申请/专利权人：清华大学

申请日：2020-03-31

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN111431232B

主分类号：H02J7/00

分类号：H02J7/00;H02J3/32;H01M10/42

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2020.08.11#实质审查的生效;2020.07.17#公开

摘要：本发明涉及一种采用柔性连接保护的退役电池模组，用于实现差异化的退役电池模组成组并实现梯次电池利用。所述电池模组柔性连接模块具有执行和监测单元，能够检测电池及模组电压、温度，并上传。在电池充放电过程中，当电池电压超出电池的正常工作电压范围时，将电池退出，保护电池，同时通过均一充电控制功能，从而实现差异化的退役电池模组成组并实现梯次电池利用。本发明还涉及一种电池组，所述电池组通过将多个电池模组利用所述电池模组柔性连接装置依次串联而成。

主权项：1.一种采用柔性连接保护的退役电池模组，其特征在于，包括：采用柔性连接模块串联的若干组退役电池模组、总控装置，总控装置采集若干组退役电池模组的电压、电流、温度信息，所述退役电池模组包括充放电开关K1、充电二极管D1、旁路开关K2、旁路二极管D2和监测控制单元；其中，所述充放电开关K1与旁路开关K2为机械或逻辑互锁；所述充放电开关K1的一端与电池接口的″+″相连，另一端与充放电接口的″+″相连，实现电池模块的充放电；所述旁路开关K2的一端与充放电接口的″+″相连，另一端与充放电接口的″-″相连，实现对电池模块的旁路；所述充电二极管D1的阳极与充放电接口的″+″相连，阴极与电池接口的″-″相连，实现充放电开关K1动作时的续流和电池模块旁路时的阻断；所述旁路二极管D2的阴极与充放电接口的″+″相连，阳极与充放电接口的″-″相连，实现旁路开关K2动作时的续流和电池模块从旁路状态到接入状态的阻断；每个所述监测控制单元均与总控装置连接；同时，在充电状态下，正常充电开始，总控装置检测低电压区单体退役电池模组之间压差是否小于设定的阈值，检测结果为否时总控装置控制开启下压区充电均一手段，此时退役电池模组单体电压较低，设定的均一开启阈值较大，以快速将退役电池模组单体电压值充电到较高电压，来缩短整体的充电时间；检测结果为是时继续充电，一段时间后检测退役电池模组单体均值是否大于上电压区电压值，当检索结果为是后，继续检测退役电池模组单体电压与单体均值差值是否小于均一阈值，若检索结果为否，则开启上压区充电均一手段后继续充电，直至检测结果为是，进而直接检测退役电池模组单体电压是否大于过充电阈值，当结果为是，则退役电池模组充电完成;所述退役电池模组的柔性连接模块具有以下工作状态：充放电状态：充放电开关K1闭合，其它开关均断开；旁路状态：旁路开关K2闭合，其它开关均断开；所述充放电开关K1和旁路开关K2动作时，由于充电二极管D1和旁路二极管D2的续流和单向阻断作用，保证了柔性连接模块回路的完整连通而没有回路开路的危险;当所述监测控制单元收到旁路命令后，将发出旁路命令，执行从充放电状态向旁路状态转换过程，将电池退出；当所述监测控制单元收到电池接入命令后，将发出接入命令，执行从旁路状态向充放电状态转换过程，将电池接入;充放电状态和旁路状态之间转换，转换过程如下：从旁路状态转换为充电状态：断开K2→D1续流→闭合K1，转换过程完成；转换过程中，D1短时导通，无需散热器；从旁路状态转换为放电状态：断开K2→D2续流→闭合K1→D2阻断，转换过程完成，转换过程中，D2短时导通，无需散热器;充放电状态之间的转换过程：由于充放电时K1处于闭合状态，充、放电转换自然进行；充电状态转换为旁路状态：断开K1→D1续流→闭合K2→D1阻断，转换过程完成；放电状态转换为旁路状态：断开K1→D2续流→闭合K2→D2阻断，转换过程完成；在充电开始前，电池簇控制管理单元根据直流母线电压，在n+k个电池模组中选择端电压较小的n个电池模组投入，其他k个电池模组退出旁路；经过这样的选择，使m个电池簇的端电压相同,然后各电池簇依次接入直流母线开始充电,其中n个电池模组为建立直流母线电压必须的数量，k个电池模组为冗余;设定轮流间隔时间为ΔT，每经历一个ΔT，退出充电中端电压最大的那个电池模组，投入k个旁路状态中端电压最小的电池模组，如此循环，直到每个电池模组均充满电;所述监测控制单元的第①端口与电池模块的电压、温度采集接口相连，第②端口为对外通信接口，第③端口控制充放电开关K1和旁路开关K2的动作；所述监测控制单元的输入为电池模块的电压、温度；所述监测控制单元的输出为充放电开关K1、旁路开关K2的控制和功率驱动信号；监测控制单元的通信接口负责对外通信接口；所述监测控制单元实现电池模组的电压、温度的监测，控制充放电开关K1、旁路开关K2动作，负责对外通信。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 清华大学 一种采用柔性连接保护的退役电池模组

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