一种充电电池组件防过放保护方法、系统及装置与流程

1.本发明专利涉及储能电池技术领域，尤其指一种充电电池组件防过放保护方法、系统及装置。


背景技术：

2.随着电动汽车的普及，亟需充电电池组件灵活地为电动汽车补电，充电电池组件集成了大容量的电池，需要经常反复充放电，电池组件经常过放电会对所述电池造组件造成不可逆转的损伤。
3.目前市场上的保护策略为单一的控制剩余电量，由于充电电池组件由上百组电芯通过串并联方式连接组合而成，单体电芯随着充放电次数的增加，电芯性能会出现差异，具体体现在单体电芯电压、容量等参数上，因此通过单纯的整包剩余电量方法，不能有效判断单体电芯电压，不能在电池电压降低时进行限流，从而有效保护电芯，延长电池使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种充电电池组件防过放保护方法、系统及装置，解决充电电池组件在反复充放电过程中，电池组件经常过放电对电池组件造成的不可逆损伤问题，从而有效保护电池组件内单体电芯，延长电池组件使用寿命，提高电池组件在充放电时的使用效率。
5.为实现本发明以上的发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
6.本发明提供一种充电电池组件防过放的保护方法，包括：
7.当电池组件处于放电状态时，监测电池组件的放电参数信息；放电参数信息包括：soc、放电电流值、单体电芯电压值；
8.当电池组件的soc低于预设soc阈值、放电电流值高于预设电流阈值时，对电池组件进行限流保护；
9.当电池组件中存在单体电芯电压值低于预设电压阈值时，对低于预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护；电池组件包括多个电池簇栅格单元，每个电池栅格单元中包括多个单体电芯。
10.进一步的，所述对所述电池组件进行限流保护包括：
11.启动所述电池组件所在放电回路的限流支路，对所述电池组件进行限流，并继续监测所述电流组件的放电电流值，所述限流支路包括限流电路与延时电路。
12.进一步的，在监测所述电池组件的放电参数信息之后还包括：
13.当所述电池组件的soc低于所述预设soc阈值，放电电流值低于所述预设电流阈值时，切断所述电池组件所在的放电回路，使所述电池组件停止放电。
14.进一步的，所述对低于所述预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护包括：
15.关断低于所述预设电压阈值的单体电芯所在电池簇栅格单元，使所述电池簇栅格单元停止对外放电。
16.进一步的，所述对低于所述预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护还包括：
17.分析所述电池簇栅格单元内是否存在单体电芯电压值高于所述预设电压阈值的单体电芯；
18.当所述电池簇栅格单元内存在单体电芯电压值高于所述预设电压阈值的单体电芯时，高于所述预设电压阈值的单体电芯向低于所述预设电压阈值的单体电芯充电。
19.进一步的，对低于所述预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护还包括：
20.当低于预设电压阈值的单体电芯完成充电时，低于所述预设电压阈值的单体电芯所在电池簇栅格单元再次进行放电。
21.本发明还包括一种充电电池组件防过放的保护系统，包括：
22.电池组件，所述电池组件包括多个电池簇栅格单元，每个电池簇栅格单元中包括多个单体电芯；
23.监测模块，当所述电池组件处于放电状态时，监测所述电池组件的放电参数信息，所述放电参数信息包括：soc、放电电流值、单体电芯电压值；
24.限流模块，所述限流模块与所述监测模块连接，当所述电池组件的soc低于所述预设soc阈值、放电电流值高于所述预设电流阈值时，对所述电池组件进行限流保护；
25.稳压模块，所述稳压模块与所述监测模块连接，当所述电池组件中存在单体电芯电压值低于所述预设电压阈值时，对低于所述预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护。
26.进一步的，所述限流模块包括：
27.限流电路和延时电路，当所述电池组件的soc低于预设soc阈值、放电电流值高于预设电流阈值时，启动所述电池组件所在放电回路的限流电路，并通过所述延时电路控制对所述电池组件进行限流的时间。
28.进一步的，所述稳压模块包括：
29.电池簇栅格控制单元，当所述电池组件中存在单体电芯电压值低于预设电压阈值时，关断低于所述预设电压阈值的单体电芯所在电池簇栅格单元，使所述电池簇栅格单元停止对外放电；当低于预设电压阈值的单体电芯完成充电时，低于所述预设电压阈值的单体电芯所在电池簇栅格单元再次进行放电；
30.单体电芯控制单元，分析所述电池簇栅格单元内是否存在单体电芯电压值高于所述预设电压阈值的单体电芯，当所述电池簇栅格单元内存在单体电芯电压值高于所述预设电压阈值的单体电芯时，高于所述预设电压阈值的单体电芯向低于所述预设电压阈值的单体电芯充电。
31.本发明还包括一种充电电池组件防过放的保护装置，包括：
32.电池组件，与bms管理系统从机模块、限流电路、稳压电路连接，所述电池组件包括多个电池簇栅格单元，每个电池簇栅格单元中包括多个单体电芯；
33.bms电池管理系统从机模块，与限流电路、稳压电路、bms电池管理系统主控模块连接，当电池组件处于放电状态时，监测所述电池组件的放电参数信息，接收所述bms电池管理系统主控模块控制信息，控制限流支路与稳压电路开断；所述放电参数信息包括：soc、放电电流值、单体电芯电压值；
34.bms电池管理系统主控模块，用于分析所述bms电池管理系统从机模块采集到的电池参数信息，当所述电池组件的soc低于预设soc阈值、放电电流值高于预设电流阈值时，输
出开启限流保护指令，当所述电池组件中存在单体电芯电压值低于预设电压阈值时，输出开启稳压电路指令；
35.限流支路，用于对所述电池组件进行限流保护；
36.稳压电路，用于对低于所述预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护。
37.本发明提供一种充电电池组件防过放保护方法、系统、装置，至少具有以下增益效果：
38.1)解决充电电池组件防过放过程中，在放电电流过大时直接切断放电回路继电器给电池带来的不可逆损伤，有效提高充电电池组件的充放电效率与使用寿命；
39.2)针对在现有技术中解决充电电池组件防过放问题为单一的控制剩余电量，不能有效判断单体电压，不能有效的防止单体电芯由于性能差异，引起的长期过放损伤问题，可以有效解决由于单体电芯性能差异引起的电电池组件整体效率下降，大幅提高电池充放电效率与使用寿命。
附图说明
40.下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种充电电池组件防过放的保护方法、系统、装置的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
41.图1是本发明一种充电电池组件防过放的保护方法的一个实施例的流程图；
42.图2是本发明一种充电电池组件防过放的保护方法的另一个实施例的流程图；
43.图3是本发明一种充电电池组件防过放的保护方法的另一个实施例的流程图；
44.图4是本发明一种充电电池组件防过放的保护系统的一个实施例流程图；
45.图5是本发明一种充电电池组件防过放的保护装置的一个实施例流程图；
46.图6是本发明一种充电电池组件防过放的保护方法中限流支路的一个实施例的示例图；
47.图7是本发明一种充电电池组件防过放的保护方法中稳压电路的一个实施例的示例图；
具体实施方式
48.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
49.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
50.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
51.还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是
指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
52.另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
53.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
54.本发明的一个实施例，如图1所示，一种充电电池组件防过放的保护方法，包括：
55.s100当电池组件处于放电状态时，监测电池组件的放电参数信息；所述放电参数信息包括：soc、放电电流值、单体电芯电压值。
56.具体的，soc(state of charge)是指电池荷电状态，数值等于(电池中剩余的电荷余量/电池的额定电荷容量)
×
100％。另外，监测的放电电流值包括电池直接输出的放电电流值以及经过限流支路后输出的限流支路值。监测的电池状态参数目的在于判断电池在放电过程中是否存在过放风险，其中采集的包括但不限于soc值、放电电流值、单体电芯电压值、温度等等。
57.s210当电池组件的soc低于预设soc阈值、放电电流值高于预设电流阈值时，对所述电池组件进行限流保护。
58.具体的，预设的soc阈值范围应结合电池放电状态设置，放电电流阈值应结合电池参数性能设置，如设soc置为10％，放电电流阈值设置为10a时，当电池组件soc高于10％时，电池组件正常放电，电池组件的soc低于10％，放电电流高于10a时，则启动限流保护；当电池组件soc低于10％，放电电流低于10a时，切断电池组件对外放电。
59.s220当电池组件中存在单体电芯电压值低于预设电压阈值时，对低于所述预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护；所述电池组件包括多个电池簇栅格单元，每个电池栅格单元中包括多个单体电芯。
60.具体的，电池组件由n个电池簇组成，每个电池簇由m个单体电芯组合而成，整个电池组件由n*m个单体电芯组成，当n取3，m取10时，即该电池组件由a、b、c，3个电池簇栅格单元组成，每个电池簇栅格单元包括10个单体电芯，a1～a10、b1～b10、c1～c10。当监测到该电池组件中a1单体电芯电压值低于预设电压阈值则关断a电池簇栅格单元对外放电，由该a电池簇栅格单元内电压值高于预设阈值的a2～a10中任一电芯为a1充电。单体电芯电压阈值应结合电池参数与温度设置，具体应该在1.8v～2.0v之间。
61.同时在本实施例中，监测与控制电池电组件与电路的操作行为可以同时进行，即存在在启动限流电路的同时，由电池组件内高于预设电压阈值的电芯对低与预设电压阈值的电芯进行充电的情况，同时包含在高于预设电压阈值的电芯对低与预设电压阈值的电芯充电时，高于预设电压阈值的电芯电压值在充电过程中电压低于预设的电压阈值时切断充电的情况。
62.本实施例可以解决充电电池组件防过放过程中，在放电电流过大时直接切断放电回路继电器给电池带来的不可逆损伤，有效提高充电电池组件的充放电效率与使用寿命；针对在现有技术中解决充电电池组件防过放问题为单一的控制剩余电量，不能有效判断单体电压，不能有效的防止单体电芯由于性能差异，引起的长期过放损伤问题，可以有效解决
由于单体电芯性能差异引起的电电池组件整体效率下降，大幅提高电池充放电效率与使用寿命。
63.本发明的另一个实施例，如图2所示，一种充电电池防过放保护方法，包括：
64.s100当电池组件处于放电状态时，监测电池组件的放电参数信息；所述放电参数信息包括：soc、放电电流值、单体电芯电压值。
65.具体的，soc(state of charge)是指电池荷电状态，数值等于(电池中剩余的电荷余量/电池的额定电荷容量)
×
100％。另外监测的放电电流值包括电池直接输出的放电电流值以及经过限流支路后输出的限流支路值。监测的电池状态参数目的在于判断电池在放电过程中是否存在过放风险，其中采集的包括但不限于soc值、放电电流值、单体电芯电压值、温度等等。
66.s211启动电池组件所在放电回路的限流支路，对电池组件进行限流，并继续监测电流组件的放电电流值，限流支路包括限流电路与延时电路。
67.具体的，在充电电池组件放电过程中，bms电池管理系统监测电池soc值，当soc值高于预定电流阈值时，放电电路正常工作；在bms电池管理系统分析放电电流值高于预定电流阈值时，bms电池管理系统启动限流电路，经过限流支路延时操作后，再次监测放电电流值。
68.s212当电池组件的soc低于预设soc阈值，放电电流值低于预设电流阈值时，切断电池组件所在的放电回路，使电池组件停止放电。
69.具体的，当soc值低于预定电流阈值时，bms电池管理系统监测放电电流值；放电电流值小于预定电流阈值时，切断放电回路继电器。
70.优选的，bms电池管理系统接收到外部回路的放电电流申请后，打开放电回路中继电器，依照当前环境管理控制电池组件放电电流，随着电池组件放电的进行，实时监测电池组件soc状态，当电池组件soc低于10％时，bms电池管理系统监控电池组件放电状态，如果此时放电电流大于10a，为了防止立刻关断电流输出对电芯的损伤，bms电池管理系统启动放电回路的限流电路，降低电池组件放电的电流输出，延时3s,监测放电电流低于10a之后bms电池控制系统切断放电回路继电器，关断电池组件对外放电。
71.s220当电池组件中存在单体电芯电压值低于预设电压阈值时，对低于预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护；电池组件包括多个电池簇栅格单元，每个电池栅格单元中包括多个单体电芯。
72.具体的，电池组件由n个电池簇组成，每个电池簇由m个单体电芯组合而成，整个电池组件由n*m个单体电芯组成，当n取3，m取10时，即该电池组件由a、b、c，3个电池簇栅格单元组成，每个电池簇栅格单元包括10个单体电芯，a1～a10、b1～b10、c1～c10。当监测到该电池组件中a1单体电芯电压值低于预设电压阈值则关断a电池簇栅格单元对外放电，由该a电池簇栅格单元内电压值高于预设阈值的a2～a10中任一电芯为a1充电。单体电芯电压阈值应结合电池参数与温度设置，具体应该在1.8v～2.0v之间。
73.在本实施例中，监测与控制电池电组件与电路的操作行为可以同时进行，即存在在启动限流电路的同时，由电池组件内高于预设电压阈值的电芯对低与预设电压阈值的电芯进行充电的情况，同时包含在高于预设电压阈值的电芯对低与预设电压阈值的电芯充电时，高于预设电压阈值的电芯电压值在充电过程中电压低于预设的电压阈值时切断充电的
情况。
74.并且在本实施例中，当检测到电池组件的soc低于预定soc阈值且放电电流高于预定电流阈值时，通过bms电池管理系统启动与电池回路连接的限流支路，经过延时限流电路后如果放电电流值低于预设电流阈值，则控制放电回路继电器中断放电电路。现有技术中对于检测到锂电池电池组件处于过放状态时，采用直接切断放电回路的方法减小电池组件过放对电池组件本身造成的损害。但切断电池组件放电回路时，放电电流过大会造成锂离子汇集在电池表面，依旧会给电池带来不可逆损伤。本控制方法对过放的电池组件放电回路进行预处理，防止中断电池组件放电时放电电流过大对电池组件造成的不可逆损害，有效地提高了电池组件使用寿命与充放电效率。
75.本发明的另一个实施例，如图3所示，一种充电电池防过放保护方法，包括：
76.s100当电池组件处于放电状态时，监测电池组件的放电参数信息；所述放电参数信息包括：soc、放电电流值、单体电芯电压值。
77.具体的，soc(state of charge)是指电池荷电状态，数值等于(电池中剩余的电荷余量/电池的额定电荷容量)
×
100％。另外监测的放电电流值包括电池直接输出的放电电流值以及经过限流支路后输出的限流支路值。监测的电池状态参数目的在于判断电池在放电过程中是否存在过放风险，其中采集的包括但不限于soc值、放电电流值、单体电芯电压值、温度等等。
78.s210当电池组件的soc低于预设soc阈值、放电电流值高于预设电流阈值时，对所述电池组件进行限流保护。
79.具体的，预设的soc阈值范围应结合电池放电状态设置，放电电流阈值应结合电池参数性能设置，如设soc置为10％，放电电流阈值设置为10a时，当电池组件soc高于10％时，电池组件正常放电，电池组件的soc低于10％，放电电流高于10a时，则启动限流保护；当电池组件的soc低于10％，放电电流低于10a时，切断电池组件对外放电。
80.s221所述电池组件包括多个电池簇栅格单元，每个电池栅格单元中包括多个单体电芯，关断低于预设电压阈值的单体电芯所在电池簇栅格单元，使该电池簇栅格单元停止对外放电。
81.具体的，获取并分析电池组件中单体电芯电压值，当电池组件中单体电芯电压值大于预设电压阈值时，输出关闭电池组件中稳压电路，开启电池组件中单体电芯大于预设电压阈值所在栅格单元对外供电；当电池组件中单体电芯电压值小于预设电压阈值时，开启电池组件中稳压电路，关闭电池组件中单体电芯小于预设电压阈值所在栅格单元对外供电。
82.s222监测该电池簇栅格单元内低于预设电压阈值的电芯之外的其余单体电芯的电压值。
83.s223当其余单体电芯中存在电芯电压值高于预设电压阈值的单体电芯时，电芯电压高于预设电压阈值的单体电芯向低于预设电压阈值的单体电芯充电。
84.s224当低于预设电压阈值的单体电芯完成充电时，低于预设电压阈值的单体电芯所在电池簇栅格单元再次进行放电。
85.具体的，当上述电源簇栅格单元内存在电压值高于上述预设电压阈值的单体电芯，则控制稳压电路使上述电源簇栅格单元内高于预设电压阈值电芯为低于预设电压阈值
电芯充电，上述电源簇栅格单元内单体电压与预设电压阈值偏差超过10mv的且偏离最严重的电芯先进行均衡。当上述电源簇栅格单元内单体电芯电压均位于预设电压阈值
±
10mv内，则判定上述电源簇栅格单元内单体电芯无需均衡，开启上述电源簇栅格单元对外供电，此过程中bms电池管理系统持续获取单体电芯电压信息。
86.同时在本实施例中，监测与控制电池电组件与电路的操作行为可以同时进行，即存在在启动限流电路的同时，由电池组件内高于预设电压阈值的电芯对低与预设电压阈值的电芯进行充电的情况，同时包含在高于预设电压阈值的电芯对低与预设电压阈值的电芯充电时，高于预设电压阈值的电芯电压值在充电过程中电压低于预设的电压阈值时切断充电的情况。
87.优选的，bms电池管理系统主动监控充电电池组件的n*m个单体电芯，当其中某个单体电芯电压低于2.0v时，bms电池管理系统控制此电芯所在的电池簇栅格单元的主动均衡电路的pmos电路，关断此电池簇栅格单元对外放电，再对此电池簇栅格单元内部其余电芯进行电压监测，如果此电池簇栅格单元内存在大于2.0v的电芯，则控制此电池簇电源栅格内高与预设电压阈值的单体电芯为此低于预设电压阈值的单体电芯充电，当该电芯所在电池簇栅格单元内的每个电芯电压位于2.0v
±
10mv内，则判定该电池簇栅格电源内单体电芯无需均衡，bms电池管理系统重新打开此电池簇栅格单元对外供电。
88.本实施例解决在现有技术中，电池组件防过放保护时仅通过检测电池整体参数分析电池是否处于过放状态，以及检测到电池中单体电芯电压值存在差异后通过切断放电回路方式避免电池过放方法所导致对电池单体电芯造成的损害的问题。本方法可以避免由于电池过放过程中单体电芯电压过低对电池组件整体充放电效率的影响，有效提高电池使用寿命。
89.本发明的一个实施例，如图4所示，一种充电电池组件防过放保护系统的示意图，包括：
90.电池组件10，电池组件包括多个电池簇栅格单元，每个电池簇栅格单元中包括多个单体电芯。
91.监测模块20，当电池组件处于放电状态时，用于监测所述电池组件的放电参数信息；放电参数信息包括：soc、放电电流值、单体电芯电压值。
92.具体的，soc(state of charge)是指电池荷电状态，数值等于(电池中剩余的电荷余量/电池的额定电荷容量)
×
100％。另外监测的放电电流值包括电池直接输出的放电电流值以及经过限流支路后输出的限流支路值。监测的电池状态参数目的在于判断电池在放电过程中是否存在过放风险，其中采集的包括但不限于soc值、放电电流值、单体电芯电压值、温度等等。
93.限流模块30，限流模块与监测模块连接，用于当电池组件的soc低于所述预设soc阈值、放电电流值高于预设电流阈值时，对所述电池组件进行限流保护。
94.具体的，预设的soc阈值范围应结合电池放电状态设置，放电电流阈值应结合电池参数性能设置，如设soc置为10％，放电电流阈值设置为10a时，当电池组件的soc高于10％时，电池组件正常放电，电池组件的soc低于10％，放电电流高于10a时，则启动限流保护；当电池组件soc低于10％，放电电流低于10a时，切断电池组件对外放电。
95.稳压模块40，稳压模块与监测模块连接，用于当电池组件中存在单体电芯电压值
低于预设电压阈值时，对低于预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护。
96.具体的，电池组件由n个电池簇组成，每个电池簇由m个单体电芯组合而成，整个电池组件由n*m个单体电芯组成，当n取3，m取10时，即该电池组件由a、b、c，3个电池簇栅格单元组成，每个电池簇栅格单元包括10个单体电芯，a1～a10、b1～b10、c1～c10。当监测到该电池组件中a1单体电芯电压值低于预设电压阈值则关断a电池簇栅格单元对外放电，由该a电池簇栅格单元内电压值高于预设阈值的a2～a10中任一电芯为a1充电。单体电芯电压阈值应结合电池参数与温度设置，具体应该在1.8v～2.0v之间。
97.同时在本实施例中，监测与控制电池电组件与电路的操作行为可以同时进行，即存在在启动限流电路的同时，由电池组件内高于预设电压阈值的电芯对低与预设电压阈值的电芯进行充电的情况，同时包含在高于预设电压阈值的电芯对低与预设电压阈值的电芯充电时，高于预设电压阈值的电芯电压值在充电过程中电压低于预设的电压阈值时切断充电的情况。
98.基于前述实施例，限流模块20包括：
99.限流电路和延时电路，当所述电池组件的soc低于预设soc阈值、放电电流值高于预设电流阈值时，启动所述电池组件所在放电回路的限流电路，并通过所述延时电路控制对所述电池组件进行限流的时间。
100.具体的，在充电电池组件放电过程中，bms电池管理系统监测电池soc值，当soc值高于预定电流阈值时，放电电路正常工作；在bms电池管理系统分析放电电流值高于预定电流阈值时，bms电池管理系统启动限流电路，经过限流支路延时操作后，再次监测放电电流值。
101.当soc值低于预定电流阈值时，bms电池管理系统监测放电电流值；放电电流值小于预定电流阈值时，切断放电回路继电器。
102.优选的，bms电池管理系统接收到外部回路的放电电流申请后，打开放电回路中继电器，依照当前环境管理控制电池放电电流，随着电池设备放电的进行，实时检测电池设备soc状态，当电池设备soc低于10％时，bms电池管理系统监控电池设备放电状态，如果此时放电电流大于10a，为了防止立刻关断电流输出对电芯的损伤，bms电池管理系统启动放电回路的限流电路，降低电池设备放电的电流输出，延时3s,监测放电电流低于10a之后bms电池控制系统切断放电回路继电器，关断电池设备对外放电。
103.本模块中，当检测到电池soc低于预定soc阈值且放电电流高于预定电流阈值时，通过bms电池管理系统启动与电池回路连接的限流支路，经过延时限流电路后如果放电电流值低于预设电流阈值，则控制放电回路继电器中断放电电路。现有技术中对于检测到电池组件处于过放状态时，采用直接切断放电回路的方法减小电池组件过放对电池组件本身造成的损害。但切断电池组件放电回路时，放电电流过大会造成锂离子汇集在电池表面，依旧会给电池带来不可逆损伤。本控制方法对过放的电池组件放电回路进行预处理，防止中断电池组件放电时放电电流过大对电池组件造成的不可逆损害，有效地提高了电池组件使用寿命与充放电效率。
104.基于前述实施例，稳压模块30包括：
105.电池簇栅格控制单元，用于开断低于所述预设电压阈值的单体电芯所在电池簇栅格单元，使所述电池簇栅格单元停止对外放电或再次进行放电；
106.具体的，稳压模块获取并分析电池组件中单体电芯电压值，当电池组件中单体电芯电压值大于预设电压阈值时，关闭电池组件中稳压电路，开启电池组件中单体电芯大于预设电压阈值所在栅格单元对外供电；当电池组件中单体电芯电压值小于预设电压阈值时，开启电池组件中稳压电路，关闭电池组件中单体电芯小于预设电压阈值所在栅格单元对外供电。
107.单体电芯控制单元，用于控制高于所述预设电压阈值的单体电芯向低于所述预设电压阈值的单体电芯充电。
108.优选的，bms电池管理系统主动监控充电电池组件的n*m个单体电芯，当其中某个单体电芯电压低于2.0v时，bms电池管理系统控制此电芯所在的电池簇栅格单元的主动均衡电路的pmos电路，关断此电池簇栅格单元对外放电，再对此电池簇栅格单元内部其余电芯进行电压监测，如果此电池簇栅格单元内存在大于2.0v的电芯，则控制此电池簇电源栅格内高与预设电压阈值的单体电芯为此低于预设电压阈值的单体电芯充电，当该电芯所在电池簇栅格单元内的每个电芯电压位于2.0v
±
10mv内，则判定该电池簇栅格电源内单体电芯无需均衡，bms电池管理系统重新打开此电池簇栅格单元对外供电。
109.本模块解决在现有技术中，电池组件防过放保护时仅通过检测电池整体参数分析电池是否处于过放状态，以及监测到电池中单体电芯电压值存在差异后通过切断放电回路方式避免电池过放方法所导致对电池单体电芯造成的损害的问题。本方法可以避免由于电池过放过程中单体电芯电压过低对电池组件整体充放电效率的影响，有效提高电池使用寿命。
110.本发明的一个实施例，如图5所示，一种充电电池组件防过放保护装置示意图，包括：
111.电池组件10，电池组件包括多个电池簇栅格单元，每个电池簇栅格单元中包括多个单体电芯。
112.具体的，soc(state of charge)是指电池荷电状态，数值等于(电池中剩余的电荷余量/电池的额定电荷容量)
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100％。另外，监测的放电电流值包括电池直接输出的放电电流值以及经过限流支路后输出的限流支路值。监测的电池状态参数目的在于判断电池在放电过程中是否存在过放风险，其中采集的包括但不限于soc值、放电电流值、单体电芯电压值、温度等等。
113.bms电池管理系统从机模块20，与限流电路、稳压电路、bms电池管理系统主控模块连接，当电池组件处于放电状态时，监测电池组件的放电参数信息，接收bms电池管理系统主控模块控制信息，控制限流支路与稳压电路开断；所述放电参数信息包括：soc、放电电流值、单体电芯电压值。
114.bms电池管理系统主控模块30，用于分析bms电池管理系统从机模块采集到的电池参数信息，当电池组件的soc低于预设soc阈值、放电电流值高于预设电流阈值时，输出开启限流保护指令，当电池组件中存在单体电芯电压值低于预设电压阈值时，输出开启稳压电路指令。
115.限流电路40，与电池组件连接，用于对电池组件进行限流保护。
116.具体的，在充电电池组件放电过程中，bms电池管理系统监测电池soc值，当soc值高于预定电流阈值时，放电电路正常工作；在bms电池管理系统分析放电电流值高于预定电
流阈值时，bms电池管理系统启动限流电路，经过限流支路延时操作后，再次监测放电电流值。
117.示例性的，如图6所示，本发明设计的充电电池组件中配置的限流支路包括且不止局限于由1个三极管及4个场效应管、17个电阻、2个稳压二极管、1个运算放大器、电源组成的限流支路；该限流支路中包含四个限流单元，其中一个限流单元为场效应管q2的源极与24v输入相连，场效应管q2的栅极连接r5电阻后与三极管q1的集电极连接，场效应管q2的源极分别与r13电阻连接后接地、与r9电阻连接后接入lm358运算放大器反向输入、与r9电阻和r4电阻连接后接入lm358双运算放大器输出；q2、q3、q4、q5四个限流单元的场效应管的源极、栅极、漏极并联连接；lm358与r2电阻连接后接入24v输出，lm358运算放大器输出与r3电阻连接后与三极管q1的基极连接；三极管q1的发射极与r1串联后分别与24v输出、24v电池正极连接，三极管q1的集电极与r17电阻串联后接入24v电池负极；稳压二极管d1正接在24v输出与lm358运算放大器正向输入之间、稳压二极管d2正接在24v输出与r5、r6、r7、r8电阻和场效应管栅极之间。电流从24v输入端流入限流单元中场效应管q2的源极，经过场效应管限流后接入lm358放大器反向输入端，经过lm358延时后从24v输出端输出；延时后限流支路的延时时间为3s，延时时间设置由电路中元器件数值决定，并非限定值。
118.当soc值低于预定电流阈值时，bms电池管理系统监测放电电流值；放电电流值小于预定电流阈值时，切断放电回路继电器。
119.优选的，bms电池管理系统接收到外部回路的放电电流申请后，打开放电回路中继电器，依照当前环境管理控制电池放电电流，随着电池设备放电的进行，实时检测电池设备soc状态，当电池设备soc低于10％时，bms电池管理系统监控电池设备放电状态，如果此时放电电流大于10a，为了防止立刻关断电流输出对电芯的损伤，bms电池管理系统启动放电回路的限流电路，降低电池设备放电的电流输出，延时3s,监测放电电流低于10a之后bms电池控制系统切断放电回路继电器，关断电池设备对外放电。
120.在本电路中，当检测到电池soc低于预定soc阈值且放电电流高于预定电流阈值时，通过bms电池管理系统启动与电池回路连接的限流支路，经过延时限流电路后如果放电电流值低于预设电流阈值，则控制放电回路继电器中断放电电路。现有技术中对于检测到电池组件处于过放状态时，采用直接切断放电回路的方法减小电池组件过放对电池组件本身造成的损害。但切断电池组件放电回路时，放电电流过大会造成锂离子汇集在电池表面，依旧会给电池带来不可逆损伤。本控制方法对过放的电池组件放电回路进行预处理，防止中断电池组件放电时放电电流过大对电池组件造成的不可逆损害，有效地提高了电池组件使用寿命与充放电效率。
121.稳压电路50，与电池组件连接，用于对低于预设电压阈值的单体电芯进行稳压保护。
122.具体的，稳压电路获取并分析电池组件中单体电芯电压值，当电池组件中单体电芯电压值大于预设电压阈值时，关闭电池组件中稳压电路，开启电池组件中单体电芯大于预设电压阈值所在栅格单元对外供电；当电池组件中单体电芯电压值小于预设电压阈值时，开启电池组件中稳压电路，关闭电池组件中单体电芯小于预设电压阈值所在栅格单元对外供电。
123.当上述电源簇栅格单元内存在电压值高于上述预设电压阈值的单体电芯，则控制
稳压电路使上述电源簇栅格单元内高于预设电压阈值电芯为低于预设电压阈值电芯充电，上述电源簇栅格单元内单体电压与预设电压阈值偏差超过10mv的且偏离最严重的电芯先进行均衡。当上述电源簇栅格单元内单体电芯电压均位于预设电压阈值
±
10mv内，则判定上述电源簇栅格单元内单体电芯无需均衡，开启上述电源簇栅格单元对外供电，此过程中bms电池管理系统持续获取单体电芯电压信息。
124.示例性的，如图7所示，本发明设计的稳压电路起到关断电池中特定电池簇栅格单元的作用以便于保护电池簇栅格单元内单体电芯电压，包括且不止局限于该稳压电路包括7个稳压单元，其中一个每个稳压单元使用pmos电路的漏极与源极与各单体电芯两端串联连接，控制各电源簇栅格单元对外供电的开断，单体电芯串联连接，各个稳压单元之间pmos管并联连接后一端接入emb1428芯片source引脚，另一端接入emb1428芯片gate引脚，芯片emb1428与芯片emb1499之间的en、dir、dir
‑
rt、fault0、fault1、fauilt2引脚相互连接，emb1428芯片sd0、fault
‑
int引脚的输出信号连接至cpu/mcu，cpu/mcu将信号分别输出至emb1428芯片的cs、sd1、scuk、rst引脚，并通过dac数模转换器输出至emb1499芯片vset引脚，emb1499的gate
‑
hs2、gate
‑
hs2、vsense
‑
hs、cellplus、gate
‑
ls、vsense
‑
ls、pwm
‑
clamp引脚连接至emb1499辅助外电路，vina、vinp连接至12v电源、vinf、pvinf、pgndf、gnd发连接辅助电源，当emb1428的source、gate引脚输出信号时，控制pmos电路的开断，cpu/mcu与emb1428芯片、emb1499芯片共同控制稳压电路中各稳压单元的开断；本发明设计的单体电芯充电的电路的作用时实现电池内高压电芯对低压电芯的充电，包括且不止局限于单体电芯之间通过串联或并联的方式组成电池组，电芯两极连接到pmos电路的漏极与源极，通过控制pmos电路的开断实现高于预设电压阈值电芯为低于预设电压阈值的电芯充电功能。
125.优选的，bms电池管理系统主动监控充电电池组件的n*m个单体电芯，当其中某个单体电芯电压低于2.0v时，bms电池管理系统控制此电芯所在的电池簇栅格单元的主动均衡电路的pmos电路，关断此电池簇栅格单元对外放电，再对此电池簇栅格单元内部其余电芯进行电压监测，如果此电池簇栅格单元内存在大于2.0v的电芯，则控制此电池簇电源栅格内高与预设电压阈值的单体电芯为此低于预设电压阈值的单体电芯充电，当该电芯所在电池簇栅格单元内的每个电芯电压位于2.0v
±
10mv内，则判定该电池簇栅格电源内单体电芯无需均衡，bms电池管理系统重新打开此电池簇栅格单元对外供电。
126.本模块解决在现有技术中，电池组件防过放保护时仅通过检测电池整体参数分析电池是否处于过放状态，以及监测到电池中单体电芯电压值存在差异后通过切断放电回路方式避免电池过放方法所导致对电池单体电芯造成的损害的问题。本方法可以避免由于电池过放过程中单体电芯电压过低对电池组件整体充放电效率的影响，有效提高电池使用寿命。
127.上述实施例中，充电电池组件具体表现方式可以为移动储能电池车、移动储能电池包、储能电池桩、储能电池箱等设备。充电电池组件包括但不仅限于bms管理系统芯片、充电电池组件、限流支路外电路与稳压电路外电路。本领域技术人员可以理解，图5仅仅是充电电池组件的示例，并不构成对充电电池组件的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如：充电电池组件还可以包括输入/输出接口、显示设备、网络接入设备、通信总线、通信接口等。通信接口和通信总线，还可以包括输入/输出接口，其中，bms从机模块与bms主控模块通过can内网总线连接，并辅以dc/dc转换器，bms装
置与电池设备集成为整体电池组件。
128.通过bms从机模块检测电池设备运行参数，包括且不限于：soc、放电电流值、放电电压值、温度。bms主控模块解析从机模块检测到的参数输出相应操作指令，控制bms电池管理系统从机模块开断限流电路、稳压电路。
129.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
130.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
131.在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的电池组件/防过放系统和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的电池组件/防过放系统与方法实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接或集成电路，可以是电性、机械或其他的形式。
132.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
133.另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
134.应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。