專利名稱：電池系統(tǒng)及電池充放電管理方法
電池系統(tǒng)及電池充放電管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池系統(tǒng)及電池充放電管理方法。背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)汽車基礎(chǔ)上，混合動(dòng)力汽車增加了動(dòng)力電池系統(tǒng)等部件。動(dòng)力電池系統(tǒng)包括由若干個(gè)串聯(lián)的電池串聯(lián)組成的電池組單元及控制單元。由于電池制造工藝的差別，電池組的各個(gè)電池之間存在一定差異性，在使用過程中，由于周圍環(huán)境的不同，將進(jìn)一步增大電池的不一致性。這樣，在充電過程中，當(dāng)其中一個(gè)電池的電壓達(dá)到上限保護(hù)電壓時(shí)，控制單元切斷充電電路，從而使得其他電池?zé)o法充滿電，而放電時(shí)，當(dāng)容量低的電池達(dá)到放電下限時(shí)，控制單元又回切斷放電回路，使整個(gè)電池系統(tǒng)的能源得不到充分利用，從而降低電池系統(tǒng)的工作效率，縮短電池壽命。

發(fā)明內(nèi)容基于此，有必要提供能源利用效率較高的電池系統(tǒng)及電池系統(tǒng)充放電管理方法。一種電池系統(tǒng)，包括電池組單元及與所述電池組單元電連接的控制單元，所述電池組單元包括至少兩個(gè)串聯(lián)的電池形成的電池組、初級電感線圈及與所述初級電感線圈鄰近的至少兩個(gè)次級電感線圈，所述初級電感線圈與所述電池組并聯(lián)，且所述控制單元控制所述初級電感線圈的接入電路，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)電池并聯(lián)且所述控制單元控制所述次級電感線圈的接入電路，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元控制與所述電池并聯(lián)的次級電感線圈的接入電路及所述初級電感線圈的接入電路接入。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池組單元還包括初級開關(guān)，所述初級開關(guān)與所述初級電感線圈串聯(lián)且所述初級開關(guān)受所述控制單元控制開啟或閉合以控制所述初級電感線圈的接入電路斷開或接入。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池組單元還包括至少兩個(gè)次級開關(guān)，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)次級開關(guān)串聯(lián)且所述次級開關(guān)受所述控制單元控制開啟或閉合以控制所述次級電感線圈的接入電路斷開或接入。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述控制單元包括電壓傳感器，所述電壓傳感器感測所述電池的電壓。一種電池充放電管理方法，包括以下步驟提供電池系統(tǒng)，所述電池系統(tǒng)包括電池組單元，所述電池組單元包括至少兩個(gè)串聯(lián)的電池形成的電池組、初級電感線圈及與所述初級電感線圈鄰近的至少兩個(gè)次級電感線圈，所述初級電感線圈與所述電池組并聯(lián)，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)電池并聯(lián)；監(jiān)控所述至少兩個(gè)電池的電壓，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述電池及與所述電池并聯(lián)的次級電感線圈形成回路且所述初級電感線圈與所述電池組形成回路。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池系統(tǒng)還包括控制單元，所述控制單元控制所述初級電感線圈與所述電池組形成回路或斷開及所述次級電感線圈與所述電池形成回路或斷開。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池組單元還包括至少兩個(gè)次級開關(guān)，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)次級開關(guān)串聯(lián)且所述次級開關(guān)受所述控制單元控制開啟或閉合，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元控制與所述電池并聯(lián)的次級開關(guān)閉合。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述電池組單元還包括初級開關(guān)，所述初級開關(guān)與所述初級電感線圈串聯(lián)且所述初級開關(guān)受所述控制單元控制開啟或閉合，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元控制與初級開關(guān)閉合。在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述控制單元包括電壓傳感器，所述電壓傳感器感測所述至少兩個(gè)電池的電壓。上述電池系統(tǒng)及電池充放電管理方法，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓較高，超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元控制與該電池并聯(lián)的次級電感線圈的接入電路接入，及初級電感線圈的接入電路接入，次級電感線圈消耗掉電壓較高的電池的能量并通過與初級電感線圈互感對至少兩個(gè)電池串聯(lián)形成的電池組進(jìn)行充電，以此來維持各電池在電壓過高時(shí)的均衡；當(dāng)某一個(gè)電池的電壓較低，低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元控制與初級電感線圈的接入電路接入，與該電池并聯(lián)的次級電感線圈的接入電路接入，初級電感線圈消耗至少兩個(gè)電池串聯(lián)形成的電池組的能量并通過與次級電感線圈互感而對電壓較低的電池進(jìn)行充電，以此來維持各電池在電壓過低時(shí)的均衡，從而在充放電的時(shí)候能充分利用電池系統(tǒng)的能源，能源利用效率較高。

圖1為一實(shí)施方式的電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為圖1中的電池系統(tǒng)的電池組單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為一實(shí)施方式的電池充放電管理方法的流程圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對電池系統(tǒng)及電池充放電管理方法進(jìn)一步闡明。請同時(shí)參閱圖1，一實(shí)施方式的電池系統(tǒng)100包括電池組單元10及控制單元30。 電池組單元10與控制單元30電連接且受控制單元30控制進(jìn)行充放電。請參閱圖2，電池組單元10包括電池12、初級電感線圈14、初級開關(guān)16、次級電感線圈18及次級開關(guān)19。本實(shí)施方式中，電池12共有六個(gè)，六個(gè)電池12相互串聯(lián)組成電池組。可以理解， 電池12的數(shù)量不限于為六個(gè)，電池組單元10中包括兩個(gè)以上的電池12即可。本實(shí)施方式中，電池12為鋰電池。初級電感線圈14與初級開關(guān)16串聯(lián)后與多個(gè)串聯(lián)的電池12形成的電池組并聯(lián)。 控制單元30控制初級電感線圈14的接入電路。本實(shí)施方式中，控制單元30通過控制初級開關(guān)16的開啟及閉合來控制初級電感線圈14的接入電路的斷開或接入。本實(shí)施方式中，次級電感線圈18及次級開關(guān)19均有六個(gè)。每個(gè)次級電感線圈18 與一個(gè)次級開關(guān)19串聯(lián)后與一個(gè)電池12并聯(lián)?？刂茊卧?0控制次級電感線圈18的接入電路。本實(shí)施方式中，控制單元30通過控制次級開關(guān)19的開啟及閉合來控制次級電感線圈18的接入電路的斷開或接入。多個(gè)次級電感線圈18沿初級電感線圈14的長度方向依次排布且多個(gè)次級電感線圈18均與初級電感線圈14鄰近設(shè)置。
控制單元30包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器等元件。當(dāng)電壓傳感器感測到某一個(gè)電池12的電壓較高，超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元30控制與該電池12并聯(lián)的次級開關(guān)19閉合及初級開關(guān)16閉合，與該電池12并聯(lián)的次級電感線圈18的接入電路接入，與多個(gè)電池12串聯(lián)形成的電池組并聯(lián)的初級電感線圈14的接入電路接入，初級電感線圈14與次級電感線圈18互感，次級電感線圈18消耗掉電壓較高的電池12的能量并通過與初級電感線圈14互感對電池組進(jìn)行充電，以此來維持各電池在電壓過高時(shí)的均衡。當(dāng)電壓傳感器感測到某一個(gè)電池12的電壓較低，低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，控制單元30控制與該電池12并聯(lián)的次級開關(guān)19閉合及初級開關(guān)16閉合，與多個(gè)電池12串聯(lián)形成的電池組并聯(lián)的初級電感線圈14的接入電路接入，與該電池12并聯(lián)的次級電感線圈18的接入電路接入，初級電感線圈14消耗整個(gè)電池組的能量并通過與次級電感線圈18互感而對電壓較低的電池12進(jìn)行充電，以此來維持各電池在電壓過低時(shí)的均衡。本實(shí)施方式中，定義多個(gè)電池12的平均電壓為X，預(yù)設(shè)閾值為X_20mV X+20mV。上述電池系統(tǒng)100可以維持各電池在電壓過高或過低時(shí)的均衡，從而在充放電的時(shí)候能充分利用電池系統(tǒng)的能源，能源利用效率較高。請同時(shí)參閱圖3，一實(shí)施方式的電池充放電管理方法，包括以下步驟步驟Si、提供電池系統(tǒng)100。電池系統(tǒng)100包括電池組單元10及控制單元30。電池組單元10與控制單元30 電連接且受控制單元30控制進(jìn)行充放電。電池組單元10包括電池12、初級電感線圈14、初級開關(guān)16、次級電感線圈18及次級開關(guān)19。本實(shí)施方式中，電池12共有六個(gè)，六個(gè)電池12相互串聯(lián)組成電池組?？梢岳斫?， 電池12的數(shù)量不限于為六個(gè)，電池組單元10中包括兩個(gè)以上的電池12即可。本實(shí)施方式中，電池12為鋰電池。初級電感線圈14與初級開關(guān)16串聯(lián)后與多個(gè)串聯(lián)的電池12形成的電池組并聯(lián)。 控制單元30控制初級電感線圈14的接入電路。本實(shí)施方式中，控制單元30通過控制初級開關(guān)16的開啟及閉合來控制初級電感線圈14的接入電路的斷開或接入。本實(shí)施方式中，次級電感線圈18及次級開關(guān)19均有六個(gè)。每個(gè)次級電感線圈18 與一個(gè)次級開關(guān)19串聯(lián)后與一個(gè)電池12并聯(lián)?？刂茊卧?0控制次級電感線圈18的接入電路。本實(shí)施方式中，控制單元30通過控制次級開關(guān)19的開啟及閉合來控制次級電感線圈18的接入電路的斷開或接入。多個(gè)次級電感線圈18沿初級電感線圈14的長度方向依次排布且多個(gè)次級電感線圈18均與初級電感線圈14鄰近?？刂茊卧?0包括電壓傳感器、電流傳感器、溫度傳感器等元件。步驟S2、監(jiān)控電池組單元12中各個(gè)電池12的電壓，當(dāng)某一個(gè)電池12的電壓高于或低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，該電池12及與該電池12并聯(lián)的次級電感線圈18形成回路且初級電感線圈14與多個(gè)串聯(lián)的電池12形成的電池組形成回路。本實(shí)施方式中，當(dāng)電壓傳感器感測到某一個(gè)電池12的電壓較高，超出預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，控制單元30控制與該電池12并聯(lián)的次級開關(guān)19閉合及初級開關(guān)16閉合，與該電池12 并聯(lián)的次級電感線圈18的接入電路接入，與多個(gè)電池12串聯(lián)形成的電池組并聯(lián)的初級電感線圈14的接入電路接入，初級電感線圈14與次級電感線圈18互感，次級電感線圈18消耗掉電壓較高的電池12的能量并通過與初級電感線圈14互感對電池組進(jìn)行充電，以此來維持各電池在電壓過高時(shí)的均衡。當(dāng)電壓傳感器感測到某一個(gè)電池12的電壓較低，低于預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，控制單元30 控制與該電池12并聯(lián)的次級開關(guān)19閉合及初級開關(guān)16閉合，與多個(gè)電池12串聯(lián)形成的電池組并聯(lián)的初級電感線圈14的接入電路接入，與該電池12并聯(lián)的次級電感線圈18的接入電路接入，初級電感線圈14消耗整個(gè)電池組的能量并通過與次級電感線圈18互感而對電壓較低的電池12進(jìn)行充電，以此來維持各電池在電壓過低時(shí)的均衡。本實(shí)施方式中，定義多個(gè)電池12的平均電壓為X，預(yù)設(shè)閾值為X_20mV X+20mV。上述電池充放電管理方法可以維持各電池在電壓過高或過低時(shí)的均衡，從而在充放電的時(shí)候能充分利用電池系統(tǒng)的能源，能源利用效率較高。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電池系統(tǒng)，包括電池組單元及與所述電池組單元電連接的控制單元，所述電池組單元包括至少兩個(gè)串聯(lián)的電池形成的電池組，其特征在于，所述電池組單元還包括初級電感線圈及與所述初級電感線圈鄰近的至少兩個(gè)次級電感線圈，所述初級電感線圈與所述電池組并聯(lián)，且所述控制單元控制所述初級電感線圈的接入電路，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)電池并聯(lián)且所述控制單元控制所述次級電感線圈的接入電路，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元控制與所述電池并聯(lián)的次級電感線圈的接入電路及所述初級電感線圈的接入電路接入。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組單元還包括初級開關(guān)，所述初級開關(guān)與所述初級電感線圈串聯(lián)且所述初級開關(guān)受所述控制單元控制開啟或閉合以控制所述初級電感線圈的接入電路斷開或接入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組單元還包括至少兩個(gè)次級開關(guān)，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)次級開關(guān)串聯(lián)且所述次級開關(guān)受所述控制單元控制開啟或閉合以控制所述次級電感線圈的接入電路斷開或接入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括電壓傳感器，所述電壓傳感器感測所述電池的電壓。
5.一種電池充放電管理方法，其特征在于，包括以下步驟提供電池系統(tǒng)，所述電池系統(tǒng)包括電池組單元，所述電池組單元包括至少兩個(gè)串聯(lián)的電池形成的電池組、初級電感線圈及與所述初級電感線圈鄰近的至少兩個(gè)次級電感線圈， 所述初級電感線圈與所述電池組并聯(lián)，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)電池并聯(lián)；監(jiān)控所述至少兩個(gè)電池的電壓，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述電池及與所述電池并聯(lián)的次級電感線圈形成回路且所述初級電感線圈與所述電池組形成回路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池充放電管理方法，其特征在于，所述電池系統(tǒng)還包括控制單元，所述控制單元控制所述初級電感線圈與所述電池組形成回路或斷開及所述次級電感線圈與所述電池形成回路或斷開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池充放電管理方法，其特征在于，所述電池組單元還包括至少兩個(gè)次級開關(guān)，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)次級開關(guān)串聯(lián)且所述次級開關(guān)受所述控制單元控制開啟或閉合，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元控制與所述電池并聯(lián)的次級開關(guān)閉合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池充放電管理方法，其特征在于，所述電池組單元還包括初級開關(guān)，所述初級開關(guān)與所述初級電感線圈串聯(lián)且所述初級開關(guān)受所述控制單元控制開啟或閉合，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于所述預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元控制與初級開關(guān)閉合。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池充放電管理方法，其特征在于，所述控制單元包括電壓傳感器，所述電壓傳感器感測所述至少兩個(gè)電池的電壓。
全文摘要
一種電池系統(tǒng)，包括電池組單元及與所述電池組單元電連接的控制單元，所述電池組單元包括至少兩個(gè)串聯(lián)的電池形成的電池組、初級電感線圈及與所述初級電感線圈鄰近的至少兩個(gè)次級電感線圈，所述初級電感線圈與所述電池組并聯(lián)，且所述控制單元控制所述初級電感線圈的接入電路，每一個(gè)次級電感線圈與一個(gè)電池并聯(lián)且所述控制單元控制所述次級電感線圈的接入電路，當(dāng)某一個(gè)電池的電壓高于或低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述控制單元控制與所述電池并聯(lián)的次級電感線圈的接入電路及所述初級電感線圈的接入電路接入。上述電池系統(tǒng)維持各電池在電壓過低時(shí)的均衡，從而在充放電的時(shí)候能充分利用電池系統(tǒng)的能源，能源利用效率較高。本發(fā)明還提供一種電池充放電管理方法。
文檔編號H02J7/00GK102522603SQ20111040143
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者張振宏, 張景新, 彭暉, 王揚(yáng)滿, 鄧先泉 申請人:深圳市五洲龍汽車有限公司