CN116598631B - 一种锂电池组及锂电池组充放电方法 - Google Patents

一种锂电池组及锂电池组充放电方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种锂电池组，包括多个第一单体锂电池、一个第二单体锂电池、第一监测芯片，多个第一单体锂电池与一个第二单体锂电池组装，第一监测芯片与第二单体锂电池连接以对第二单体锂电池进行单体监测，其中，第二单体锂电池的容量低于第一单体锂电池。本发明提出一种锂电池组，仅使用一组针脚和一个芯片，可以有效降低原材料成本和制造成本，还会减少对原本属于单体电池的空间的占用。

Description

一种锂电池组及锂电池组充放电方法
技术领域
本发明涉及锂电池，尤其涉及一种锂电池组及锂电池组充放电方法。
背景技术
锂电池组由多个单体电池组装而成，每个单体电池都通过针脚连接有独立芯片，以在充放电过程中对每一个单体电池实现实时而独立地监测，以保证充放电效率及安全性，锂电池组包含越多单体电池，所需针脚与芯片的数量也越多，针脚与芯片的引入不仅推高原材料成本和制造成本，还会占用原本属于单体电池的空间，间接导致相同容积的电池组容量下降，亟待改进。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种锂电池组，包括多个第一单体锂电池、一个第二单体锂电池、第一监测芯片，多个第一单体锂电池与一个第二单体锂电池组装，第一监测芯片与第二单体锂电池连接以对第二单体锂电池进行单体监测，其中，第二单体锂电池的容量低于第一单体锂电池。
第二单体锂电池的容量为第一单体锂电池容量的百分之九十五。
还包括主控芯片、第一回路、第二回路，第一回路电连接所有第一单体锂电池以及第二单体锂电池，并用于所有第一单体锂电池以及第二单体锂电池的同步充放电；第二回路电连接所有第一单体锂电池，并用于所有第一单体锂电池的同步充放电，主控芯片电连接第一回路与第二回路，可用于分别控制第一回路和第二回路的通断。
一种锂电池组的充电方法，包括如下步骤：
将充电电源接入第一回路，主控芯片控制第一回路导通、第二回路断开，以使充电电源通过第一回路给所有第一单体锂电池、第二单体锂电池同步充电；
当第一监测芯片监测到第二单体锂电池电量达到第一预设阈值时，主控芯片通过控制第一回路断开以结束充电。
所述锂电池还包括用于对第一单体锂电池进行监测的第二监测芯片，其特征在于，在“将充电电源接入第一回路”前还包括：
将充电电源接入第二回路，主控芯片控制第二回路导通、第一回路断开，以使充电电源通过第二回路给所有第一单体锂电池同步充电；
当第二监测芯片监测到第一单体锂电池达到第二预设阈值时，主控芯片通过控制第二回路断开以结束对所有第一单体锂电池的同步充电；
其中，第二预设阈值大于零且小于第二单体锂电池与第一单体锂电池差值的绝对值。
一种锂电池组的放电方法，包括如下步骤：
将用电终端接入第一回路；
主控芯片控制第一回路导通，以使所有第一单体锂电池、第二单体锂电池通过第一回路向用电终端同步放电；
当第一监测芯片监测到第二单体锂电池电量达到第三预设阈值时，主控芯片通过控制第一回路断开以结束放电。
“结束放电”之后还包括：
将用电终端接入第二回路；
主控芯片控制第二回路导通，以使所有第一单体锂电池向用电终端同步放电；
当第二监测芯片监测到第一单体锂电池达到第四预设阈值时，主控芯片通过控制第二回路断开以结束放电。
本发明提出一种锂电池组，仅使用一组针脚和一个芯片，可以有效降低原材料成本和制造成本，还会减少对原本属于单体电池的空间的占用。
附图说明
图1为本发明提出的一种锂电池组的结构示意图；
图2为本发明提出的一种锂电池组的电路组成结构示意图；
图3为本发明提出的一种锂电池组的部分电路连接结构示意图。
图例说明：
1、第一单体锂电池；2、第二单体锂电池；3、第一监测芯片；4、主控芯片；5、第二回路；6、第一回路。
具体实施方式
实施例1
参考图1实施例1提出的一种锂电池组，包括多个第一单体锂电池1、一个第二单体锂电池2、第一监测芯片3，多个第一单体锂电池1与一个第二单体锂电池2组装，第一监测芯片3与第二单体锂电池2连接以对第二单体锂电池2进行单体监测，其中，第二单体锂电池2的容量低于第一单体锂电池1。
在此需要说明，同一锂电池组所包含的所有单体锂电池需要具有一致性，该一致性包括但不限于容量的一致性，即同一锂电池组中所有单体锂电池的容量基本相同为本领域技术人员的一个技术常识。
同样需要指出的是，多个第一单体锂电池1之间包括但不限于容量、阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等上均具有一致性。
第二单体锂电池2与第一单体锂电池1在除去容量外的阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等上均具有一致性。
总结来说，第二单体锂电池2的容量小于第一单体锂电池1，进一步地，第二单体锂电池2的容量为第一单体锂电池1容量的百分之九十五，也就是说，仅在容量上，第二单体锂电池2的容量与第一单体锂电池1的容量不具有一致性。
在实施例1中，仅使用一组针脚和一个芯片，可以有效降低原材料成本和制造成本，还会减少对原本属于单体电池的空间的占用，有益效果是显而易见的。
至于如何实现锂电池组高效而安全的充放电，将在下文中结合实施例1所提出的锂电池组的充电和放电方法进行详细说明。
进一步地，实施例1提出的锂电池组还包括：
主控芯片4、第一回路6、第二回路5，第一回路6电连接所有第一单体锂电池1以及第二单体锂电池2，并用于所有第一单体锂电池1以及第二单体锂电池2的同步充放电；第二回路5电连接所有第一单体锂电池1，并用于所有第一单体锂电池1的同步充放电，主控芯片4电连接第一回路6与第二回路5，可用于分别控制第一回路6和第二回路5的通断；
参考图2和图3，至于实施例1提出的锂电池组的充电方法，具体实施方式描述如下：
将充电电源接入第一回路6；
主控芯片4控制第一回路6导通、第二回路5断开，以使充电电源通过第一回路6给所有第一单体锂电池1、第二单体锂电池2同步充电；
当第一监测芯片3监测到第二单体锂电池2电量达到第一预设阈值时，主控芯片4通过控制第一回路6断开以结束充电。
由于第二单体锂电池2与第一单体锂电池1在除去容量外的阻抗、电极的电气特性、电气连接、温度特性、衰变速度等上均具有一致性，且将之通过第一回路6同步接入，则可以实现第二单体锂电池2与所有第一单体锂电池1内含电量的同步上升，当第一监测芯片3监测到第二单体锂电池2电量达到第一预设阈值时，该第一预设阈值表示第二单体锂电池2内冲入的电量已基本达到预设标准，由于第二单体锂电池2容量略低于第一单体锂电池1，则此时，所有第一单体锂电池1均处于未充满状态，但即将充满，此时停止充电，则不需要再对第一单体锂电池1进行实时监测，充电过程亦是安全地，可靠地，不会出现过充。
需要说明的是，第一预设阈值可以根据实际情况进行调整，第二单体锂电池2与第一单体锂电池1之间的容量差亦可根据实际情况进行预设，任意预设的方式或者调整的方式应均应涵盖在本发明的保护范围内。
进一步地，在“将充电电源接入第一回路6”之前还包括：
将充电电源接入第二回路5，主控芯片4控制第二回路5导通、第一回路6断开，以使充电电源通过第二回路5给所有第一单体锂电池1同步充电；
当第二监测芯片监测到第一单体锂电池1达到第三预设阈值时，主控芯片4通过控制第二回路5断开以结束对所有第一单体锂电池1的同步充电；
其中，第二预设阈值大于零且小于第二单体锂电池2与第一单体锂电池1容量差值的绝对值。
同时，也可以通过第二回路5先给所有的第一单体锂电池1进行一段时间的同步充电，以使得具有更大的调整空间。
参考图2和图3，至于实施例1提出的锂电池组的放电方法，具体实施方式描述如下：
S1、将用电终端接入第一回路6；
S2、主控芯片4控制第一回路6导通，以使所有第一单体锂电池1、第二单体锂电池2通过第一回路6向用电终端同步放电；
S3、当第一监测芯片3监测到第二单体锂电池2电量达到第三预设阈值时，主控芯片4通过控制第一回路6断开以结束放电。
参考实施例1提出的锂离子电池以及上述的锂离子电池的充电方法对上述放电方法进行理解，同样地，当第一监测芯片3监测到第二单体锂电池2电量达到第三预设阈值时，说明第二单体锂电池2内的电量基本放电完毕，如果基于充电方法具体实施方式中未通过第二回路5给所有第一单体锂电池1进行同步预充电的情况，则此时，第一单体锂电池1内的电量也基本放电完毕。
如果是基于已经通过第二回路5给所有第一单体锂电池1进行同步预充电的情况，此时结束放电，则可以将所有第一单体锂电池1内残余的电量作为应急电量使用，处置方法进一步包括：
将用电终端接入第二回路5；
主控芯片4控制第二回路5导通，以使所有第一单体锂电池1向用电终端同步放电；
当第二监测芯片监测到第一单体锂电池1达到第四预设阈值时，主控芯片4通过控制第二回路5断开以结束放电。则可以将所有第一单体锂电池1内残余的电量作为应急电量使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种锂电池组，其特征在于，包括多个第一单体锂电池（1）、一个第二单体锂电池（2）、第一监测芯片（3），多个第一单体锂电池（1）与一个第二单体锂电池（2）组装，第一监测芯片（3）与第二单体锂电池（2）连接以对第二单体锂电池（2）进行单体监测，其中，第二单体锂电池（2）的容量低于第一单体锂电池（1）；
还包括主控芯片（4）、第一回路（6）、第二回路（5），第一回路（6）电连接所有第一单体锂电池（1）以及第二单体锂电池（2），并用于所有第一单体锂电池（1）以及第二单体锂电池（2）的同步充放电；第二回路（5）电连接所有第一单体锂电池（1），并用于所有第一单体锂电池（1）的同步充放电，主控芯片（4）电连接第一回路（6）与第二回路（5），可用于分别控制第一回路（6）和第二回路（5）的通断。
2.如权利要求1所述的锂电池组，其特征在于，第二单体锂电池（2）的容量为第一单体锂电池（1）容量的百分之九十五。
3.一种如权利要求1所述的锂电池组的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：
将充电电源接入第一回路（6），主控芯片（4）控制第一回路（6）导通、第二回路（5）断开，以使充电电源通过第一回路（6）给所有第一单体锂电池（1）、第二单体锂电池（2）同步充电；
当第一监测芯片（3）监测到第二单体锂电池（2）电量达到第一预设阈值时，主控芯片（4）通过控制第一回路（6）断开以结束充电。
4.如权利要求3所述锂电池组的充电方法，所述锂电池还包括用于对第一单体锂电池（1）进行监测的第二监测芯片，其特征在于，在“将充电电源接入第一回路（6）”前还包括：
将充电电源接入第二回路（5），主控芯片（4）控制第二回路（5）导通、第一回路（6）断开，以使充电电源通过第二回路（5）给所有第一单体锂电池（1）同步充电；
当第二监测芯片监测到第一单体锂电池（1）达到第二预设阈值时，主控芯片（4）通过控制第二回路（5）断开以结束对所有第一单体锂电池（1）的同步充电；
其中，第二预设阈值大于零且小于第二单体锂电池（2）与第一单体锂电池（1）差值的绝对值。
5.如权利要求3所述的锂电池组的充电方法，其特征在于，第二单体锂电池（2）的容量为第一单体锂电池（1）容量的百分之九十五。
6.一种如权利要求1所述的锂电池组的放电方法，其特征在于，包括如下步骤：
将用电终端接入第一回路（6）；
主控芯片（4）控制第一回路（6）导通，以使所有第一单体锂电池（1）、第二单体锂电池（2）通过第一回路（6）向用电终端同步放电；
当第一监测芯片（3）监测到第二单体锂电池（2）电量达到第三预设阈值时，主控芯片（4）通过控制第一回路（6）断开以结束放电。
7.如权利要求6所述的锂电池组的放电方法，其特征在于，“结束放电”之后还包括：
将用电终端接入第二回路（5）；
主控芯片（4）控制第二回路（5）导通，以使所有第一单体锂电池（1）向用电终端同步放电；
当第二监测芯片监测到第一单体锂电池（1）达到第四预设阈值时，主控芯片（4）通过控制第二回路（5）断开以结束放电。
8.如权利要求6所述的锂电池组的放电方法，其特征在于，第二单体锂电池（2）的容量为第一单体锂电池（1）容量的百分之九十五。
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