一种电池组充电控制电路的制作方法

本实用新型涉及电池组充电控制领域。

背景技术：

新能源技术快速发展，特别是锂电池在后备储能和电动汽车等领域的广泛应用，对关键的电池储能和电池管理技术提出更高要求，需要提升对电池组充电的有效性和均衡能力，使电池组的储能特性发挥到最佳。特别是高压电池组的使用，需要有效解决高电压充电的使用安全问题。同时需要降低高压充电设备的硬件成本，使新能源电池技术能够得到更广泛的推广和应用。

充电过程中，若电源电压的波动可能会影响到后期电池组的使用寿命，同时也会影响到本次充电的质量，因此对于充电过程的监控尤为重要，目前的常用监控手段是采用电池管理单元，当仍无法满足特殊情况下的监控需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种可以有效对充电状态中的电池组进行监控和管理的系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种电池组充电控制电路，电池组由相互电连接的电池单元构成，所述电池组设有采集每个电池单元电压、电量参数的电池管理单元，所述电池组设有充电接口，所述充电接口设有电压采集单元，所述电压采集单元输出充电电压信号至控制器，所述电池管理单元与控制器通信，每个所述电池单元通过开关元件与电池组连接或断开，所述控制器经开关驱动机构输出驱动信号至每个开关元件。

每个电池单元均盘绕有水冷管路，每个所述水冷管路上均设有一个冷却电磁阀，每个所述冷却管路的两端接入到冷却支管上，所述冷却支管上与每个冷却管路连接的两个连通位置之间均设有一个支管电磁阀，所述冷却支管的两端接入到冷却主管上，所述冷却主管上与每个冷却支管连接的两个连通位置之间均设有一个主管电磁阀，所述冷却主管两端连接冷却水箱，且冷却主管其中一端设有冷却泵，控制器输出控制信号至冷却控制器，所述冷却控制器经冷却控制单元输出驱动信号至冷却电磁阀、支管电磁阀、主管电磁阀以及冷却泵。

每个所述电池单元均设有一个采集该电池单元温度的温度传感器，所述温度传感器输出温度信号至控制器。

每个所述电池单元的正极连接正极输入端，负极连接负极输入端，相邻电池单元的正极输入端连接相邻电池单元的负极输入端构成串联的电池组，每个所述电池单元的正极输入端和负极输入端之间通过第二开关元件连接，所述正极输入端与电池单元正极或者负极输入端与电池单元负极之间设有第一开关元件。

基于所述电池组充电控制电路的控制方法，其特征在于：

开始充电时，获取充电接口的输入电压；

若输出电压值大于安全值上限则报警，若位于安全值上限和安全值下限之间，则开始为全部电池单元充电，若低于安全值下限则分批次为电池单元充电；

充电状态的电池单元的第一开关元件闭合、第二开关元件断开，非充电状态的电池单元的第一开关元件断开、第二开关元件闭合。

若充电接口的输入电压低于安全值下限，则根据当前充电接口的输入电压比对预存表格，获取每批次参与充电的电池单元数量，充电过程中，若当前参与充电的某一个或多个电池单元电量充满，则断开已经充满电的电池单元的开关元件，并加入尚未充满电的电池单元参与充电，使当前参与充电的电池单元数量与查表获得的数值相同，直至所有电池单元均充满电。

若某个电池单元的当前温度超过温度上限，则启动冷却泵。

当启动冷却泵后，支管阀门和主管阀门保持常开，冷却阀门保持常闭，当前某个或多个温度超过温度上限的电池单元，则打开为上述电池单元冷却的冷却管路上的冷却电磁阀，闭合上述冷却管路两端之间的支管电磁阀，同时闭合上述冷却支管两端之间的主管电磁阀。

当启动冷却泵后，当某个或多个电池单元的温度由超过温度上限降低到温度下限，则闭合该电池单元冷却管路上的冷却电磁阀，打开该冷却管路两端之间的支管电磁阀，当冷却支管上所有支管电磁阀均打开后，则打开该冷却支管两端之间的主管电磁阀。

本实用新型系统结构简单，监控可靠，能够有效保护电池组的充电过程。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为系统原理框图；

图2为开关元件连接示意图；

图3为冷却管路连接示意图。

具体实施方式

电池组由相互电连接的电池单元构成，如图2所示，每个电池单元的正极连接正极输入端，负极连接负极输入端，相邻电池单元的正极输入端连接相邻电池单元的负极输入端构成串联的电池组，每个电池单元的正极输入端和负极输入端之间通过第二开关元件连接，正极输入端与电池单元正极或者负极输入端与电池单元负极之间设有第一开关元件。构成一个通过开关元件可以控制每个电池单元与电池组连接或断开的关系。

电池组设有采集每个电池单元电压、电量参数的电池管理单元，电池管理单元将所采集的信号输送至控制器，电池组设有充电接口，充电接口设有电压采集单元，电压采集单元输出充电电压信号至控制器，控制器经开关驱动机构输出驱动信号至每个开关元件。从而控制电池单元与电池组连接或断开的关系。

开始充电时，获取充电接口的输入电压；

若输出电压值大于安全值上限则报警，若位于安全值上限和安全值下限之间，则开始为全部电池单元充电，若低于安全值下限则分批次为电池单元充电；

充电状态的电池单元的第一开关元件闭合、第二开关元件断开，非充电状态的电池单元的第一开关元件断开、第二开关元件闭合。

针对低电压状况，若充电接口的输入电压低于安全值下限，则根据当前充电接口的输入电压比对预存表格，获取每批次参与充电的电池单元数量，充电过程中，若当前参与充电的某一个或多个电池单元电量充满，则断开已经充满电的电池单元的开关元件，并加入尚未充满电的电池单元参与充电，使当前参与充电的电池单元数量与查表获得的数值相同，直至所有电池单元均充满电，使电池组可以应付低电压充电需求。

电池组设有冷却系统，可以采用水冷，如图3所示，每个电池单元均盘绕有水冷管路，每个水冷管路上均设有一个冷却电磁阀，每个冷却管路的两端接入到冷却支管上，冷却支管上与每个冷却管路连接的两个连通位置之间均设有一个支管电磁阀，冷却支管的两端接入到冷却主管上，冷却主管上与每个冷却支管连接的两个连通位置之间均设有一个主管电磁阀，构成一个可以选择性接入冷却系统的水冷装置，冷却主管两端连接冷却水箱，水箱内的水可以通过风力冷却，冷却主管其中一端设有冷却泵，控制器输出控制信号至冷却控制器，冷却控制器经冷却控制单元输出驱动信号至冷却电磁阀、支管电磁阀、主管电磁阀以及冷却泵，每个所述电池单元均设有一个采集该电池单元温度的温度传感器，温度传感器输出温度信号至控制器，这样控制器可以根据当前每个电池单元的温度，控制进入进行冷却的电池单元，达到精确和重点冷却的目的，有助于提高冷却的效果。

冷却的控制策略如下：

若某个电池单元的当前温度超过温度上限，则启动冷却泵。

当启动冷却泵后，支管阀门和主管阀门保持常开，冷却阀门保持常闭，当前某个或多个温度超过温度上限的电池单元，则打开为上述电池单元冷却的冷却管路上的冷却电磁阀，闭合上述冷却管路两端之间的支管电磁阀，同时闭合上述冷却支管两端之间的主管电磁阀。

当启动冷却泵后，当某个或多个电池单元的温度由超过温度上限降低到温度下限，则闭合该电池单元冷却管路上的冷却电磁阀，打开该冷却管路两端之间的支管电磁阀，当冷却支管上所有支管电磁阀均打开后，则打开该冷却支管两端之间的主管电磁阀。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。