[发明专利]以单元管理实现多节串联二次电池组保护的方法及电路

摘要

本发明公开了一种以单元管理实现多节串联二次电池组充、放电保护的方法，包括如下步骤：划分电池单元；对电池的电压、温度等进行监测；当电池电压、温度、电流超过安全限值，即采取相应的措施进行保护。本发明还公开了一种以单元管理实现多节串联二次电池组保护的电路，包括电池状态监测模块、信号耦合器、逻辑控制电路、过载检测器、安全控制器。本发明以单元管理的方法对串联电池组实现保护。由于各个单元都是相互独立的，保护的效果并不会随串联电池数目的增加而显著变坏，即使是电池组内串联的电池数目较多，也能实现较好地保护。

主权项

1.一种以单元管理实现多节串联二次电池组保护的方法，包括如下步骤：(1)划分电池单元；(2)为每个电池单元配接一个电池状态监测模块；在电池组充电阶段，电池状态监测模块对电池的电压、温度进行监测；在电池组放电阶段，电池状态监测模块对电池单元的电压、温度进行监测，产生一组与电池单元充、放电的状态相关的信号：信号A：电池单元内有电池电压达到或大于安全上限值，信号A的逻辑值为真；信号B：电池单元内有电池电压达到或小于安全下限值，信号B的逻辑值为真；信号C：电池单元的温度达到或大于安全上限值，信号C的逻辑值为真；信号D：电池单元的温度达到或小于安全下限值，信号D的逻辑值为真；对于m个电池单元，m个电池状态监测模块产生的信号分别为A1、A2……Am，B1、B2……Bm，C1、C2……Cm，D1、D2……Dm；(3)每个电池状态监控模块的输出信号通过m个信号耦合器传送至逻辑控制器：信号A0的值由逻辑或运算得到，即$A_0=\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}{A}_k;$ 信号B0的值由逻辑或运算得到，即$B_0=\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}{B}_k;$ 信号C0的值由逻辑或运算得到，即$C_0=\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}{C}_k;$ 信号D0的值由逻辑或运算得到，即$D_0=\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}{D}_k;$ (4)过载检测器检测过载情况，信号E、F由过载检测器产生并分别输出：在充电过程中，过载检测器检测到充电过载，信号E的值为逻辑真；在放电过程中，过载检测器检测到放电过载，信号F的值为逻辑真；(5)在充电过程中：当信号A0的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P1，安全控制器断开充电电路直至信号A0逻辑值为假或断开时间为t1秒，t1取值范围为0+～+∞；当信号C0的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P1，安全控制器断开充电电路直至信号C0逻辑值为假或断开时间为t2秒，t2取值范围为0+～+∞；当信号B0的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P2，安全控制器选择小电流充电档，以小电流充电直至信号B0逻辑值为假；当信号D0的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P2，安全控制器选择小电流充电档，以小电流充电直至信号D0逻辑值为假；当信号E的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P1，安全控制器断开充电电路直至信号E逻辑值为假或断开时间为t4秒，t4取值范围为0+～+∞；(6)在放电过程中：当信号B0的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P3，安全控制器断开放电电路直至信号B0逻辑值为假或断开时间为t5秒，t5取值范围为0+～+∞；当信号C0的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P3，安全控制器断开放电电路直至信号C0逻辑值为假或断开时间为t6秒，t6取值范围为0+～+∞；信号D0的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P3，安全控制器断开放电电路直至信号D0逻辑值为假或断开时间为t7秒，t7取值范围为0+～+∞；当信号F的逻辑值为真，向安全控制器输出信号P1，安全控制器断开放电电路直至信号F逻辑值为假或断开时间为t8秒，t8取值范围为0+～+∞。