CN116686183A - 不间断电流的串联式充放电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，对于用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电的方法和装置，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来消除单节电池的容量差异，并且在不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方(充电和放电的电气条件等)连续进行充放电。
Description
技术领域
本发明提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，对于用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电的方法和装置，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来消除单节电池的容量差异，并且在不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方连续进行充放电。
背景技术
二次电池(重复进行充电和放电的电池的总称，例如锂电池)在制造和使用过程中按预定配方(充电和放电的电气条件等)进行充电和放电。
这是二次电池的制造工艺中非常重要的工艺，因为根据充放电操作特性的结果，判断电池的好坏并对其进行分类(sorting)。
随着电动汽车用大容量二次电池的产量呈爆发式增长，充放电装置不仅大大增加了设备成本，而且运用过程中消耗的电力以及伴随的冷却和加热等是影响二次电池经济可行性的重要因素，同时需要测量和检测功能，以提高二次电池在充放电工艺中的安全性。
二次电池具有电压和电流根据充放电的电量而变化的特性。在常规的充电配方中，当先以预定电流进行恒流充电时，电池的电压会逐渐升高，在达到预定的设定电压(或最大电压)后，保持预定的设定电压，同时充电电流逐渐减少，当达到预定设定的电流(或截止电流)时，充电过程完成。
在常规的放电配方中，如果以预定恒流进行放电时，电池的电压逐渐下降，当达到预定设定的电压(或截止电压)时，放电过程完成。
在二次电池中，即使以相同电流进行充放电，具有电池容量大的电池的电压波动也很小，当对多个电池进行串联充放电时，如果没有校正所述容量差异的装置，则存在无法按充放电配方进行充放电的问题。
为了串联连接或分离多个二次电池，电路中必须使用继电器开关，但如果要将充电或放电工艺先完成的电池与电路分离，则在继电器开关操作的瞬间，存在主充放电电源装置的电流会被间断(on/off)，并且在测量电流和电压时可能会出现错误的问题。
为了保持高精度和分辨率，对多个二次电池进行串联充放电的装置的电压和电流传感器等原本使用高规格(通常是昂贵的)传感器，并且定期进行校准。
二次电池充放电装置的安全性(safety)问题是一个非常重要的因素，并且实时检测主要危险因素的功能对于装置的安全性至关重要。
在充放电装置操作时，可能会出现电池本身发热或变形等问题，电池电极的接触不良导致的电压下降或发热是最常见的危险因素。
二次电池的充放电装置通常是无人值守的自动化设备，如有必要，必须改进或升级运用程序，但如果高电压大电流运行的设备数量过多，存在难以修改或升级控制程序的问题。
发明内容
技术问题
本发明要解决的技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其配置为用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电，以使电池的充放电电流不被间断(on/off)，从而能够使充放电装置简化为一台，因此降低设备成本和运用成本。
本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其配置为用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电，以使电池的充放电电流不被间断(on/off)，从而能够使主充放电装置的操作电压比一个电池的电压高出电池数量的倍数，提高电能转化效率，降低设备成本和运用成本。
本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其配置为用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电，以使电池的充放电电流不被间断(on/off)，其还配置为通过在串联的多个单节电池上并联增加辅助充电电源装置来校正单节电池之间的容量差异。
本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其中，辅助充电电源装置用于校正单节电池之间的容量差异，其由绝缘单向直流变换器(DC-DC converter)组成，所述绝缘单向直流变换器将直流电网电源，即主充放电器的输入端，或单独的外部电源作为输入，并且将单节电池的电压作为输出。
本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其中，由于使用多个二次电池串联的串联式充放电方法和装置，因此根据主充放电电源装置的高规格电流传感器，可以定期自动对单节电池的通用规格的电流传感器进行校正，从而能够降低制造成本。
其目的在于，提供一种串联式充放电方法和装置，其中，由于定期对单节电池的通用规格电流传感器因长期操作而引起的增益(gain)值变化、偏移(off-set)值和漂移(drift)值等进行精确校正，因此低成本的通用规格电流传感器可以表现出与高规格电流传感器的性能相同或类似的特性。
本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种串联式充放电方法和装置，其中，由于增加了实时对主充放电电源装置的输出电压和单节电池的电压总和进行比较的功能，因此可以实时确认包括单节电池在内的接触部分的异常状态，并且实时识别预计会发热的电位差，从而能够提前预防事故，并且与现有的判断发热状态的方法相比，可以提高充放电电源装置的安全性。
本发明要解决的另一个技术问题在于，提供一种串联式充放电方法和装置，其中，当要修改或升级串联式充放电装置的控制程序时，无需修改或升级单节电池的充放电控制器的程序，只需通过远程通信对远小于电池数量的主充放电电源装置的控制器进行修改或升级，因此大大提高了设备的后续管理的易用性。
技术方案
本发明的技术方案是，提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，对于用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电的方法和装置，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来校正和消除单节电池的容量差异，并且在不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定充放电配方连续进行充放电。
本发明的另一个技术方案是，提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，并且其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，其将单节电池的电压作为输出，并且辅助充电电源装置由包括微控制器的单独的控制器组成，其配置为增加或减少单节电池的电压和电流。
本发明的另一个技术方案是，提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其配置为在串联充电中，当主充放电电源装置按预定充电配方以预定恒流进行充电时，“容量最小的电池”的电压最先达到预定的设定电压(或最大电压，例如锂电池为4,200mV)，并且主充放电电源装置根据所述“容量最小的电池”进行恒压充电(充电电流按预定配方)，其他容量较大的电池按预定充电配方用所述辅助充电电源装置补充不足的充电电流，从而使所有单节电池在不间断(on/off)电流的情况下按预定充电配方完成充电。
本发明的另一个技术方是，提供一种不间断的串联式充放电方法和装置，其中，辅助充电电源装置用于校正单节电池之间的容量差异，其由绝缘单向直流变换器(DC-DCconverter)组成，所述绝缘单向直流变换器将直流电网电源，即主充放电器的输入端，或单独的外部电源作为输入，并且将单节电池的电压作为输出，其配置为在根据本发明的电池串联的充电过程中，对容量较大的电池补充充电电流，而在放电过程中，对容量较小的电池补充放电电流。
本发明的另一个技术方案是，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其中，在电池串联的充电工艺中，所述辅助充电电源装置补充容量较大的电池的充电电流，而在放电工艺中，其补充容量较小的电池的放电电流，这种辅助充电电源装置由高频开关电源装置组成，并且在存储器中安装有本发明所提供的控制程序，在通过微处理器执行控制程序进行精确控制来使电力损失最小化的同时，按根据本发明的充放电配方和/或充放电曲线自动控制，从而进行充放电。
本发明的另一个技术方案是，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其配置为在充放电的操作中，在预定条件下，根据主充放电电源装置的高规格电流传感器，定期自动对充放电电源装置的电流传感器执行精确校正，并且主充放电电源装置配置为在精确识别输出电压和电流的同时，与安装有根据本发明的控制程序的用于控制单节电池的微处理器交换充放电数据，从而进行充放电，其还配置为当所述单节电池的电压值总和与主充放电电源装置的输出电压之间的差异被识别为大于预设值时，将其识别为串联式充放电电路出现错误。
本发明的另一个技术方案是，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其具备有一种手段，其中，在理想的情况下，主充放电电源装置的输出电压应与单节电池的电压总和相同，或者类似于接触部分处的电压下降(每个单节电池通常等于或小于几个mV)，但如果电池接触部分或继电器的接触不良，检测到这些电压差异大于设定(预定)值，则所述手段生成和通知警告信息，以便停止设备的运行并采取有关安全的预防措施。
本发明的另一个技术方案是，提供一种不间断电流且自动控制的串联式充放电方法和装置，其中，二次电池的充放电装置通常处理的数量(电池数量超过几万块)非常大，因此修改或升级控制装置的运行程序并不容易，但根据本发明，可以通过远程通信(例如以太网)对用于控制串联式充放电装置的主充放电电源装置的控制器(电池数量的几十分之一)的程序执行方便的修改或升级。
有益效果
本发明具有以下一个有益效果：当用一种主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电时，由于设备的简化，因此降低设备成本，并且由于主充放电装置的操作电压比一个电池的电压高出电池数量的倍数，因此提高电能转化效率，降低运用成本。
本发明具有以下另一个有益效果：作为对常规的串联充放电装置所要求的改进因素，可以解决因继电器开关间断而引起的主充放电电流间断(on/off)以及由此产生的电压和电流测量错误的顾虑。
本发明具有以下另一个有益效果：在多个二次电池串联的充放电工艺中，在所有电池的充放电循环完成之前，电池之间没有因继电器开关而引起的电流分离，因此主充放电电流不被间断，主充放电电源装置的输出电压变化小，从而能够仅在主充放电电源装置的操作效率高的情况下才能操作，提高电能转化效率，降低运用成本。
本发明具有以下另一个有益效果：将微处理器配置为通过安装有设计成根据本发明所提供的充放电配方和/或充放电曲线控制的控制程序来进行精确控制，从而使电力损失最小化，自动控制充放电。
本发明具有以下另一个有益效果：由于多个二次电池串联的串联式充放电方法，因此根据主充放电电源装置的高规格电流传感器，可以定期自动对单节电池的通用规格的电流传感器进行校正，从而能够降低制造成本。
由于根据高规格电流传感器，定期对单节电池的通用规格电流传感器因长期运行而引起的增益(gain)值变化、偏移(off-set)值和漂移(drift)值等进行精确校正，因此低成本的通用规格电流传感器可以表现出与高规格电流传感器相同或类似的特性。
本发明具有以下另一个有益效果：由于增加了实时对主充放电电源装置的输出电压和单节电池的电压总和进行比较的功能，因此可以实时确认包括单节电池在内的接触部分的异常与否，并且与现有的判断发热状态的方法相比，可以提高充放电电源装置的安全性，并且实时识别预计会发热的电位差，从而能够提前预防事故。
本发明具有以下另一个有益效果：当要修改或升级充放电装置的控制程序时，无需修改或升级单节电池的充放电控制器的程序，只需通过远程通信对远小于电池数量的主充放电电源装置的控制器进行修改或升级，因此大大提高了设备的后续管理的易用性。
附图说明
图1示出了根据本发明的不间断电流的串联式充放电装置。
图2示出了常规的二次电池的充放电特性图。
图3示出了根据本发明的存在容量差异的二次电池的充电特性图。
图4示出了根据本发明的存在容量差异的二次电池的放电特性图。
最佳模式
本发明的最佳模式是，提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，对于用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电的方法和装置，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来校正和消除单节电池的容量差异，并且在不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定充放电配方连续进行充放电。
此外，本发明的另一个技术方案是，提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，并且其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，其将单节电池的电压作为输出，并且辅助充电电源装置由包括微控制器的单独的控制器组成，其配置为增加或减少单节电池的电压和电流。
具体实施方式
将描述用于实施本发明的各种方式的具体内容。
本发明是不间断电流的串联式充放电方法和装置，其配置为用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电。
此外，本发明是不间断电流的串联式充放电装置和方法，其中，双向主充放电电源装置中串联充放电的多个单节电池可以分别具有不同的容量，为了校正这些单节电池的容量差异，在每个单节电池上并联增加设置辅助充电电源装置，并且它被配置为被精确控制以能够补充(校正)所述容量差异。
将描述本发明的具体实施例。
<实施例>
将基于附图描述根据本发明的具体实施例。
图1示出了根据本发明的不间断电流的串联式充放电装置。
图2示出了常规的二次电池的充放电特性图。
图3示出了根据本发明的存在容量差异的二次电池的充电特性图(配方&曲线)。
图4示出了根据本发明的存在容量差异的二次电池的放电特性图(配方&曲线)。
本发明是不间断电流的串联式充放电的方法和装置，其配置为，用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电，以使不发生电池的充放电电流被间断(例如，Relay on/off)的现象，从而能够使主充放电装置的操作电压比一个电池的电压高出电池数量的倍数，提高电能转化效率，降低设备成本和运用作成本。
在本发明的说明书中，“步骤和/或配置”的表述是指用于串联式充放电的本发明包括方法发明和装置发明，这是因为本发明包括由微处理器执行预定硬件配置和安装在存储器中的控制程序而获得的配置等。
如图2所示，常规的二次电池在充电中执行两种模式，即恒流和恒压充电，而在放电中仅执行恒流放电。
本发明包括以下步骤和/或配置：在图2中，在充电前，当以预定恒流(图2的53)对电池进行充电时，电池的初始电压(图2的51)会逐渐升高，达到预定的最高电压(图2的52)(一示例为4,200mV)。
本发明包括以下步骤：从此时起，电池的电压保持最大电压(图2的52)，同时充电电流逐渐减少，当达到预定的截止电流(54)时，充电循环完成。
在图2中，放电工艺以预定的恒流(图2的55)开始放电，电池的电压逐渐下降，当达到预定的截止电压(图2的56)(一示例为2,800mV)时，放电循环完成。
接着，将基于图1详细描述根据本发明的不间断电流的串联式充放电装置。
本发明用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池执行串联充放电，其包括以下配置和步骤：通过分别在单节电池上并联增加设置辅助充电电源装置来校正(或补充)单节电池的容量差异。
本发明配置为用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电，这种配置具有以下有益效果：(1)由于充放电装置简化为一台，因此减少设备空间和设备成本，(2)由于主充放电装置的操作电压比一个电池的电压高出多个串联的电池数量的倍数，因此提高电能转化效率，降低运用成本。
此外，本发明需要以下装置和方法，其(3)能够补偿单节电池之间的容量差异，并且(4)能够防止电池的充放电电流的间断(on/off)现象。
根据本发明的辅助充电电源装置用于校正单节电池之间的容量差异，其由绝缘单向直流变换器(DC-DC converter)组成，所述绝缘单向直流变换器将直流电网电源，即主充放电器的输入端，或单独的外部电源作为输入，并且将单节电池的电压作为输出。
根据本发明的辅助充电电源装置配置为，在串联的单节电池的充电工艺中，其补充容量较大的电池的充电电流，而在放电工艺中，其补充容量较小的电池的放电电流。
此外，根据本发明的辅助充电电源装置优选由高频开关电源装置组成，并且其配置为在存储器中安装有为电力损失最小化而定制设计的控制程序，并且通过微处理器执行所述控制程序来进行精确控制。
参照图1，将描述根据本发明的不间断电流的串联式充放电的方法和装置。
在本发明中，提供给串联式充放电装置的高压直流电源，即大于所有连接的电池的电压总和的直流电网①配置为提供预定的电压范围(一示例为最小300VDC至最大350VDC)内的直流，在放电工艺中，如果直流电网的电压超过最高电压，则通过将电力变换为常规的交流电网(国家供电网)来控制保持所述预定的电压范围。
双向主充放电电源装置②配置为按充放电配方(参照图2)以电流源(currentsource)对以下串联的多个二次电池执行充放电功能。
单节电池⑥通过双向连接继电器③和旁路继电器④连接或分离，以连接到总电路，在常规方法(现有方法)中，此时，主电流的间断(on/off)因继电器而发生。
在继电器元件操作的瞬间，主充放电电源装置的电流被间断(on/off)，并且电流和电压的测量可能会出现错误。
使用连接电池的正极握把⑤和负极握把⑧检测电池电压⑨，并且通过串联的电流传感器⑦检测实际流向电池⑥的电流信号⑩来将其作为输入信号提供给由微处理器控制的电池控制器
电池控制器配置为通过上位控制器和双向通信(16)来交换充放电信息，同时通过微处理器执行安装在存储器中的根据本发明的充放电控制程序来相互联动，从而进行精确控制。
根据本发明的辅助充电电源装置由单独的外部电源/>供电，可以使用直流电网①的电源，也可以使用单独的交流电源。
辅助充电电源装置根据电池控制器的控制，对单节电池⑥补充预定电流/>从而使其按充放电配方进行充放电。
与一个电池连接(并联)相比，由于本发明的电池连接装置将所需数量的充放电电池串联起来，即串联连接，电压与电池的数量一样高，因此电力转化效率高，结果降低运用成本，并且由于用一个双向主充放电电源装置②进行充放电，简化充放电电路，因此降低设备成本。
接着，将基于图3描述存在容量差异的二次电池的充电特性图。
本发明包括以下步骤或配置：在图2的充电循环部分，用一个主充放电电源装置(图1的②)对存在容量差异的电池进行串联充电，但用根据“容量最小的电池”的图3的电流模式(图3的75)进行充电。
本发明包括以下步骤或配置：此时，容量较大的电池还没有达到最高电压(图3的52)，因此通过辅助充电电源装置(图1的)供给不足量的电流(图3的65)来进行补充充电。
本发明包括以下步骤或配置：当“容量最小的电池”的充电完成时，主充电电源装置停止充电功能，并且对于容量较大的电池，对应电池的电池控制器(图1的)可以通过辅助充电电源装置完成充电循环。
通过这个过程，根据本发明串联式充放电的方法和装置中串联的所有电池都可以在不间断充电电流情况下完成充电循环。
接着，将基于图4描述存在容量差异的二次电池的放电特性图。
本发明包括以下步骤或配置：在图2的充电循环部分，用一个主充放电电源装置(图1的②)对存在容量差异的电池进行串联放电，但用根据“容量最大的电池”的图4的电流模式(图3的76)进行放电。
本发明包括以下步骤或配置：此时，容量最小的电池最先达到截止电压(图4的56)，从此时起，对应电池的辅助充电电源装置(图1中)产生与主放电电流一样大的电流(图4的59)并送至主放电电路。
也就是说，由于对应电池的电流变为“0”，就好像放电已经完成。
当“容量最大的电池”达到截止电压时(图4中的56)，所有电池在不间断电流的情况下完成放电循环。
所述辅助充电电源装置，在串联的电池的充电工艺中，其补充容量较大的电池的充电电流，而在放电工艺中，其补充容量较小的电池的放电电流。
这种辅助充电电源装置由高频开关电源装置组成，并且其配置为在存储器中安装有本发明所提供的控制程序，在通过微处理器执行控制程序进行精确控制来使电力损失最小化的同时，按根据本发明的充放电配方和/或充放电曲线自动控制，从而进行充放电操作。
本发明包括以下步骤或配置：在充放电操作中，在预定条件下，根据主充放电电源装置的高规格电流传感器(具有高精度)，定期自动对充放电电源装置的电流传感器执行校正。
更具体地，由于根据主充放电电源装置的高规格电流传感器，可以定期自动对单节电池的通用规格的电流传感器进行校正，从而能够减少大量的高规格电流传感器，降低制造成本。
本发明包括以下步骤或配置：所述主充放电电源装置在精确识别串联的单节电池的输出电压和电流的同时，与安装有根据本发明的控制程序的用于控制单节电池的微处理器交换充放电所需的数据，从而进行充放电。
本发明包括以下步骤或配置：当所述单节电池的电压值总和与主充放电电源装置的输出电压之间的差异被识别为大于或等于设定(预定)值时，将其识别为串联式充放电电路出现错误。
本发明包括以下步骤或配置：在理想的情况下，所述主充放电电源装置的输出电压应与串联的单节电池的电压总和相同，或者类似于接触部分处的电压下降(单节电池通常等于或小于几个mV)，但如果电池接触部分或继电器的接触不良，检测到这些电压差异大于或等于设定(预定)值，则将其判断为充放电电路出现错误，生成和通知警告信息，以便停止设备的运行并采取有关安全的预防措施。
所述二次电池的充放电装置通常处理的数量(电池数量超过几万块)非常大，因此修改或升级控制装置的充放电控制程序并不容易。
然而，由于本发明包括以下步骤或配置，因此具有有益效果：可以通过远程通信(例如以太网)对用于控制串联式充放电装置的主充放电电源装置的控制器(电池数量的几十分之一)的程序执行容易的修改或升级。
本发明说明书中的“预设电流曲线”、“充电配方”和“放电配方”等如图2、图3和图4所示，并且如各附图说明中所述，这种控制是通过电池控制器(图1的)和上位控制器执行安装在存储器中的根据本发明定制设计的充放电控制程序来相互联动，从而进行精确控制。
接着，将描述根据本发明的各种实施例的配置。
作为本发明的一个实施例，包括以下步骤或配置：对于用一种双向主充放电电源装置进行充放电的装置和方法，用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来校正单节电池的容量差异，并且在不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方(充电和放电的电气条件等)连续进行充放电。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤或配置：辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，并且其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，其将单节电池的电压作为输出，并且辅助充电电源装置由包括安装有控制程序的微控制器的单独的电池控制器组成，其配置为增加或减少单节电池的电压和电流。
作为本发明的另一个实施例，在串联充电中，当主充放电电源装置按预定充电配方以预定恒流进行充电时，“容量最小的电池”的电压最先达到预定的设定电压(或最大电压，例如锂电池为4,200mV)。
本发明包括以下步骤或配置：所述主充放电电源装置根据所述“容量最小的电池”进行恒压充电(充电电流按预定配方)，其他容量较大的电池按预定充电配方用所述辅助充电电源装置补充不足的充电电流，从而使所有单节电池在不间断(on/off)电流的情况下按预定充电配方完成充电。
作为本发明的另一个实施例，在串联放电中，当主充放电电源装置在放电循环中按预定放电配方基于“容量最大的电池”以预定恒流进行放电时，“容量最小的电池”的电压最先达到预定的设定电压(或截止电压，锂电池为2,800mV)。
本发明包括以下步骤或配置：通过所述“容量最小的电池”的辅助充电电源装置供给与主充放电电源装置的电流(所述放电配方的电流)一样大的电流(对应电池的电流为“0”)，每个电池根据容量差异执行所述放电操作，所有电池在不间断(on/off)电流的情况下按预定放电配方完成放电。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤或配置：在充电中，主充放电电源装置仅在预定的恒流充电区间进行充电，在恒压充电区间，单节电池的辅助充电电源装置按预定充电配方控制充电电流。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤或配置：在使用电能转化效率比单节电池的辅助充电电源装置相对更好的主充放电电源装置的同时，为了简化控制功能，在充电中，主充放电电源装置在预定恒流充电区间以预定恒流进行充电，在恒压充电区间，其按预设的电流曲线进行充电，小于充电配方中设定电流的电流在单节电池的辅助充电电源装置中按预定充电配方对充电电流进行补充。
基于上述技术配置，本领域技术人员可以容易地描述一种不间断电流的串联式充放电方法和装置的各种保护范围。
首先，将描述本发明对于一种不间断电流的串联式充放电方法的保护范围。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：对于用一种双向主充放电电源装置的不间断电流的串联式充放电方法，用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电，其中，在不间断所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方连续进行充放电。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在串联的单节电池上并联设置辅助充电电源装置，从而校正串联的二次电池的容量差异。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：所述辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，并且其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，其将单节电池的电压作为输出，从而校正串联的多个二次电池的容量差异。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在串联式充放电的方法中，在辅助充电电源装置中安装有控制程序，并且通过使用每个电池控制器来增加和减少单节电池的电压和电流，所述电池控制器配置为通过在微控制器中执行所述控制程序来控制每个单节电池的充放电。
作为本发明的另一个实施例，在串联充电中，当主充放电电源装置按预定充电配方以预定恒流进行充电时，在串联的电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，串联式充放电包括以下步骤：充放电电源装置根据所述容量最小的电池执行恒压充电。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在串联式充放电方法中，比容量最小的电池容量大的电池按预定充电配方用所述辅助充电电源装置补充不足的充电电流，从而使所有单节电池在不间断电流的情况下完成充电。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在串联放电中，主充放电电源装置在放电循环中按预定放电配方基于串联的多个电池中容量最大的电池以预定恒流进行放电。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在串联的多个电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，所述容量最小的电池的辅助充电电源装置供给与主充放电电源装置的电流一样大的电流。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：串联的多个电池根据容量的大小依次重复所述动作，并且所有电池在不间断电流的情况下按设定(预定)放电配方完成放电。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在充电中，主充放电电源装置仅在预定的恒流充电区间基于容量最小的电池进行充电，在恒压充电区间，单节电池的辅助充电电源装置按预定充电配方控制充电电流。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在使用电能转化效率比单节电池的辅助充电电源装置相对更好的主充放电电源装置的同时，为了简化控制功能，在充电中，主充放电电源装置在预定恒流充电区间基于容量最小的电池以预定恒流进行充电。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在恒压充电区间，按预设的电流曲线进行充电，小于充电配方中设定电流的电流在单节电池的辅助充电电源装置中按预定充电配方对充电电流进行补充。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：辅助充电电源装置的电流传感器和主充放电电源装置的电流传感器在相互交换测量值的同时自动或定期进行校正，从而测量单节电池的电流并对串联的多个二次电池的容量差异进行精确校正。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：对主充放电电源装置的输出电压和单节电池的电压总和进行比较，如果因接触电阻而引起的电压下降存在大于或等于设定值的电压差异，则为了提高安全性，提前识别为电池或接触部分不良，停止运行或发送警告信息，以采取预防措施。
作为本发明的另一个实施例，包括以下步骤：在对多个二次电池进行串联且不间断电流的串联式充放电方法中，通过远程通信容易对单个主充放电器控制器的充放电程序进行修改或升级。
接着，将描述本发明对于一种不间断电流的串联式充放电装置的保护范围。
对于用一种双向主充放电电源装置的不间断电流的串联式充放电装置，用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电，其中，在不间断所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方连续进行充放电。
在本发明的另一个实施例中，在串联的单节电池上并联设置辅助充电电源装置，从而校正串联的多个二次电池的容量差异。
作为本发明的另一个实施例，辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，并且其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，其将单节电池的电压作为输出。
作为本发明的另一个实施例，在辅助充电电源装置中安装有控制程序，并且通过使用每个电池控制器来增加和减少单节电池的电压和电流，所述电池控制器配置为通过在微控制器中执行所述控制程序来控制每个单节电池的充放电。
作为本发明的另一个实施例，在串联充电中，当主充放电电源装置按预定充电配方以预定恒流进行充电时，在串联的电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，充放电电源装置配置为根据所述容量最小的电池执行恒压充电。
作为本发明的另一个实施例，比容量最小的电池容量大的电池按预定充电配方用所述辅助充电电源装置补充不足的充电电流，从而使所有单节电池在不间断电流的情况下完成充电。
作为本发明的另一个实施例，在串联放电中，主充放电电源装置配置为在放电循环中按预定放电配方基于串联的多个电池中容量最大的电池以预定恒流进行放电，在串联的多个电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，所述容量最小的电池的辅助充电电源装置配置为供给与主充放电电源装置的电流一样大的电流。
作为本发明的另一个实施例，串联的多个电池根据容量的大小依次重复所述动作，并且所有电池在不间断电流的情况下按预定放电配方完成放电。
作为本发明的另一个实施例，在充电中，主充放电电源装置仅在预定恒流充电区间进行充电，在恒压充电区间，单节电池的辅助充电电源装置按预定充电配方控制充电电流。
作为本发明的另一个实施例，在使用电能转化效率比单节电池的辅助充电电源装置更好的主充放电电源装置的同时，为了简化控制功能，在充电中，主充放电电源装置配置为在预定恒流充电区间以预定恒流进行充电。
作为本发明的另一个实施例，在恒压充电区间，按预设的电流曲线进行充电，小于充电配方中设定电流的电流在单节电池的辅助充电电源装置中按预定充电配方对充电电流进行补充和控制。
作为本发明的另一个实施例，辅助充电电源装置的电流传感器和主充放电电源装置的电流传感器在相互交换测量值的同时自动或定期进行校正，从而测量单节电池的电流并对串联的多个二次电池的容量差异进行精确校正。
作为本发明的另一个实施例，对主充放电电源装置的输出电压和单节电池的电压总和进行比较，如果因接触电阻而引起的电压下降存在大于或等于设定值的电压差异，则为了提高安全性，提前识别为电池或接触部分不良，从而能够停止运行或采取预防措施。
作为本发明的另一个实施例，在对多个二次电池进行串联且不间断电流的串联式充放电方法中，通过远程通信容易对单个主充放电器控制器的充放电程序进行修改或升级。
本发明的保护范围除了上述保护范围以外，还可以根据需要基于上述内容进行各种确定。
工业实用性
本发明提供一种不间断电流的串联式充放电方法和装置，其中，对于用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电的方法和装置，其配置为通过在单节电池上并联增加辅助充电电源装置来校正和消除单节电池的容量差异，并且在不间断(on/off)所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方连续进行充放电，从而减少设备成本和运用成本，因此工业实用性非常高。
[附图标记说明]
①：直流电网②：双向主充放电电源装置
③：双向连接继电器④：旁路继电器
⑤：正极握把⑥：单节电池
⑦：电流传感器⑧：负极握把
⑨：电池电压⑩：电流信号电池控制器/>预定电流/>辅助充电电源装置外部电源(16)：双向通信
51：电池的初始电压52：最高电压
53：充电前电池中的预定恒流54：预定截止电流
55：恒流56：截止电压
65：不足的电流
75：根据电池的电流模式76：根据电池的电流模式
Claims (30)
1.一种不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，对于一种用双向主充放电电源装置的不间断电流的串联式充放电装置，
用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电，其中，
在不间断所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按预定配方连续进行充放电。
2.根据权利要求1的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，为了校正串联的多个二次电池的容量差异，在串联的单节电池上并联增加设置辅助充电电源装置。
3.根据权利要求1或2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，
其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，所述绝缘单向开关模式直流变换器将单节电池的电压作为输出。
4.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
在辅助充电电源装置中安装有控制程序，并且通过使用每个电池控制器来增加和减少单节电池的电压和电流，所述电池控制器配置为通过在微控制器中执行所述控制程序来控制每个单节电池的充放电。
5.根据权利要求4所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
在串联充电中，当主充放电电源装置按预定充电配方以预定恒流进行充电时，在串联的电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，
充放电电源装置配置为根据所述容量最小的二次电池执行恒压充电。
6.根据权利要求4所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
其他比容量最小的电池容量大的电池按预定充电配方用所述辅助充电电源装置补充不足的充电电流，从而使所有单节电池在不间断电流的情况下完成充电。
7.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
在串联放电中，主充放电电源装置配置为在放电循环中按预定放电配方基于串联的多个电池中容量最大的电池以预定恒流进行放电。
8.根据权利要求7所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
在串联的多个电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，所述容量最小的电池的辅助充电电源装置供给与主充放电电源装置的电流一样大的电流。
9.根据权利要求7所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
串联的多个电池根据容量的大小依次重复所述动作，并且所有电池在不间断电流的情况下按预定放电配方完成放电。
10.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
在充电中，主充放电电源装置仅在预定的恒流充电区间基于容量最小的电池进行充电，在恒压充电区间，单节电池的辅助充电电源装置按预定充电配方控制充电电流。
11.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
在使用电能转化效率比单节电池的辅助充电电源装置相对更好的主充放电电源装置的同时，为了简化控制功能，
在充电中，主充放电电源装置在预定的恒流充电区间基于容量最小的电池以预定恒流进行充电。
12.根据权利要求11所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
在恒压充电区间，按预设的电流曲线进行充电，
小于充电配方中设定电流的电流在单节电池的辅助充电电源装置中按预定充电配方对充电电流进行补充。
13.根据权利要求2所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
辅助充电电源装置的电流传感器和主充放电电源装置的电流传感器在相互交换测量值的同时自动或定期进行校正，从而测量单节电池的电流并对串联的多个二次电池的容量差异进行精确校正。
14.根据权利要求1所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
对主充放电电源装置的输出电压和单节电池的电压总和进行比较，如果因接触电阻而引起的电压下降存在大于或等于设定值的电压差异，则为了提高安全性，提前识别为电池或接触部分不良，停止运行或发送警告信息，以采取预防措施。
15.根据权利要求1所述的不间断电流的串联式充放电装置，其特征在于，
在对多个二次电池进行串联且不间断电流的串联式充放电方法中，通过远程通信容易对单个主充放电器控制器的控制程序进行修改或升级。
16.一种不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：对于一种用双向主充放电电源装置的不间断电流的串联式充放电方法，
用一种双向主充放电电源装置对多个二次电池进行串联充放电，其中，在不间断所述主充放电电源装置的充放电电流的情况下，按充放电配方连续进行充放电。
17.根据权利要求16所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在串联的单节电池上并联设置辅助充电电源装置，从而校正串联的多个二次电池的容量差异。
18.根据权利要求16或17所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
所述辅助充电电源装置的电气输入由直流电网电源，即主充放电电源装置的输入端组成，或者由单独的直流和交流电力之一组成，并且其输出由绝缘单向开关模式直流变换器组成，其将单节电池的电压作为输出，从而校正串联的多个二次电池的容量差异。
19.根据权利要求17所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在串联式充放电方法中，在辅助充电电源装置中安装有控制程序，并且通过使用每个电池控制器来增加和减少单节电池的电压和电流，所述电池控制器配置为通过在微控制器中执行所述控制程序来控制每个单节电池的充放电。
20.根据权利要求19所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在串联充电中，当主充放电电源装置按预定充电配方以预定恒流进行充电时，在串联的电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，
在串联式充放电中，充放电电源装置根据所述容量最小的电池执行恒压充电。
21.根据权利要求19所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在串联式充放电方法中，其他比容量最小的电池容量大的电池按预定充电配方用所述辅助充电电源装置补充不足的充电电流，从而使所有单节电池在不间断电流的情况下完成充电。
22.根据权利要求16所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在串联放电中，主充放电电源装置在放电循环中按设定放电配方基于串联的多个电池中容量最大的电池以预定恒流进行放电。
23.根据权利要求22所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在以预定恒流进行放电的步骤中，在串联的多个电池中，容量最小的电池的电压最先达到预定的设定电压，所述容量最小的电池的辅助充电电源装置供给与主充放电电源装置的电流一样大的电流。
24.根据权利要求22所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
串联的多个个电池根据容量的大小依次重复所述动作，并且所有电池在不间断电流的情况下按预定放电配方完成放电。
25.根据权利要求17所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在充电中，主充放电电源装置仅在预定的恒流充电区间基于容量最小的电池进行充电，在恒压充电区间，单节电池的辅助充电电源装置按预定充电配方控制充电电流。
26.根据权利要求17所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在使用电能转化效率比单节电池的辅助充电电源装置相对更好的主充放电电源装置的同时，为了简化控制功能，在充电中，主充放电电源装置在预定的恒流充电区间基于容量最小的电池以预定恒流进行充电。
27.根据权利要求26所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在恒压充电区间，按预设电流曲线进行充电，
小于充电配方中设定电流的电流在单节电池的辅助充电电源装置中按预定充电配方对充电电流进行补充。
28.根据权利要求17所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
辅助充电电源装置的电流传感器和主充放电电源装置的电流传感器在相互交换测量值的同时自动或定期进行校正，从而测量单节电池的电流并对串联的多个二次电池的容量差异进行精确校正。
29.根据权利要求16所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
对主充放电电源装置的输出电压和单节电池的电压总和进行比较，如果因接触电阻而引起的电压下降存在大于或等于设定值的电压差异，则为了提高安全性，提前识别为电池或接触部分不良，停止运行或发送警告信息，以采取预防措施。
30.根据权利要求16所述的不间断电流的串联式充放电方法，其包括以下步骤：
在对多个二次电池进行串联且不间断电流的串联式充放电方法中，通过远程通信容易对单个主充放电器控制器的控制程序进行修改或升级。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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