[实用新型]一种带有备用单元的电池组

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电池组，特别是一种带有备用单元的电池组。

背景技术

蓄电池(如超级电容、锂电池等)作为动力源，一般串联成电池组模块使用，但是由于原材料、设备、制造工艺的原因，即使同一批次的电池，其容量、内阻等参数也会不一样，在使用过程中会出现电池过充或过放的现象。当电池组处于这样一种不一致性的状态中时，会导致有些单体电池的容量低于电池组的平均容量，在其放电过程中，其电量首先放完。虽然此时其他电池还有很多电量，但是为了保护该单体电池，不得不终止整个电池组的放电，因此并没有充分利用电池组中的能量。更严重时，会出现某一单体电池完全报废、其他电池完好无损的情况，这样会导致整个电池组报废停止工作。

目前的电池组通常由若干单体电池、均衡电路组成，并没有在内部设置备用电池。当单体电池一致性不好、均衡效果不佳时，会导致某一单体电池容量、寿命缩减，根据木桶原理，电池组的实际容量往往受问题单体电池的束缚，所述的问题单体电池为容量缩小、荷电状态偏离平均荷电状态。长此以往，会出现当整个电池组报废时，实际电池组内部大部分单体电池还能够继续使用的现象，由此形成了资源浪费。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种带有备用单元的电池组，解决现有电池组内部问题单体电池影响电池组使用效率的问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：该电池组包括：主电池模块、多路选择器、控制器、备用电池模块；主电池模块和多路选择器相连；多路选择器和备用电池模块相连；控制器依次和主电池模块、多路选择器、备用电池模块相连。

所述的主电池模块包括采集电路、单体电池和多路开关；采集电路和单体电池并联相连，单体电池和多路开关依次交叉串联连接。

所述的备用电池模块包括备用采集电路、备用单体电池、双向升压电路、电子开关；备用电池模块由多个支路组成，每个支路中，备用单体电池和双向升压电路串联连接；备用单体电池和采集电路并联连接；电子开关和双向升压电路并联连接。

所述的控制器控制主电池模块，并估算单体电池的荷电状态SOC_i和容量Q_i，当某单体电池的容量Q_i与额定容量Q比值小于80％时，选用备单体电池替换掉问题电池；当某一单体电池的SOC_i与其他单体电池的平均SOC相差超过10％，进行计数，累计超过一定次数，替换单体电池；如果未达到设定次数，根据单体电池电压高低，选择备用单体电池给问题电池充电或者问题电池给单体电池充电。

优选的，所述多路开关有三个接口，多路开关靠近左侧电池正极的是接口1，多路开关靠近右侧电池负极的是接口2，靠近多路选择器的是接口3；同一时刻只接通任意2个接口，断开其他接口；一般情况下，多路开关接通1、3接口，断开其他接口。

优选的，若要实现备用单体电池替换问题电池，需要控制器控制多路开关；当出现问题电池即电池老化时，控制问题电池左侧的多路开关接通1、2接口，断开2与3，1与3之间的连接；控制问题电池右侧的多路开关接通2、3接口；其他多路开关保持不变；同时控制多路选择器，使得问题电池相邻两侧的多路开关的2号接口处的导线分别接通多路选择器的备用电池支路接口H，G；还需保持双向升压电路的并联开关闭合，短路双向升压电路。

优选的，若要实现备用单体电池给问题电池充电，需要控制器控制多路开关；当出现问题电池即电压过低时，控制问题电池左侧的多路开关接通1、2接口；控制问题电池右侧的多路开关接通2、3接口；其他多路开关动作保持不变；同时控制多路选择器，使得问题电池相邻两侧的多路开关的2号接口处的导线分别接通多路选择器的备用电池支路接口H、G；还需保持双向升压电路的并联开关断开，控制双向升压电路给问题电池充电。

优选的，若要实现问题电池给单体备用电池充电，需要控制器控制多路开关；当出现问题电池即电压过高时，控制问题电池左侧的多路开关接通1、2接口；控制问题电池右侧的多路开关接通2、3接口；其他多路开关动作保持不变；同时控制多路选择器，使得问题电池相邻两侧的多路开关的2号接口处的导线分别接通多路选择器的备用电池支路接口H、G；还需保持双向升压电路的并联开关断开，控制双向升压电路给备用电池充电。