一种锂电池的可控制自修复系统与方法技术方案

本发明专利技术提供了一种锂电池的可控制自修复方法，当达到锂电池组的维护条件后，对锂电池级的每一串单体锂电池进行单独放电，将所有单体锂电池的带电量状态重新拉回至同一零电量状态。本发明专利技术还提供了一种锂电池的可控制自修复系统。本发明专利技术的有益效果是：可较好的解决电池的均衡问题，成本较低。

A controllable self repairing system and method for lithium battery

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池的可控制自修复系统与方法
本专利技术涉及锂电池系统，尤其涉及一种锂电池的可控制自修复系统与方法。
技术介绍
锂离子电池的优点是能量密度高，重量轻、使用寿命长，但是它也存在着很多缺点，锂电池充放电需要用管理系统管理电池的工作，否则就会产生过充和过放的情况，导致电池内部电化学负面反应，产出大量的易燃易爆气体，造成鼓包和不可逆的损失，除了过充过放需要控制外，最重要的是电池均衡问题。均衡就是指在电池组里的每一个单体电池容量、电压、内阻等始终要保持一样，只有这样电池组在充放电的时候才能发挥最大的容量，锂电池在使用一段时间后会出现容量不均衡、电压不均衡的情况，即使在组装的时候费尽心思的把每个单体电池都分容的很精确，但是使用一段时间后还是出现各个单体容量高低不均的问题，严重时会导致电池爆炸和燃烧，目前大部分采用的都是被动均衡的BMS管理系统来解决这个问题，其实用被动均衡来解决均衡问题，只是杯水车薪，根本无法解决电池的均衡问题，也有小部分采用主动均衡的，但是目前主动均衡不成熟，反而会起到反作用，并且主动均衡成本高，系统复杂，目前市场对锂电池系统的价格要求越来越高，主动均衡的成本跟效果均是导致大部分市场用户不会选择的原因。锂电池组在使用过程中，一旦有一只单体电池电压偏低，BMS系统检测到低电压的电池，BMS系统就会以最低的这只电池来作为容量参数来计算关闭标准，否则这只单体电池就会过充和过放，导致鼓包甚至爆炸的危险。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种锂电池的可控制自修复系统与方法。本专利技术提供了一种锂电池的可控制自修复方法，当达到锂电池组的维护条件后，对锂电池级的每一串单体锂电池进行单独放电，将所有单体锂电池的带电量状态重新拉回至同一零电量状态。作为本专利技术的进一步改进，当锂电池组的使用时间达到设定时间后，对锂电池级的每一串单体锂电池进行单独放电，将所有单体锂电池的带电量状态重新拉回至同一零电量状态。本专利技术还提供了一种锂电池的可控制自修复系统，用于实现如上述的锂电池的可控制自修复方法。作为本专利技术的进一步改进，一种锂电池的可控制自修复系统包括电池管理系统和若干个单独运行，互相独立的维护模块，所述维护模块包括单节控制芯片、单体锂电池、MOS管、功率单元，所述电池管理系统的输入端接外部信号，所述电池管理系统的输出端与所述单节控制芯片的输入端连接，所述单节控制芯片的输出端与所述MOS管的控制引脚连接，以控制所述MOS管的通断，所述单体锂电池与所述MOS管连接，所述MOS管与所述功率单元连接，所述功率单元与所述单体锂电池连接，所述单体锂电池、MOS管、功率单元形成一回路，当所述电池管理系统接收到外部的维护信号后，发送维护指令给每个维护模块，所述维护模块的单节控制芯片接收到维护指令后，控制所述MOS管闭合回路，所述单体锂电池的电流经所述MOS管通过所述功率单元，所述功率单元消耗电量，直至达到设定电压后，所述单节控制芯片控制所述MOS管断开回路，直至每一个维护模块工作结束。作为本专利技术的进一步改进，所述功率单元为功率电阻。本专利技术的有益效果是：通过上述方案，可较好的解决电池的均衡问题，成本较低。附图说明图1是本专利技术一种锂电池的可控制自修复系统的示意图。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。一种锂电池的可控制自修复方法，当锂电池组的使用时间达到设定时间后，对锂电池级的每一串单体锂电池进行单独放电，将所有单体锂电池的带电量状态重新拉回至同一零电量状态。如图1所示，一种锂电池的可控制自修复系统，包括电池管理系统(BMS)1和若干个单独运行，互相独立的维护模块，所述维护模块包括单节控制芯片(IC)2、单体锂电池3、MOS管4、功率电阻5，所述电池管理系统1的输入端接外部信号，所述电池管理系统1的输出端与所述单节控制芯片2的输入端连接，所述单节控制芯片2的输出端与所述MOS管4的控制引脚连接，以控制所述MOS管4的通断，所述单体锂电池3与所述MOS管4连接，所述MOS管4与所述功率电阻5连接，所述功率电阻5与所述单体锂电池3连接，所述单体锂电池3、MOS管4、功率电阻5形成一回路，当所述电池管理系统1接收到外部的维护信号后，发送维护指令给每个维护模块，所述维护模块的单节控制芯片2接收到维护指令后，控制所述MOS管4闭合回路，所述单体锂电池3的电流经所述MOS管4通过所述功率电阻5，所述功率电阻5通过发热的形式消耗掉电量，直至达到设定电压后，所述单节控制芯片3控制所述MOS管5断开回路，直至每一个维护模块工作结束。本专利技术提供的一种锂电池的可控制自修复系统与方法，在电池使用一段时间后，通过设定好的程序或者外部信号，控制电池对每一串电池进行单独放电，将电池带电量状态重新拉回至同一零电量状态，借此达到恢复电池一致性的效果。例如：一组8串锂电池，该组锂电池组单节放电保护电压为2.5V，实际电压数据如下：CELL1CELL2CELL3CELL4CELL5CELL6CELL7CELL83.02V2.95V2.96V2.98V3.01V2.95V2.63V2.98V此时，电池最高电压为CELL1:3.02V，最低电压为CELL7：2.63V，电池组在放电过程中，CELL7必然会第一个触发过放保护，导致整个电池组因为CELL7的过放时，其他CELL的电池容量未放完，进而导致整个电池组容量损失。此时，如果引入我们的一种远程自修复式锂电池系统专利，可以通过外部信号，开启维护模式，通过对每一节电芯，CELL1～CELL8单独进行放电，电压均设置至2.5V，维护结束后，电池的电压将处于以下所示状态：CELL1CELL2CELL3CELL4CELL5CELL6CELL7CELL82.5V2.5V2.5V2.5V2.5V2.5V2.5V2.5V这时候电池的电压容量均重新回归同一状态，很大程度上解决了电池因温度、环境、内阻等差异导致的一致性偏差问题，能修复电池组部分容量，达到延长电池寿命的效果。参照图1，在电池需要进行维护时，可通过外部开关或者远程信号控制电池开启维护模式，BMS接收到信号后发送指令给维护模块，各个维护模块为单独运行，互相独立，维护模块接收到信号后，闭合MOS回路，电池电流经过MOS管通过功率电阻5，功率电阻5通过发热的形式消耗掉电量，直至达到设定电压(铁锂电池如2.5V)后，单节控制芯片2控制MOS管4断开回路，直至每一个维护模块工作结束，此时电池将处于同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池的可控制自修复方法，其特征在于：当达到锂电池组的维护条件后，对锂电池级的每一串单体锂电池进行单独放电，将所有单体锂电池的带电量状态重新拉回至同一零电量状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池的可控制自修复方法，其特征在于：当达到锂电池组的维护条件后，对锂电池级的每一串单体锂电池进行单独放电，将所有单体锂电池的带电量状态重新拉回至同一零电量状态。


2.根据权利要求1所述的可控制自修复方法，其特征在于：当锂电池组的使用时间达到设定时间后，对锂电池级的每一串单体锂电池进行单独放电，将所有单体锂电池的带电量状态重新拉回至同一零电量状态。


3.一种锂电池的可控制自修复系统，其特征在于：用于实现如权利要求1或2所述的锂电池的可控制自修复方法。


4.根据权利要求3所述的可控制自修复系统，其特征在于：包括电池管理系统和若干个单独运行，互相独立的维护模块，所述维护模块包括单节控制芯片、单体锂电池、MOS管、功率单元，所述电池管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：奉军军，梁晓秋，黄文海，陈建华，
申请(专利权)人：深圳市电科电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44