[实用新型]电池组充放电自动管理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于蓄电池应用与控制技术领域，特别涉及一种电池组充放电自动管理装置。 

背景技术

目前电动汽车，太阳能光伏逆变系统等都在大量使用由各种蓄电池组成的串联电池组。国内外大量的技术文献表明，蓄电池组应用中往往存在使用寿命短、放电容量不足、可靠性低的问题。影响电池组使用寿命的最大原因是过充电与过放电；造成电池组放电容量不足的原因是电池组中的个别质量差的电池， 

可靠性低是因为电池大电流放电过程中，个别电池断格开路，造成放电失败，甚至会引发电池爆炸。

现有技术中，一般采用对整个电池组采用恒压充电，依据串联蓄电池组在25°C时的浮充电压确定充电器的输出电压值。这在新电池阶段没有什么大问题，但是在经过半年或更短的时间后，特别是其中有一个以上电池的单格出现短路以后，更加剧了对其它正常电池的过充电，使的电池失水，容量下降，内阻增大，正极板腐蚀。因此理论寿命15-20年的免维护电池，在串联使用时，整个电池组只有2-3年的寿命。而且由于传统的新旧电池不能混用的规定，造成了大量的并没有完全报废的电池变为垃圾。不但浪费了资源，还对环境污染带来了巨大的压力。除了不能物尽其用的问题外，还有一个更大问题是可靠性，UPS电源的应用中，可靠性尤为重要，由于电池放电时突发故障，导致的机房爆炸、数据丢失等事故常常见于报端。 

关于蓄电池组的充放电管理技术，有申请号：201110328521.6 ，专利名：“单体升压蓄电池组工作方法及单体蓄电池升压成组控制器”的专利，该专利采用的技术方案是：单节电池独立充电，独立逆变升压，将多只单节电池的电压先分别逆变升压到较高电压值，再分别限流调压，将电能充入同一个超级电容，由超级电容供设备用电。该专利解决了蓄电池的充放电均衡问题，在节能、环保、安全可靠、消除隐患方面将给社会带来巨大的效益，但是仍然有5点可以改善的地方： 1.系统复杂且成本高；2.放电环节中有两次功率变换的过程，第一次是独立升压，第二次是限流调压，会使效率降低；3.超级电容价格高，大功率应用时存在可靠性与成本的矛盾；4.电路启动时间长；5.突发的负载电流冲击会导致电压下跌；6 .系统构成部件太多，不易用来改造已有设备。 

发明内容

为解决以上技术上的不足，本实用新型提供了一种成本低、可靠性高，能够自动排除故障并支持新旧电池混用的电池组充放电自动管理装置。 

本实用新型是通过以下措施实现的 

本实用新型的一种电池组充放电自动管理装置，电池组由若干单体电池串联而成，所述电池组中备份有至少一个单体电池，包括备份的单体电池在内的每个单体电池均单独连接有一个分控制器，所有的分控制器信号连接；

所述分控制器包括微处理器Ⅰ，所述微处理器Ⅰ连接有存储器、通讯模块、充电模块、电压检测模块、温度传感器、充放电容量检测模块和电池投切装置，所述电池投切装置用于通过电路投切将备份的单体电池与正在使用中的电压低于设定值的单体电池进行相互替换。

上述所有的分控制器共同连接有一个总控制器，所述总控制器包括微处理器Ⅱ，所述微处理器Ⅱ连接有通讯模块、显示器和键盘。 

上述电池投切装置包括投切电路，所述投切电路包括一个公共端，所述公共端连接有两个相并联的支路，一个支路串联开关K1后接单体电池的正极，另一个支路串联开关K2后接单体电池的负极，单体电池通过前后相邻的两个单体电池的的正极和公共端相连的方式依次串联，首位单体电池的公共端接负载负极，末位单体电池的正极接负载正极，所述开关K1和开关K2连接有用于驱动其开闭的开关驱动器，所述开关驱动器连接微处理器Ⅰ；使用中的单体电池上的投切电路中开关K2闭合，开关K1断开；备用的单体电池上的投切电路中开关K1闭合，开关K2断开。 

上述分控制器的微处理器Ⅰ还连接有异常保护模块、并联均流模块、LED电池状态指示灯、程序升级接口和温度调节控制模块。 

上述总控制器的微处理器Ⅱ还连接有声光报警模块和程序升级接口。 

本实用新型的有益效果是：