不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统及其控制方法与流程

本发明属于锂电池储能，具体涉及一种不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统及其控制方法。

背景技术：

1、锂电池作为能源储存设备广泛应用于各类电子设备中，其性能直接决定了系统的整体运行效率。现有的锂电池系统主要由功率型电芯或能量型电芯组成，功率型电芯适合高功率瞬时输出，但其能量密度较低，无法提供长时间的稳定供电；而能量型电芯则能在长时间负载下提供稳定电能，但其高功率输出性能不佳，特别是在低温环境中，能量型电芯的放电效率大幅下降。

2、现有的锂电池系统往往将功率型电芯与能量型电芯独立管理或并联使用，但这种设计并未充分发挥两者的性能优势。尤其在面对复杂工况或低温环境时，无法同时满足对高功率输出和长时间稳定供电的需求。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统机器。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

2、第一方面，本发明提供了一种不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统，包括：不对称的多个功率型电芯和多个能量型电芯，所述功率型电芯的数量比所述能量型电芯的数量少一个，所述多个功率型电芯串联，所述多个能量型电芯串联；

3、其中，在每个功率型电芯和对应的能量型电芯之间设置有串联的二极管和电感，第n个功率型电芯与第n+1个能量型电芯之间设置有一个mos开关管；所述不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统在双向充放电模式下，由所述mos开关管控制所述能量型电芯向所述功率型电芯充电加热或所述功率型电芯向所述能量型电芯充电加热；在所述能量型电芯向所述功率型电芯充电加热的过程中，由所有所述能量型电芯组成电池组向直流负载供电；在所述功率型电芯向所述能量型电芯充电加热的过程中，由充电的部分功率型电芯与未接收充电的能量型电芯组成电池组向直流负载供电。

4、第二方面，本发明提供了一种不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统的控制方法，用于控制第一方面的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统，所述控制方法包括：

5、从第一个mos开关管开始，依次向每个mos开关管的栅极通入预定占空比的pwm信号，并关断剩余的mos开关管，以使所述不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统处于双向充放电模式；在所述双向充放电模式下当所述pwm信号处于高电平时，由能量型电芯向功率型电芯充电加热，并由所有所述能量型电芯组成电池组向直流负载供电；当所述pwm信号处于低电平时，由所述功率型电芯向所述能量型电芯充电加热，并由充电的部分功率型电芯与未接收充电的能量型电芯组成电池组向所述直流负载供电。

6、有益效果：

7、本发明提供了一种不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统及其控制方法，属于锂电池储能技术领域，通过在不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统中引入mos开关管、电感和二极管元件从而实现低温电池辅助输出和锂电池加热协调统一，极大地简化了辅助控制和相互加热的控制方法，使得功率型电芯和能量型电芯相互加热，并同时向外供电。本发明的控制方法在mos开关管通入pwm信号，能使功率型电芯与能量型电芯相互充放电加热，并组成电池组向外部的直流负载供电；此外本发明利用pwm信号控制可以保证系统高效稳定工作。本发明与传统的辅助输出和充电加热方法相比，控制更简单，效果更好，能长期稳定地供电。

8、以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统，其特征在于，包括：不对称的多个功率型电芯和多个能量型电芯，所述功率型电芯的数量比所述能量型电芯的数量少一个，所述多个功率型电芯串联，所述多个能量型电芯串联；

2.根据权利要求1所述的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统，其特征在于，所述功率型电芯的个数为4个，所述能量型电芯的个数为5个，所述mos开关管、电感和二极管的个数均为4个；

3.根据权利要求1所述的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统，其特征在于，所述能量型电芯为磷酸铁锂电池，所述功率型电芯为镍钴锰三元锂电池。

4.根据权利要求1所述的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统，其特征在于，所述能量型电芯和所述功率型电芯的额定电压相等，所述功率型电芯的容量少于所述能量型电芯的容量。

5.一种不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统的控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1至4任一项所述不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统，所述控制方法包括：

6.根据权利要求5所述的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统的控制方法，其特征在于，在所述双向充放电模式下，重复从第一个mos开关管开始，依次向每个mos开关管的栅极通入预定占空比的pwm信号，并关断剩余的mos开关管，以使所述不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统处于双向充放电模式，直至所述功率型电芯与所述能量型电芯所组成的电池组的温度高于设定温度，则控制所有mos开关管的导通方式完成双向充放电加热。

7.根据权利要求5所述的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统的控制方法，其特征在于，所述从第一个mos开关管开始，依次向每个mos开关管的栅极通入预定占空比的pwm信号，并关断剩余的mos开关管，以使所述不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统处于双向充放电模式包括：

8.根据权利要求5所述的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统的控制方法，其特征在于，所述从第一个mos开关管开始，依次向每个mos开关管的栅极通入预定占空比的pwm信号，并关断剩余的mos开关管，以使所述不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统处于双向充放电模式包括：

9.根据权利要求5所述的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统的控制方法，其特征在于，所述从第一个mos开关管开始，依次向每个mos开关管的栅极通入预定占空比的pwm信号，并关断剩余的mos开关管，以使所述不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统处于双向充放电模式包括：

10.根据权利要求5所述的不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统的控制方法，其特征在于，所述从第一个mos开关管开始，依次向每个mos开关管的栅极通入预定占空比的pwm信号，并关断剩余的mos开关管，以使所述不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统处于双向充放电模式包括：

技术总结本发明提供了一种不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统及其控制方法，属于锂电池储能技术领域，通过在不对称的功率型和能量型锂电芯集成系统中引入MOS开关管、电感和二极管元件从而实现低温电池辅助输出和锂电池加热协调统一，极大地简化了辅助控制和相互加热的控制方法，使得功率型电芯和能量型电芯相互加热，并同时向外供电。本发明的控制方法在MOS开关管通入PWM信号，能使功率型电芯与能量型电芯相互充放电加热，并组成电池组向外部的直流负载供电；此外本发明利用PWM信号控制可以保证系统高效稳定工作。本发明与传统的辅助输出和充电加热方法相比，控制更简单，效果更好，能长期稳定地供电。技术研发人员：袁志和,毛才进,袁朝勇,袁朝明受保护的技术使用者：江苏欧力特能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/23