[发明专利]基于双极集流板的叠层储能电芯控制电路及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于双极集流板的叠层储能电芯控制电路，所述叠层储能电芯包括层叠在一起的至少两个储能单元，所述储能单元包括第一电极和第二电极，相邻两个所述储能单元的第一电极和第二电极相邻设置，且在该相邻的所述第一电极和第二电极之间设有电子导电且离子隔离的双极集流板；属于同一个所述储能单元的第一电极和第二电极之间设有连通旁路，所述连通旁路上设有变阻器和旁路开关。本发明还提出了一种基于双极集流板的叠层储能电芯控制方法。本发明基于双极集流板的叠层储能电芯控制电路及控制方法，能够在储能单元故障时对其进行保护，在储能单元失控时使其断开，确保叠层储能电芯的其他储能单元能够继续正常使用。

技术领域

本发明涉及一种电池控制电路，具体的为一种基于双极集流板的叠层储能电芯控制电路及控制方法。

背景技术

叠层电池是把普通的化学干电池制作成长方形的小块，并多个叠加串联在一起，成为一个独立的电池。具有体积小输出电压高的特点。广泛用于工农业和国防工业、铁路信号、江海航标、气象探测、自动控制仪表等。生活中最常见的叠层电池是用在遥控玩具车和万用表上的叠层电池。

叠层电池一般与普通干电池其性质相同，但其输出电压要看叠层块的数量，如果由6块干电池块串联在一起的话，那么叠层电池的总电压是9V。叠层电池具有体积小输出电压高的特点，但它的输出电流小，不适合用作功率较大的用电设备。

另外，叠层电池中，若某一个电池单元发生故障甚至失控，会导致整个叠层电池故障甚至失控，此时整个叠层电池需要整体报废，导致叠层电池的使用寿命和可靠性都降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于双极集流板的叠层储能电芯控制电路及控制方法，能够在储能单元故障时对其进行保护，在储能单元失控时使其断开，确保叠层储能电芯的其他储能单元能够继续正常使用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提出了一种基于双极集流板的叠层储能电芯控制电路，所述叠层储能电芯包括层叠在一起的至少两个储能单元，所述储能单元包括第一电极和第二电极，相邻两个所述储能单元的第一电极和第二电极相邻设置，且在该相邻的所述第一电极和第二电极之间设有电子导电且离子隔离的双极集流板；

属于同一个所述储能单元的第一电极和第二电极之间设有连通旁路，所述连通旁路上设有变阻器和旁路开关。

进一步，所述储能单元的所述第一电极上设有第一极耳、第二电极上设有第二极耳，所述连通旁路分别与对应的所述储能单元的第一极耳和第二极耳电连接。

进一步，分别属于相邻的两个储能单元且呈相邻设置的所述第一极耳和第二极耳均设置在位于该两个储能单元之间的所述双极集流板上。

进一步，设置在同一个所述双极集流板上的所述第一极耳和第二极耳设置为一体。

进一步，所述储能单元采用电池单元或电容单元。

本发明还提出了一种基于双极集流板的叠层储能电芯控制方法，

检测每一个所述储能单元的健康状态指标：

当所述储能单元的健康状态指标小于设定的最小阈值时，则该储能单元处于健康状态，控制与该所述储能单元对应设置的旁路开关打开；

当所述储能单元的健康状态指标大于等于设定的最小阈值并小于等于设定的最大阈值时，则该储能单元处于故障状态，控制与该所述储能单元对应设置的旁路开关闭合，同时控制与该储能单元并联的所述变阻器的电阻大于零，进而控制该所述储能单元的输出电流至设定范围；

当所述储能单元的健康状态指标大于设定的阈值时，则该储能单元处于失控状态，先将所有的所述旁路开关打开后，控制该储能单元内部断路；而后控制与该储能单元对应的所述旁路开关闭合，控制与该储能单元并联的所述变阻器的电阻等于零。