[发明专利]一种可并联扩容的电池系统

说明书

一种可并联扩容的电池系统，包括充电端口、负载端口，以及至少一个电池组，充电端口外接充电器，负载端口外接主机/负载；每个电池组与充电端口和负载端口具有相同的连接结构，且每个电池组各配设有两个电流防反灌模块；电流防反灌模块的一端为阴极，另一端为阳极，电流只能从其阳极向阴极方向移动；电池组的正极连接有充电支路和放电支路，充电支路中，电池组的正极与其中一个电流防反灌模块的阴极连接，该电流防反灌模块的阳极与充电端口的正极连接；放电支路中，电池组的正极与另一个电流防反灌模块的阳极连接，该电流防反灌模块的阴极与负载端口的正极连接。本发明解决了电池并联产生的反灌问题，使不同电压电量的电池组可以直接并联使用。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种可并联扩容的电池系统。

背景技术

锂离子电池因为具有高能量密度、高效率、可重复利用等优点，目前在数码产品、便携式设备、储能、电动汽车等领域有着广泛地应用。

锂电池由于本身电化学特性，在使用时需要增加额外的保护电路，对于电池的过充、过放、过流、过温的不合理使用情况进行全面保护。

锂电池的组成结构一般分为物理单体(电芯)、逻辑单体(并联后的单节电池)、电池组(串并联后的电池)；用电设备需要根据用电电压，续航时间选用合理的串并联数量电池组，成组后的电池还需要增加保护电路，对电池的过充、过放、过流、过温等异常使用进行全面的保护。

在实际应用过程中，用电设备需求因具体应用而产生变化，同一款用电设备因为续航需求有差异，对于电池的容量需求并非一致，而设备厂家希望把电池设计为一个标准模块，当需要低容量电池时使用单个电池组，当电池容量需求变大时，使用同款电池组并联使用达到扩容的目的；另外一些用电设备因为结构设计原因，没有一个完整的空间放置一个电池组，需要把电池拆分为两个或多个电池组，然后再把这些电池组并联扩容使用以满足续航需求。然而，每个电池组成组后的电压、容量不可能完全一致，成组后的电池组不能再进行串并联，否则会存在电池组间的电流反灌，并联的两个电池组如果电量或容量不完全一致，并联后高电压电池会向低电压电池反灌电流，引起电池组保护，无法正常使用，而且会损坏电池，存在安全风险。

专利CN101969215B公开了一种多电池并联应用电路和终端设备，该方案中，在多电池并联应用电路中设置开关模块的技术方案，当电路中任一电池被取出时，该开关模块断开连接，进而使电路中保留的电池和终端设备断开连接，从而避免该保留的电池被终端设备充电至高电压。这样，再接入新的电池时，并联电池间的电流倒灌现象虽然得以避免或减轻，但是，开关模块需要手动切换，实际应用比较繁琐，使得该技术仍然存在一定的电流倒灌风险，不能从根本解决问题。

专利CN101841170B公开一种蓄电池并联供电方法，该方案中，将二个以上供电支路并联，每个供电支路具有蓄电池、升压电路和降压电路，且每一个供电支路配有独立控制单元；蓄电池提供一个低电压，低电压经过升压电路升压后转换成一个高电压，高电压再经降压电路降压获得所需供电电压；供电支路的输出端的正极还串联一个二极管，用于防止另一供电支路电流倒灌，输出端负极串联一个限流电阻，用来均衡各供电支路电流。其主要是使用数字信号处理器单元DSP通过DC/DC升降压开关电源，需要微控制具有高速计算能力，控制方法也较为复杂，而且DC/DC升降压电路在实际应用时会有一部分能量损耗，稳定性差。导致系统成本较高，体积较大。

因此，亟需一种性能可靠、结构更简单、成本低、拓展性强的多电池组扩容方案，以满足当前对锂离子电池等储能设备的应用需求。

发明内容

为了解决现有技术的上述技术问题，本发明提供了一种解决了电池并联时产生的反灌问题，使得不同电压电量的电池组可以直接并联使用的可并联扩容的电池系统。