓄电池的两端。例如：所述电池组1由24只2V的蓄电池串联而成，则所述充电单元5共有24个，每个充电单元5对应一只蓄电池，每个充电单元5的输出端分别并联在每只蓄电池的两端。所述充电单元5为充电模块、小型充电器或微型充电机2。

本发明同时提供了一种电池智能延寿管理系统的电池延寿方法，包括以下步骤：（以48V电池组1为例进行说明）

例如：所述电池组1为48V，所述电池组1由24只2V的蓄电池串联而成，每只蓄电池的两端并联一个充电单元5，则共有24个充电单元5，从左至右依次为第一充电单元5、第二充电单元5、第三充电单元5、第四充电单元5……，一直到第二十四充电单元5。

S1、充电时：将充电单元5的充电电压结束值设置为2.4V，由充电机2通过若干充电单元5分别单独对电池组1的每只蓄电池进行充电。

S2、当电池组1中第三只蓄电池充电达到2.4V时，对应的第三充电单元5停止充电。

S3、其余充电单元5继续对剩余的蓄电池充电，当剩余的蓄电池中某只蓄电池达到2.4V时，对应的那个充电单元5停止充电，依次进行，直到所有的蓄电池均充满达到2.4V，所有的充电单元5均停止充电。这种充电方式不受落后电池影响，可以分别对每个电池进行单独充电，不会出现落后电池充不饱的问题。

S4、放电时，将负载连接在电池组1的正极输出端、负极输出端之间，同时将充电单元5的放电电压启动值设置为1.85V；

S5、在电池组1放电过程中，当电池组1中某只蓄电池的放电压低于1.85V时，则判断该只蓄电池为落后电池；例如，当电池组1中第四只蓄电池的放电压低于1.85V时，则判断第四只蓄电池为落后电池。

S6、对应第四只蓄电池的第四充电单元5启动，由第四充电单元5承担放电功能，使整个电池组1能继续正常向负载供电。这种放电方式可以大幅减轻落后电池的放电压力，防止落后电池进一步劣化，可以有效延长落后电池、以及整个电池组1的使用寿命。

需要说明的是，充电电压结束值、放电电压启动值应根据不同电池型号、不同的使用场合、不同的技术要求进行设置，并不局限于2.4V、1.85V。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，都应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种电池智能延寿管理系统，其特征在于：包括充电机、充电单元、电池组、二极管，所述电池组由若干只蓄电池串联而成，所述电池组的正极输出端、负极输出端分别通过正极电缆、负极电缆与充电机的正输出端、负输出端相连，所述充电机的输入端与交流电相连，每只蓄电池的两端均并联有一个充电单元，每个充电单元的输入端分别与正极母线、负极母线相连，所述正极母线与正极电缆相连，所述正极电缆上安装有两个极性相反的二极管，所述负极母线与负极电缆相连。

2.根据权利要求1所述的一种电池智能延寿管理系统，其特征在于：两个极性相反的二极管分别为第一二极管、第二二极管，所述第一二极管连接在正极母线与正极电缆的连接点、充电机的正输出端之间，所述第二二极管连接在正极母线与正极电缆的连接点、电池组的正输出端之间。

3.根据权利要求2所述的一种电池智能延寿管理系统，其特征在于：所述第一二极管的阳极与充电机的正输出端相连，所述第二二极管的阳极与电池组的正输出端相连。

4.根据权利要求1所述的一种电池智能延寿管理系统，其特征在于：所述电池组为220V、110V或48V，所述电池组由110只、55只或24只2V的蓄电池串联而成，每个充电单元对应一只蓄电池，每个充电单元分别并联在每只蓄电池的两端。

5.根据权利要求1所述的一种电池智能延寿管理系统，其特征在于：所述电池组由24只2V的蓄电池串联而成，所述充电单元共有24只，每个充电单元对应一只蓄电池，每个充电单元的输出端分别并联在每只蓄电池的两端。

6.根据权利要求1所述的一种电池智能延寿管理系统，其特征在于：所述充电单元为充电模块或微型充电机。

7.一种电池智能延寿管理系统的电池延寿方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、充电时，将所有充电单元的电压均设置为某个充电电压结束值，由充电机通过若干充电单元分别单独对与该充电单元对应的每只蓄电池进行充电；

S2、当电池组中某只蓄电池充电达到充电电压结束值时，对应的那个充电单元停止充电，其余充电单元继续对剩余的蓄电池充电，当剩余的蓄电池中又有某只蓄电池达到充电电压结束值时，与之对应的充电单元停止充电；依次进行，直到所有的蓄电池均达到充电电压结束值，所有的充电单元均停止充电；

S3、放电时，将负载连接在电池组的正极输出端、负极输出端之间，由电池组对负载进行放电，同时将所有充电单元的电压设置为某个放电电压启动值；在电池组放电过程中，当电池组中某只蓄电池的放电压低于放电电压启动值时，则判断该只蓄电池为落后电池；

S4、对应该只落后电池的充电单元启动，由对应该只落后电池的充电单元承担放电功能，使整个电池组能继续正常向负载供电。

8.根据权利要求7所述的一种电池智能延寿管理系统的电池延寿方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、充电时：将充电单元的充电电压结束值设置为2.4V，由充电机通过若干充电单元分别单独对电池组的每只蓄电池进行充电；

S2、当电池组中某只蓄电池充电达到2.4V时，对应的那个充电单元停止充电；

S3、其余充电单元继续对剩余的蓄电池充电，当剩余的蓄电池中某只蓄电池达到2.4V时，对应的那个充电单元停止充电，依次进行，直到所有的蓄电池均充满达到2.4V，所有的充电单元均停止充电；

S4、放电时，将负载连接在电池组的正极输出端、负极输出端之间，同时将充电单元的放电电压启动值设置为1.85V；

S5、在电池组放电过程中，当电池组中某只蓄电池的放电压低于1.85V时，则判断该只蓄电池为落后电池；

S6、对应该只落后电池的充电单元启动，由该充电单元承担放电功能，使整个电池组能继续正常向负载供电。

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