[发明专利]一种基于重构的电池充放电系统及充放电控制方法

权利要求书

1.一种基于重构的电池充放电系统，其特征在于，包括储能系统电路和电池管理子系统；

所述储能系统电路，包括若干个电池模组以及若干个与电池模组对应的可控开关组，电池模组由多个电池单体以及一个冗余电池串联组成，可控开关组包括串联开关、第一并联开关和第二并联开关；

其中，电池模组的正极端口与第一并联开关串联构成电池-开关模组；电池-开关模组的负极端口通过串联开关与下一个电池-开关模组的正极端口相连，电池-开关模组的正极端口与下一个电池-开关模组的正极端口连接，电池-开关模组的负极端口通过第二并联开关与下一个电池-开关模组的负极端口连接；所述的储能系统电路的总正端口与各个电池-开关模组的正极端口连接；所述储能系统电路的总负端口与第N电池-开关模组的负极端口连接；

所述电池管理子系统，包括：

信息采集模块，用于采集电池充放电过程中每个电池模组或者电池单体的电压电流信息；

通信模块，用于将信息采集模块采集到的电压电流信息传输给状态决策模块；

状态决策模块，用于根据电压电流信息计算相应电池模组或者电池单体的SOC值，分析当前电池需要处于充电还是放电状态并进行决策，将决策信息传递给开关信号控制模块；

开关信号控制模块，用于根据决策信息控制可控开关组作业。

2.根据权利要求1所述的基于重构的电池充放电系统，其特征在于，每个电池单体周围都存在一个旁路开关和一个接入开关，旁路开关和接入开关串联连接，再并联到电池单体两侧；旁路开关与接入开关的连接点与下一个电池单体的正极相连。

3.根据权利要求2所述的基于重构的电池充放电系统，其特征在于，每个电池模组都存在一个冗余电源，周围也并联一个由接入开关和旁路开关串联组成的开关系统，旁路开关与接入开关的连接点与电池模组的负极相连。

4.根据权利要求3所述的基于重构的电池充放电系统，其特征在于，冗余电源的参数与正常电池单体相同。

5.采用权利要求1～4中任意一项所述的基于重构的电池充放电系统的充放电控制方法，其特征在于，包括：

周期性的获取电池单体的电压、电流参数；

当检测到充电枪时，串联开关导通，电池模组切换为串联充电模式；

当检测到电池桩体处于放电状态时，并联开关导通，电池模组切换为并联放电模式；

当检测到当前处于即非充电也非放电的状态，控制开关使电池处于初始静置状态。

6.根据权利要求5所述的充放电控制方法，其特征在于，当检测到充电枪时，串联开关导通，电池模组切换为串联充电模式，控制方法包括如下步骤：

1)通过获取的电压、电流参数计算电池单体的SOC；

2)按照SOC值得大小对电池进行排序，电池顺序为B₁,B₂,B₃……B_n，找出最小SOC值，记作SOC_min；

3)当|SOC_i-SOC_min|e,(i＝1,i++)，则接入开关持续导通，否则旁路该电池单元/单体；不断检测当前电池单体i的SOC值，并且与最小SOC值进行比较，若满足|SOC_i-SOC_min|e，则接入开关持续导通，否则旁路该电池单元/单体；

当i＝n时，均衡T时刻直至均衡结束，T时刻电池单体B_i的SOC变化情况为：

ΔSOC_Bi＝SOC_Bn-SOC_Bi

式中，SOC_Bn、SOC_Bi分别代表SOC最大的电池单体B_n与其它电池单体B_i在0时刻时具有的SOC值；

4)判断电池组是否完成充电要求，若完成则控制开关使电池处于静置模式，否则继续充电；

6)重复循环步骤1)～5)，直至充电结束。