本發(fā)明屬于鋰電池儲(chǔ)能，具體涉及一種不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、鋰電池作為能源儲(chǔ)存設(shè)備廣泛應(yīng)用于各類電子設(shè)備中，其性能直接決定了系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率?，F(xiàn)有的鋰電池系統(tǒng)主要由功率型電芯或能量型電芯組成，功率型電芯適合高功率瞬時(shí)輸出，但其能量密度較低，無法提供長時(shí)間的穩(wěn)定供電；而能量型電芯則能在長時(shí)間負(fù)載下提供穩(wěn)定電能，但其高功率輸出性能不佳，特別是在低溫環(huán)境中，能量型電芯的放電效率大幅下降。

2、現(xiàn)有的鋰電池系統(tǒng)往往將功率型電芯與能量型電芯獨(dú)立管理或并聯(lián)使用，但這種設(shè)計(jì)并未充分發(fā)揮兩者的性能優(yōu)勢。尤其在面對(duì)復(fù)雜工況或低溫環(huán)境時(shí)，無法同時(shí)滿足對(duì)高功率輸出和長時(shí)間穩(wěn)定供電的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)機(jī)器。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)，包括：不對(duì)稱的多個(gè)功率型電芯和多個(gè)能量型電芯，所述功率型電芯的數(shù)量比所述能量型電芯的數(shù)量少一個(gè)，所述多個(gè)功率型電芯串聯(lián)，所述多個(gè)能量型電芯串聯(lián)；

3、其中，在每個(gè)功率型電芯和對(duì)應(yīng)的能量型電芯之間設(shè)置有串聯(lián)的二極管和電感，第n個(gè)功率型電芯與第n+1個(gè)能量型電芯之間設(shè)置有一個(gè)mos開關(guān)管；所述不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)在雙向充放電模式下，由所述mos開關(guān)管控制所述能量型電芯向所述功率型電芯充電加熱或所述功率型電芯向所述能量型電芯充電加熱；在所述能量型電芯向所述功率型電芯充電加熱的過程中，由所有所述能量型電芯組成電池組向直流負(fù)載供電；在所述功率型電芯向所述能量型電芯充電加熱的過程中，由充電的部分功率型電芯與未接收充電的能量型電芯組成電池組向直流負(fù)載供電。

4、第二方面，本發(fā)明提供了一種不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)的控制方法，用于控制第一方面的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)，所述控制方法包括：

5、從第一個(gè)mos開關(guān)管開始，依次向每個(gè)mos開關(guān)管的柵極通入預(yù)定占空比的pwm信號(hào)，并關(guān)斷剩余的mos開關(guān)管，以使所述不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)處于雙向充放電模式；在所述雙向充放電模式下當(dāng)所述pwm信號(hào)處于高電平時(shí)，由能量型電芯向功率型電芯充電加熱，并由所有所述能量型電芯組成電池組向直流負(fù)載供電；當(dāng)所述pwm信號(hào)處于低電平時(shí)，由所述功率型電芯向所述能量型電芯充電加熱，并由充電的部分功率型電芯與未接收充電的能量型電芯組成電池組向所述直流負(fù)載供電。

6、有益效果：

7、本發(fā)明提供了一種不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)及其控制方法，屬于鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，通過在不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)中引入mos開關(guān)管、電感和二極管元件從而實(shí)現(xiàn)低溫電池輔助輸出和鋰電池加熱協(xié)調(diào)統(tǒng)一，極大地簡化了輔助控制和相互加熱的控制方法，使得功率型電芯和能量型電芯相互加熱，并同時(shí)向外供電。本發(fā)明的控制方法在mos開關(guān)管通入pwm信號(hào)，能使功率型電芯與能量型電芯相互充放電加熱，并組成電池組向外部的直流負(fù)載供電；此外本發(fā)明利用pwm信號(hào)控制可以保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定工作。本發(fā)明與傳統(tǒng)的輔助輸出和充電加熱方法相比，控制更簡單，效果更好，能長期穩(wěn)定地供電。

8、以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)，其特征在于，包括：不對(duì)稱的多個(gè)功率型電芯和多個(gè)能量型電芯，所述功率型電芯的數(shù)量比所述能量型電芯的數(shù)量少一個(gè)，所述多個(gè)功率型電芯串聯(lián)，所述多個(gè)能量型電芯串聯(lián)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)，其特征在于，所述功率型電芯的個(gè)數(shù)為4個(gè)，所述能量型電芯的個(gè)數(shù)為5個(gè)，所述mos開關(guān)管、電感和二極管的個(gè)數(shù)均為4個(gè)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)，其特征在于，所述能量型電芯為磷酸鐵鋰電池，所述功率型電芯為鎳鈷錳三元鋰電池。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)，其特征在于，所述能量型電芯和所述功率型電芯的額定電壓相等，所述功率型電芯的容量少于所述能量型電芯的容量。

5.一種不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，用于控制權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)，所述控制方法包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，在所述雙向充放電模式下，重復(fù)從第一個(gè)mos開關(guān)管開始，依次向每個(gè)mos開關(guān)管的柵極通入預(yù)定占空比的pwm信號(hào)，并關(guān)斷剩余的mos開關(guān)管，以使所述不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)處于雙向充放電模式，直至所述功率型電芯與所述能量型電芯所組成的電池組的溫度高于設(shè)定溫度，則控制所有mos開關(guān)管的導(dǎo)通方式完成雙向充放電加熱。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述從第一個(gè)mos開關(guān)管開始，依次向每個(gè)mos開關(guān)管的柵極通入預(yù)定占空比的pwm信號(hào)，并關(guān)斷剩余的mos開關(guān)管，以使所述不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)處于雙向充放電模式包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述從第一個(gè)mos開關(guān)管開始，依次向每個(gè)mos開關(guān)管的柵極通入預(yù)定占空比的pwm信號(hào)，并關(guān)斷剩余的mos開關(guān)管，以使所述不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)處于雙向充放電模式包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述從第一個(gè)mos開關(guān)管開始，依次向每個(gè)mos開關(guān)管的柵極通入預(yù)定占空比的pwm信號(hào)，并關(guān)斷剩余的mos開關(guān)管，以使所述不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)處于雙向充放電模式包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述從第一個(gè)mos開關(guān)管開始，依次向每個(gè)mos開關(guān)管的柵極通入預(yù)定占空比的pwm信號(hào)，并關(guān)斷剩余的mos開關(guān)管，以使所述不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)處于雙向充放電模式包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)及其控制方法，屬于鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，通過在不對(duì)稱的功率型和能量型鋰電芯集成系統(tǒng)中引入MOS開關(guān)管、電感和二極管元件從而實(shí)現(xiàn)低溫電池輔助輸出和鋰電池加熱協(xié)調(diào)統(tǒng)一，極大地簡化了輔助控制和相互加熱的控制方法，使得功率型電芯和能量型電芯相互加熱，并同時(shí)向外供電。本發(fā)明的控制方法在MOS開關(guān)管通入PWM信號(hào)，能使功率型電芯與能量型電芯相互充放電加熱，并組成電池組向外部的直流負(fù)載供電；此外本發(fā)明利用PWM信號(hào)控制可以保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定工作。本發(fā)明與傳統(tǒng)的輔助輸出和充電加熱方法相比，控制更簡單，效果更好，能長期穩(wěn)定地供電。

技術(shù)研發(fā)人員：袁志和,毛才進(jìn),袁朝勇,袁朝明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇歐力特能源科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23