[发明专利]一种新型动力电池组保护板

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池保护板，尤其是涉及一种锂电池组或石墨烯电池组或石墨烯超级电容电池组保护板，属动力电池组均衡充电和均衡放电保护领域。

技术背景

随着国际性不可再生性能源紧缺的现状以及环境污染问题的不断加剧，采用新型长效、无污染的动力电池是取代传统的燃油发动机作为动力的电动汽车、电动运货车、电动自行车等一切电动车辆产业发展的必然趋势。尤其是锂电池组和更具有发展前景的石墨烯电池组或石墨烯超级电容电池组，将来的应用场合更为广阔。由于它具有体积小、重量轻、电压高、比能量高、功率大、高低温适应性强、绿色环保、无记忆效应、无污染、自放电小以及使用寿命长等诸多优点，使其将逐渐成为动力电池组的主流，但是，不管是什么材料制成的动力电池组，均需要充电、放电保护板与之配套。现以锂电池组为例说明现有已公开使用的电池组保护板存在的弊端：业内人士均知，电动汽车所需的动力电源电压在300V以上，这就需要上百块锂离子电池芯单体串联成电池组使用，为了增大电池组容量，电池组并联后再串联若干组，以提供足够高的电压和足够大的电流。但是，由于生产加工技术水平的限制，每块电池芯单体在出厂时的各项技术指标及物理特性不可能完全一致，而且在使用过程中，电池特性也会随外界环境等多种因素影响，因此，电池组在工作时必然存在不一致性的问题。又由于锂电池组的内部能量密度高，在过度充电状态下，内部热量积聚过多有可能损伤电池性能和使用寿命，严重时还会引起起火、爆炸等隐患，直接影响使用者的人身安全。电池组在工作过程中的不一致性制约了其最大能量的释放，影响了用电设备的动力性能。对于这一难题，目前世界土通常是用监控电压的方法：即，充电时当电池组中某一块电池芯单体电压到达上限，控制单元认为电池组的电已充满，便停止充电，其目的是防止过充。其均衡充电的通常做法是用耗散型均衡充电方法，即用小电流放掉电压高的电池芯单体上高出的电量使之电压与其它电池芯单体基本一致，然后再充电，如此反复，直至充满。这种耗散型均衡充电方法，一是要额外消耗一部分能量，二是加长了充电时间。而放电时，当电池组中某一块电池芯单体电压放到下限时，控制单元认为电池组的电已用完，便停止工作，其目的是防止过放。此时，其它电池芯单体仍有很多电量却不能再放，这样造成了能量的浪费，减少了行驶里程。理想的与动力电池组配套的保护板不能用耗散的方式充满，更不能用放高等低的方式充满，而是针对电压低的电池芯单体用补充均衡的方式同时充到上限值，这样可节约能源；放电时亦是针对电压低的电池芯单体用补充电压，使其与较高的电池芯单体电压基本拉平，以达到均衡放电直至同时放到下限值；以保证充电时充的满、充的快、又不过度充；放电时放的均匀、不过流放电，又不过度放电，还能防止其性能劣化，且能使其容量得到最大化利用，增长电动车辆的续航里程或其它用电设备的动力性能，减少电池充放电次数，延长电池组的使用寿命。

发明内容：

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种新型动力电池组保护板，它在微处理器的控制下能做到：充电时对电池组进行均衡充电，即：充电时通过串联充电主回路(图中未画出)和并联均衡充电支回路功能将各个电池芯单体电压同时充到上限值；放电时对电池组进行均衡放电，即：放电时通过放电主回路(图中未画出)和均衡充电支回路，对偏低的电池芯单体电压补充到与其它电池芯单体电压基本拉平，再同时放到下限值；从而保证被充电池组充电时充的快、充的满，又不过充，比消耗型均衡充电节约能源和充电时间；放电时放的齐，放得尽，又不过放，还能防止其性能劣化。