串聯(lián)蓄電池組充放電方法及獨(dú)立充電式蓄電池組的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為蓄電池組充放電工作方法及獨(dú)立充電式蓄電池組，屬于蓄電池組應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的蓄電池成組方式中，為滿足負(fù)載電流及電壓的要求，都是采用對(duì)單體蓄電池進(jìn)行并聯(lián)及串聯(lián)的方式予以組合得到蓄電池組，或采用多個(gè)單體蓄電池進(jìn)行并聯(lián)及串聯(lián)得到蓄電池模塊，再將多個(gè)蓄電池模塊進(jìn)行并聯(lián)及串聯(lián)得到蓄電池組，由于蓄電池目前的生產(chǎn)技術(shù)及工藝的限制，造成各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的技術(shù)指標(biāo)一致性較差，因此成組后某些單體蓄電池或蓄電池模塊在充放電過程中容易出現(xiàn)過充電或過放電現(xiàn)象，造成整個(gè)蓄電池組的工作壽命遠(yuǎn)小于其中的單體蓄電池或蓄電池模塊的工作壽命，這在鋰離子電池的應(yīng)用中較為普遍；在現(xiàn)有的技術(shù)及解決方案中，都是采用對(duì)串聯(lián)成組中的各個(gè)單體蓄電池的兩極上并聯(lián)一個(gè)均衡及測(cè)控支路，在測(cè)控支路的監(jiān)測(cè)控制及均衡電路的輔助下使得串聯(lián)中的單體蓄電池或蓄電池模塊的對(duì)外充放電特性趨于一致，從而提高串聯(lián)蓄電池組的壽命；這樣做的缺陷是:在現(xiàn)有技術(shù)條件及器件指標(biāo)的限制下，均衡及測(cè)控支路的有效工作范圍有限，其均衡能力不能滿足實(shí)際需要，因此當(dāng)單體蓄電池或蓄電池模塊的指標(biāo)差別及變化過大時(shí)仍然會(huì)影響到整個(gè)蓄電池組的壽命，尤其是對(duì)串聯(lián)蓄電池組，采用對(duì)串聯(lián)蓄電池組進(jìn)行整體充電及放電時(shí)，易于對(duì)其中的單體蓄電池或蓄電池模塊造成損壞，從而使得整個(gè)串聯(lián)蓄電池組壽命下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述原因及問題，本發(fā)明的目的在于提供一種串聯(lián)蓄電池組充放電方法及獨(dú)立充電式蓄電池組，本發(fā)明公開的技術(shù)方案為:在對(duì)串聯(lián)蓄電池組進(jìn)行充電時(shí)，根據(jù)各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行分別充電，即對(duì)串聯(lián)蓄電池組中的多個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊進(jìn)行獨(dú)立充電及控制，這樣即可使得各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊避免出現(xiàn)過充電現(xiàn)象，在串聯(lián)蓄電池組放電狀態(tài)下，當(dāng)檢測(cè)到串聯(lián)蓄電池組中的某個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊臨近過放電狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉該串聯(lián)蓄電池組的對(duì)外放電工作狀態(tài)，避免該單體蓄電池或蓄電池模塊出現(xiàn)過放電現(xiàn)象，這樣就能夠提高串聯(lián)蓄電池組的壽命。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明介紹一種串聯(lián)蓄電池組充放電工作方法，串聯(lián)蓄電池由多個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊串聯(lián)而成，且包含有蓄電池充電控制器、蓄電池放電控制器、負(fù)載，其中負(fù)載可以是機(jī)電設(shè)備、DC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-AC轉(zhuǎn)換器等用電設(shè)施，其特征在于分別選擇采用以下工作方法:
(I)在蓄電池充電控制器及放電控制器中設(shè)置串聯(lián)蓄電池各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的工作溫度、充電電壓、充電電流、放電電壓及放電電流參考參數(shù)及報(bào)警參數(shù)；
(2 )蓄電池充電控制器及蓄電池放電控制器分別對(duì)串聯(lián)蓄電池組中的各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的溫度、充電電壓、充電電流、放電電壓及放電電流模擬信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，對(duì)采集的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理得到各個(gè)對(duì)應(yīng)的采集參數(shù)，將采集參數(shù)與設(shè)定的對(duì)應(yīng)參考參數(shù)值進(jìn)行比較得到比較參數(shù)，并將各個(gè)參考參數(shù)、采集參數(shù)及比較參數(shù)予以存儲(chǔ)及顯示，當(dāng)比較參數(shù)超出報(bào)警參數(shù)后予以聲光報(bào)警；
(3)當(dāng)串聯(lián)蓄電池組中的單體蓄電池或蓄電池模塊處于充電狀態(tài)時(shí)，蓄電池放電控制器關(guān)閉串聯(lián)蓄電池組的放電輸出；當(dāng)串聯(lián)蓄電池組處于放電狀態(tài)時(shí)，蓄電池充電電控制器關(guān)閉對(duì)各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的充電；
(4)當(dāng)串聯(lián)蓄電池組中的單體蓄電池或蓄電池模塊處于充電狀態(tài)時(shí)，蓄電池充電控制器根據(jù)各個(gè)采集參數(shù)及比較參數(shù)情況，對(duì)串聯(lián)蓄電池組中的各個(gè)對(duì)應(yīng)的單體蓄電池或蓄電池模塊采用各自獨(dú)立充電的工作方法，即:蓄電池充電控制器對(duì)串聯(lián)蓄電池組中那些采集參數(shù)符合所設(shè)定的工作溫度、充電電壓、充電電流參考參數(shù)允許范圍的單體蓄電池或蓄電池模塊進(jìn)行獨(dú)立充電，并根據(jù)采集參數(shù)及比較參數(shù)當(dāng)前情況實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)對(duì)對(duì)應(yīng)單體蓄電池或蓄電池模塊的充電方式，如充電電流大小、充電電壓高低、恒流方式、恒壓方式、脈沖方式；
(5)當(dāng)串聯(lián)蓄電池組中的單體蓄電池或蓄電池模塊處于充電狀態(tài)時(shí)，其中的某個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的溫度、充電電壓、充電電流采集參數(shù)超出所設(shè)定的工作溫度、充電電壓、充電電流參考參數(shù)的允許范圍時(shí)，則蓄電池充電控制器關(guān)閉對(duì)該單體蓄電池或蓄電池模塊的充電；
(6)當(dāng)串聯(lián)蓄電池組處于放電狀態(tài)時(shí)，串聯(lián)蓄電池組中的某一個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的溫度、放電電壓、放電電流采集參數(shù)超出所設(shè)定的工作溫度、放電電壓、放電電流參考參數(shù)的允許范圍時(shí)，則蓄電池充放電控制器關(guān)閉該串聯(lián)蓄電池組的放電；
(7)蓄電池充電控制器及蓄電池放電控制器分別實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)及顯示串聯(lián)蓄電池組的放電工作狀態(tài)、串聯(lián)蓄電池組的放電電流值、串聯(lián)蓄電池組中的放電電壓值。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述的工作方法，本發(fā)明還介紹一種獨(dú)立充電式串聯(lián)蓄電池組，包含有由多個(gè)單體蓄電池或多個(gè)蓄電池模塊構(gòu)成的串聯(lián)蓄電池組及負(fù)載，其中負(fù)載可以是機(jī)電設(shè)備、DC-DC轉(zhuǎn)換器、DC-AC轉(zhuǎn)換器等用電設(shè)施，其特征在于有一個(gè)串聯(lián)蓄電池獨(dú)立充電控制器、一個(gè)串聯(lián)蓄電池放電控制器，串聯(lián)蓄電池獨(dú)立充電控制器中有一個(gè)電源多路輸出變換器、多個(gè)充電輸出控制器、一個(gè)充電微處理系統(tǒng)，電源多路輸出變換器有多個(gè)獨(dú)立充電輸出端，其中的獨(dú)立充電輸出端成對(duì)獨(dú)立輸出充電電流且相互隔離，各個(gè)獨(dú)立充電電源的輸出端分別與對(duì)應(yīng)的充電輸出控制器輸入端相連接，各個(gè)充電輸出控制器的輸出端相互以串聯(lián)方式連接并以抽頭輸出端輸出，各個(gè)充電輸出控制器的各個(gè)輸出端通過各個(gè)抽頭輸出端分別與串聯(lián)蓄電池組中的一個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的正負(fù)極相連接，即:每個(gè)充電輸出控制器與串聯(lián)蓄電池組中的一個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊以并聯(lián)方式連接，也就是說:每個(gè)充電輸出控制器的一對(duì)輸出端與串聯(lián)蓄電池組中的一個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的正負(fù)極分別相連接，充電微處理系統(tǒng)中有多個(gè)光耦隔離器及模數(shù)轉(zhuǎn)換端口，串聯(lián)蓄電池放電控制器中有一個(gè)放電輸出控制器、一個(gè)放電微處理系統(tǒng)，放電輸出控制器及每個(gè)充電輸出控制器中有一個(gè)單向輸出電子開關(guān)、一個(gè)電流取樣器、一個(gè)限流調(diào)壓器，每個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的正負(fù)極分別通過光耦隔離器隔離后分別與放電微處理系統(tǒng)及充電微處理系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換接口相連接，每個(gè)電流取樣器的電流取樣輸出端分別通過光耦隔離器隔離后分別與放電微處理系統(tǒng)及充電微處理系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換接口相連接，串聯(lián)蓄電池組的輸出端通過串聯(lián)蓄電池放電控制器與負(fù)載相連接，所有充電輸出控制器中的單向輸出電子開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)控制端分別與充電微處理系統(tǒng)的控制輸出端口相連接，放電輸出控制器中的單向輸出電子開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)控制端與放電微處理系統(tǒng)的控制輸出端口相連接。
[0006]本發(fā)明的工作原理為:在對(duì)串聯(lián)蓄電池組進(jìn)行充電時(shí)，通過設(shè)置的串聯(lián)蓄電池獨(dú)立充電控制器對(duì)串聯(lián)蓄電池組中的每一個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊提供獨(dú)立充電電流，這樣，每個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的充電工作就相對(duì)獨(dú)立，則對(duì)在對(duì)串聯(lián)蓄電池組進(jìn)行充電時(shí)，實(shí)際為對(duì)串聯(lián)蓄電池組中的各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊分別進(jìn)行獨(dú)立充電及控制，對(duì)各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊進(jìn)行獨(dú)立充電時(shí)，通過串聯(lián)蓄電池獨(dú)立充電控制器對(duì)串聯(lián)蓄電池組中的各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊當(dāng)前狀態(tài)予以監(jiān)測(cè)，并將實(shí)施獲得的采集參數(shù)與設(shè)定的參考參數(shù)進(jìn)行比較，根據(jù)各個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的實(shí)際狀態(tài)執(zhí)行充電或停止充電，或采用對(duì)應(yīng)充電模式，即:在同一個(gè)串聯(lián)蓄電池組中，對(duì)沒充電到設(shè)定狀態(tài)的單體蓄電池或蓄電池模塊保持充電，對(duì)充電到設(shè)定狀態(tài)的單體蓄電池或蓄電池模塊則停止充電，因此在串聯(lián)蓄電池組中就不會(huì)有某個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊出現(xiàn)過充電現(xiàn)象，這樣在某個(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊在充電時(shí)既不會(huì)受到其他單體蓄電池或蓄電池模塊的影響，也不會(huì)去影響到其他單體蓄電池或蓄電池模塊，這樣就解決了在對(duì)串聯(lián)蓄電池組進(jìn)行充電時(shí)因?yàn)楦鱾€(gè)單體蓄電池或蓄電池模塊的實(shí)際狀態(tài)不相同而某些單體蓄電池或蓄電池模塊出現(xiàn)過充電的現(xiàn)象；串聯(lián)蓄電池組在放電狀態(tài)