一种电池堆及其供电控制方法技术

本发明专利技术提供了一种电池堆及其供电控制方法。该电池堆用于为负载供电，包括供电控制系统和多个并联的电池组，其中供电控制系统由微控制装置和多组控制开关组成，微控制装置用于监控多个电池组的剩余电量并产生脉冲信号，多组控制开关与多个电池组一一对应串联，用于在脉冲信号的控制下分时连续导通，以使得在同一时刻仅有一个电池组为负载供电，且每组控制开关的导通时间与对应电池组的剩余电量成正比。本发明专利技术的电池堆根据各个电池组的剩余电量确定供电的时间比例，以对负载分时连续供电，从而能够实现对剩余电量的充分利用，同时无热损耗且可避免电池堆的环流现象的产生，易于实现、成本低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了。该电池堆用于为负载供电，包括供电控制系统和多个并联的电池组，其中供电控制系统由微控制装置和多组控制开关组成，微控制装置用于监控多个电池组的剩余电量并产生脉冲信号，多组控制开关与多个电池组一一对应串联，用于在脉冲信号的控制下分时连续导通，以使得在同一时刻仅有一个电池组为负载供电，且每组控制开关的导通时间与对应电池组的剩余电量成正比。本专利技术的电池堆根据各个电池组的剩余电量确定供电的时间比例，以对负载分时连续供电，从而能够实现对剩余电量的充分利用，同时无热损耗且可避免电池堆的环流现象的产生，易于实现、成本低。【专利说明】
本专利技术涉及电池堆供电
，具体而言涉及。
技术介绍
能源是国民经济的支柱，是人类社会发展所必需的推动力。电池能够将化学能直接转化为电能对负载供电，具有能量转换效率高、洁净无污染、噪声低、模块结构性强等优点，势必成为未来清洁高效能源供应系统的重要组成部分。 由于电池在实际使用中受制造成本和空间的限制，其电容量不可能无限增大，为了获得电容量足够大的电池，一般将多个电池串联形成为一个电池组，再将容量相近的多个电池组并联组合为一个电池堆，如图1所示，由于实际中电池组的电压U1，U2，U3以及后续供电时的具体使用情况不可能完全一致，因此极易出现某个电池组的电压小于总输出电压UO的情况，此时输出电流会向该电池组回流，使该电池组成为其他电池组的负载，产生各个电池组之间的电流环流现象。并且由电池堆的总输出电压UO和各电池组的电流的以下计算公式，可知电池组的内阻越小，环流就越大。 /ui ,To-L / UO= ^ ; ^Vz1 ! ,、Il=HizH￡, I2 = U2-U0 I3 = U3-U0 (Σ + Σ + 1ΛrlΓ2Γ3 I Vrl r2 γ3/ 为避免上述电池堆的环流现象的出现，必须要限制电池堆的输出电流的方向，目前通用的做法是:在每个电池组对应的供电回路中串联一个防反二极管D(见图2所示)，限制输出电流的方向，使其只向负载输出，以避免各电池组之间出现电流的环流。然而，防反二极管D在实际使用中效率低且热损耗很大，相应地散热设计复杂且成本较高。 综上所述，有必要提供，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供，以实现对剩余电量的充分利用，无热损耗且能够避免电池堆的环流现象的产生，成本低。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种电池堆，用于为负载供电，包括:多个并联的电池组；供电控制系统，由微控制装置和多组控制开关组成，微控制装置用于监控多个电池组的剩余电量并产生脉冲信号，多组控制开关与多个电池组一一对应串联，用于在脉冲信号的控制下分时连续导通，以使得在同一时刻仅有一个电池组为负载供电，且每组控制开关的导通时间与对应电池组的剩余电量成正比。 其中，电池堆还包括一电容，多个电池组的负极接地，正极通过电容接地。 其中，每组控制开关包括一个占空比控制开关和一个导通控制开关，占空比控制开关用于根据脉冲信号的占空比分时导通，其中占空比为根据监控的每一电池组的剩余电量确定的占空比控制开关导通的时间比例，导通控制开关用于选择性导通占空比控制开关与负载之间的供电回路。 其中，占空比控制开关和导通控制开关为MOS管或绝缘栅双极型晶体管。 其中，占空比的计算等式为:占空比=电池组的剩余电量/电池堆的总电量*100%。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是:提供一种电池堆的供电控制方法，该电池堆用于为负载供电且包括多个并联的电池组，供电控制方法包括:监控多个电池组的剩余电量并据此产生脉冲信号；在脉冲信号的控制下，与多个电池组一一对应串联的多组控制开关分时连续导通，以使得在同一时刻仅有一个电池组为负载供电，且每组控制开关的导通时间与对应电池组的剩余电量成正比。 其中，供电控制方法还包括步骤:设置一电容，以使多个电池组的正极均通过电容接地。 其中，将每组控制开关设置有一个占空比控制开关和一个导通控制开关，占空比控制开关根据脉冲信号的占空比分时导通，其中占空比为根据监控的每一电池组的剩余电量确定的占空比控制开关导通的时间比例，导通控制开关选择性导通占空比控制开关与负载之间的供电回路。 其中，采用MOS管或绝缘栅双极型晶体管设置占空比控制开关和导通控制开关。 其中，占空比通过以下等式计算:占空比=电池组的剩余电量/电池堆的总电量*100%。 本专利技术的有益效果是:本专利技术设计具有供电控制系统和多个并联电池组的电池堆，通过供电控制系统中的微控制装置监控多个电池组的剩余电量并产生脉冲信号、与多个电池组一一对应串联的多组控制开关在脉冲信号的控制下分时连续导通，以使得在同一时刻仅有一个电池组为负载供电，且每组控制开关的导通时间与对应电池组的剩余电量成正比，从而实现对剩余电量的充分利用，同时无热损耗且可避免电池堆的环流现象的产生，易于实现、成本低。 【专利附图】【附图说明】 图1是现有技术中电池堆的电路原理图； 图2是现有技术中防环流的电路原理图； 图3是本专利技术电池堆一实施例的电路原理图； 图4是图3所示电池堆分时连续供电的时序示意图； 图5是本专利技术电池堆的供电控制方法一实施例的流程图。 【具体实施方式】 本专利技术揭示了，该电池堆主要通过供电控制系统监控并联的各个电池组的剩余电量并产生脉冲信号，继而控制与电池组串联的多组控制开关分时连续导通，以使得在同一时刻仅有一个电池组为负载供电，且每组控制开关的导通时间与对应电池组的剩余电量成正比，从而通过对负载的分时连续供电，实现对剩余电量的充分利用，同时无热损耗且避免环流现象的产生。需要说明的是，本专利技术的电池堆采用锂离子或锂聚合物化学电池，负载为电动汽车产品、电动摩托车产品、储能电站产品，当然并不限于上述举例。 下面结合附图3?5和实施例对本专利技术进行详细说明。 图3是本专利技术电池堆一实施例的电路原理图。本实施例以设置有三个电池组的电池堆进行描述。如图3所示，电池堆用于为负载L供电，包括供电控制系统310、电容C和并联的电池组U1、U2、U3。 在本实施例中，电池组U1、U2、U3的负极接地，正极通过电容C接地。供电控制系统310由微控制装置MCUl、MCU2、MCU3和控制开关Ql、Q2、Q3组成，控制开关Ql、Q2、Q3与电池组U1、U2、U3——对应串联，即，控制开关Ql与电池组Ul串联，控制开关Q2与电池组U2串联，控制开关Q3与电池组U3串联。并且，控制开关Ql包括占空比控制开关Mll和导通控制开关M12，控制开关Q2包括占空比控制开关M21和导通控制开关M22，控制开关Q3包括占空比控制开关M31和导通控制开关M32。 图4是图3所示电池堆分时连续供电的时序示意图。在电池堆为负载L供电时，微控制装置MCU1、MCU2、MCU3用于对应监控电池组U1、U2、U3的剩余电量并产生脉冲信号，占空比控制开关M11、M21、M31用于根据脉冲信号的占空比分时连续导通，导通控制开关M12、M22、M32用于选择性导通占空比控制开关与负载L之间的供电回路。在本实施中，占空比为根据微控制装置MCU1、MCU2、MCU3监控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池堆，用于为负载供电，其特征在于，所述电池堆包括：多个并联的电池组；供电控制系统，由微控制装置和多组控制开关组成，所述微控制装置用于监控所述多个电池组的剩余电量并产生脉冲信号，所述多组控制开关与所述多个电池组一一对应串联，用于在所述脉冲信号的控制下分时连续导通，以使得在同一时刻仅有一个所述电池组为所述负载供电，且每组所述控制开关的导通时间与对应所述电池组的剩余电量成正比。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石大明，
申请(专利权)人：东莞钜威新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44