[发明专利]电池组并联充放电装置及充放电控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及储能及动力电池并联控制技术领域，特别涉及一种电池组并联充放电装置及充放电控制方法。

背景技术

受单体电池制造水平和工艺的限制，目前储能系统和电动汽车中的锂电池包大多采用多支路电池组并联的形式，来满足储能系统和电动汽车的容量和性能要求。随着系统规模的增大，电池组并联支路数越来越多，并联后的电池组之间由于电池电压、内阻、自放电率等参数差异会出现电流不均衡的现象，严重时支路间会产生电流环流，严重影响储能系统的寿命和性能，并存在安全隐患。还有，并联的电池组在充电时会出现某条支路充满而其他支路电量还未充满的情况，此时如果继续充电，充满的支路可能会发生安全问题，影响系统的使用寿命。

现有技术中有通过串联在支路电池组上的开关实现对并联电池组的依次充电，避免了电池组间的环流，但无法对多支路并联在一起的电池组同时进行充电并抑制环流。另外，也有采用均衡电阻对并联支路进行均衡电流控制，但是均流能力有限。此外，采用的均衡电阻属于损耗型器件，会消耗系统的能量，原则上均衡电阻越小越好，但均衡电阻过小可能无法达到均衡支路电流的目的，均衡电阻过大又会造成能量浪费。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中对多支路并联的电池组中各支路电流不平衡且处理时均流能力有限的缺陷，提供一种能够有效地均衡支路间的电流、保证充电时所有支路能够充满从而提高电池的使用寿命和性能的电池组并联充放电装置及充放电控制方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种电池组并联充放电装置，其特点在于，包括控制器和多个并联支路，所述多个并联支路间并联连接，每个所述并联支路包括串联连接的电池组和至少两级均衡子电路，所述均衡子电路包括并联连接的均衡电阻和均衡开关；所述控制器用于获取每条所述并联支路的电流并计算所有并联支路的平均电流，根据每条所述并联支路的电流与所述平均电流控制所述均衡开关的闭合与断开。

本方案中，每个并联支路中包括至少两级均衡子电路，控制器根据并联支路的电流和平均电流能够精确地计算出需要接入的均衡电阻的阻值，再通过对支路中多级均衡子电路中均衡开关的控制实现精确的均流功能，最终有效地解决各并联支路中电流不平衡的问题。

本方案通过多级均衡子电路能够提高均流能力，多级均衡子电路中每个均衡电阻的阻值相对较小，进而能够合理平衡均流能力和均衡电阻所带来的能耗浪费。

较佳地，所述均衡电阻的阻值等于所在并联支路的电池组的总阻值。

较佳地，每个所述并联支路还包括主控开关，所述主控开关与所述电池组串联连接，所述控制器还用于判断所述并联支路是否充满，若是则断开所述主控开关。

本方案中，通过每个并联支路中串联独立的主控开关能够实现多并联支路同时进行充电的同时保证所有并联支路均能够完全充满，进而提高电池组的寿命和性能。

较佳地，每个所述并联支路还包括环流抑制电路；所述环流抑制电路与所述电池组串联连接，所述环流抑制电路包括并联连接的充电抑制支路和放电抑制支路；所述充电抑制支路包括串联连接的充电抑制开关和充电抑制二极管，所述充电抑制二极管的导通电流方向与所述电池组的充电电流方向一致；所述放电抑制支路包括串联连接的放电抑制开关和放电抑制二极管，所述放电抑制二极管的导通电流方向与所述电池组的放电电流方向一致；所述控制器还用于判断所述电池组并联充放电装置是否处于充电状态，若是则闭合所述充电抑制开关并断开所述放电抑制开关，若否则断开所述充电抑制开关并闭合所述放电抑制开关。

本方案中，每个并联支路包括充电抑制支路和放电抑制支路，利用二极管的单向导通特性以及控制器对充电抑制开关和放电抑制开关进行控制，能够有效抑制并联支路间的电流环流。

较佳地，所有开关均为继电器。

本发明还提供一种电池组并联充放电控制方法，其特点在于，所述电池组并联充放电控制方法使用权利要求1所述的电池组并联充放电装置，所述电池组并联充放电控制方法包括以下步骤：

S1、上电时闭合所有所述均衡开关；

S2、所述控制器获取每条所述并联支路的电流，计算所有并联支路的平均电流；

S3、所述控制器比较每条所述并联支路的电流与所述平均电流，根据比较结果和所述均衡电阻的阻值计算待接入的目标电阻值，根据所述目标电阻值选择待接入的均衡子电路；

S4、断开所述待接入的均衡子电路所对应的均衡开关。