本发明涉及电池并联,特别涉及了多个电池模块的并联电路及控制方法。
背景技术:
1、目前,由于将多个电池进行并联具有增加总电荷容量以及增加功率输出的优点,电池并联技术越来越得到关注。
2、然而,现有的电池并联技术一般通过等待方式或者试探方式实现。例如,将两个电池模块进行并联时,等待方式即两个电池模块周期性地互相发送各自模块的电池电压,当确定彼此电池电压的差值的绝对值低于并联电压值时进行并联,缺点是进行并联的等待时间长。试探方式即两个电池模块周期性地进行并联试探,当检测到并联试探时电路电流小于电池模块的最大充电电流值时进行并联,缺点是进行并联试探时电路的瞬间电流容易过大,导致电池模块内部器件的损坏。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提供一种多个电池模块的并联电路,旨在提高并联的效率与安全性。
2、为实现上述目的,本发明提出的多个电池模块的并联电路,包括多个电池模块,每个电池模块均包括电池组、电池管理系统、放电开关、充电开关与限流开关;
3、其中,放电开关用于控制电池组的放电;充电开关用于控制电池组的充电;限流开关电路用于限制电池组的充电电流;电池管理系统用于控制放电开关与充电开关的闭合/断开,以及在电池组充电时控制限流开关电路的工作状态;
4、其中,多个电池模块的第一端彼此电连接,多个电池模块的第二端彼此电连接;多个电池模块的电池管理系统彼此通信连接;
5、在电池组b1与电池组b2的总电压差值的绝对值小于或者等于并联电压值时,控制电池组b1与电池组b2同时对外放电;
6、在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,控制电池组b1对电池组b2限流充电;
7、在电池组b2与电池组b1的总电压差值大于并联电压值时,控制电池组b2对电池组b1限流充电。
8、在一实施方式中,每个电池模块均还包括采样电阻、电感与二极管;
9、其中,电池组的正极、电池管理系统的第一电源端、二极管的负极与电池模块的第一端电连接;电池组的负极、电池管理系统的第二电源端、采样电阻的第一端与电池管理系统的第一检测端电连接;采样电阻的第二端、电池管理系统的第二检测端与放电开关的第一端电连接;放电开关的第二端、充电开关的第一端与电感的第一端电连接;电感的第二端、限流开关的第一端与二极管的正极电连接;限流开关的第二端、充电开关的第二端与电池模块的第二端电连接;电池管理系统还分别与电池组的受控端、放电开关的受控端、充电开关的受控端与限流开关的受控端电连接。
10、在一实施方式中,电池管理系统m1用于获取电池组b1的总电压,并将电池组b1的总电压发送给电池管理系统m2;电池管理系统m2用于获取电池组m2的总电压,并将电池组m2的总电压发送给电池管理系统m1;
11、电池管理系统m1还用于:
12、在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,控制放电开关q11闭合、充电开关q12闭合与限流开关q13断开,直到电池组b1与电池组b2的总电压差值小于或者等于并联电压值;或者,
13、在电池组b2与电池组b1的总电压差值大于并联电压值时,控制放电开关q11闭合与充电开关q12断开,直到电池组b2与电池组b1的总电压差值小于或者等于并联电压值;或者,
14、在电池组b1与电池组b2的总电压差值的绝对值小于或者等于并联电压值时,控制放电开关q11闭合、充电开关q12闭合与限流开关q13断开;
15、电池管理系统m2还用于:
16、在电池组b2与电池组b1的总电压差值大于并联电压值时,控制放电开关q21闭合、充电开关q22闭合与限流开关q23断开,直到电池组b2与电池组b1的总电压差值小于或者等于并联电压值;或者,
17、在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,控制放电开关q21闭合与充电开关q22断开,直到电池组b1与电池组b2的总电压差值小于或者等于并联电压值;或者,
18、在电池组b1与电池组b2的总电压差值的绝对值小于或者等于并联电压值时,控制放电开关q21闭合、充电开关q22闭合与限流开关q23断开。
19、在一实施方式中,电池管理系统m1还用于在电池组b2与电池组b1的总电压差值大于并联电压值时,根据采样电阻r1两端的电压值,控制限流开关q13的闭合/断开的频率,以控制电池组b1的充电电流。
20、在一实施方式中,电池管理系统m2还用于在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,根据采样电阻r2两端的电压值,控制限流开关q23的闭合/断开的频率,以控制电池组b2的充电电流。
21、在一实施方式中,每个电池管理系统均包括控制电路、模拟前端电路、通信电路、第一驱动电路与第二驱动电路;
22、其中,模拟前端电路分别与电池组、采样电阻、第一驱动电路和控制电路电连接,模拟前端电路用于将输入的模拟信号转换为数字信号后输入给控制电路,以及用于将控制电路输出的数字信号转换为模拟信号输出;
23、第一驱动电路用于驱动放电开关与充电开关的闭合/断开;
24、第二驱动电路与控制电路电连接,第二驱动电路用于驱动限流开关的闭合/断开;
25、通信电路与控制电路电连接,通信电路用于发送/接收通信数据;
26、控制电路用于控制模拟前端电路、第一驱动电路、第二驱动电路与通信电路的工作。
27、在一实施方式中,每个电池管理系统均还包括:
28、第一电压转换电路,第一电压转换电路分别与电池组和模拟前端电路电连接,第一电压转换电路用于将电池组的输出电压转换为第一电压给模拟前端电路供电;
29、第二电压转换电路,第二电压转换电路分别与电池组和控制电路电连接,第二电压转换电路用于将电池组的输出电压转换为第二电压给控制电路供电。
30、在一实施方式中,放电开关、充电开关与限流开关均为mos管。
31、本发明还提出一种控制方法,所述控制方法应用于多个电池模块的并联电路;
32、其中,多个电池模块的并联电路包括多个电池模块,每个电池模块均包括电池组、电池管理系统、采样电阻、放电开关、充电开关、限流开关、电感与二极管;电池组的正极、电池管理系统的第一电源端、二极管的负极与电池模块的第一端电连接;电池组的负极、电池管理系统的第二电源端、采样电阻的第一端与电池管理系统的第一检测端电连接;采样电阻的第二端、电池管理系统的第二检测端与放电开关的第一端电连接;放电开关的第二端、充电开关的第一端与电感的第一端电连接;电感的第二端、限流开关的第一端与二极管的正极电连接;限流开关的第二端、充电开关的第二端与电池模块的第二端电连接;电池管理系统还分别与电池组的受控端、放电开关的受控端、充电开关的受控端与限流开关的受控端电连接;多个电池模块的第一端彼此电连接,多个电池模块的第二端彼此电连接;多个电池模块的电池管理系统彼此通信连接;
33、所述控制方法包括:
34、s1:电池管理系统m1获取电池组b1的总电压,并发送给电池管理系统m2;电池管理系统m2获取电池组b2的总电压,并发送给电池管理系统m1;
35、s2:在电池组b1与电池组b2的总电压差值的绝对值小于或者等于并联电压值时,电池管理系统m1控制放电开关q11闭合、充电开关q12闭合与限流开关q13断开;电池管理系统m2控制放电开关q21闭合与充电开关q22闭合与限流开关q23断开;
36、s3:在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,电池管理系统m1控制放电开关q11闭合、充电开关q12闭合与限流开关q13断开;以及,电池管理系统m2控制放电开关q21闭合与充电开关q22断开,直到电池组b1与电池组b2的总电压差值小于或者等于并联电压值时,回到步骤s2;
37、s4:在电池组b2与电池组b1的总电压差值大于并联电压值时,电池管理系统m2控制放电开关q21闭合、充电开关q22闭合与限流开关q23断开;以及,电池管理系统m1控制放电开关q11闭合与充电开关q12断开,直到电池组b2与电池组b1的总电压差值小于或者等于并联电压值时,回到步骤s2。
38、在一实施方式中,步骤s3还包括:在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,根据采样电阻r2两端的电压值,控制限流开关q23的闭合/断开的频率,以控制电池组b2的充电电流;
39、步骤s4还包括:在电池组b2与电池组b1的总电压差值大于并联电压值时,根据采样电阻r1两端的电压值,控制限流开关q13的闭合/断开的频率,以控制电池组b1的充电电流。
40、本发明技术方案采用一种多个电池模块的并联电路,包括多个电池模块,每个电池模块均包括电池组、电池管理系统、放电开关、充电开关与限流电路。其中,将电池模块2并入电池模块1时,电池管理系统m1可以获取电池组b1的总电压值,并发送给电池管理系统m2;电池管理系统m2可以获取电池组b2的总电压值,并发送给电池管理系统m1。电池管理系统m1与电池管理系统m2对电池组b1与电池组b2的总电压进行比较。在电池组b1与电池组b2的总电压差值的绝对值小于或者等于并联电压值时,可以控制电池组b1与电池组b2同时对外放电。在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,可以控制电池组b1对电池组b2限流充电。在电池组b2与电池组b1的总电压差值大于并联电压值时,可以控制电池组b2对电池组b1限流充电。如此,本发明与等待方式相比,进行并联的等待时间短,与试探方式相比,在电池组b1与电池组b2的总电压差值的绝对值小于或者等于并联电压值时才进行并联,并联时产生的回路电流小于或者等于电池模块的最大充电电流值,产生的电感感应电压较小。如此,本发明提高了多个电池模块进行并联的效率与安全性。
1.一种多个电池模块的并联电路,其特征在于,包括多个电池模块,每个电池模块均包括电池组、电池管理系统、放电开关、充电开关与限流开关电路;
2.如权利要求1所述的多个电池模块的并联电路,其特征在于,限流开关电路包括采样电阻、限流开关、电感与二极管;
3.如权利要求2所述的多个电池模块的并联电路,其特征在于,电池管理系统m1用于获取电池组b1的总电压,并将电池组b1的总电压发送给电池管理系统m2;电池管理系统m2用于获取电池组m2的总电压,并将电池组m2的总电压发送给电池管理系统m1;
4.如权利要求3所述的多个电池模块的并联电路,其特征在于,电池管理系统m1还用于在电池组b2与电池组b1的总电压差值大于并联电压值时,根据采样电阻r1两端的电压值,控制限流开关q13的闭合/断开的频率,以控制电池组b1的充电电流。
5.如权利要求3所述的多个电池模块的并联电路,其特征在于,电池管理系统m2还用于在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,根据采样电阻r2两端的电压值,控制限流开关q23的闭合/断开的频率,以控制电池组b2的充电电流。
6.如权利要求2所述的多个电池模块的并联电路,其特征在于,每个电池管理系统均包括控制电路、模拟前端电路、通信电路、第一驱动电路与第二驱动电路;
7.如权利要求6所述的多个电池模块的并联电路,其特征在于,每个电池管理系统均还包括:
8.如权利要求2所述的多个电池模块的并联电路,其特征在于,放电开关、充电开关与限流开关均为mos管。
9.一种控制方法,其特征在于,所述控制方法应用于多个电池模块的并联电路;
10.如权利要求9所述的控制方法,其特征在于,步骤s3还包括:在电池组b1与电池组b2的总电压差值大于并联电压值时,根据采样电阻r2两端的电压值,控制限流开关q23的闭合/断开的频率,以控制电池组b2的充电电流;