一种混合编组的电池组及一种电池组的混合编组方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电池组技术领域，尤其是涉及串联或串并联混合编组的电池组及电池组编组方法。
【背景技术】
[0002]传统电池组在编组时，无论是串联编组还是串并联混合编组的电池组，为尽量减小电池间不一致性对电池组寿命的影响，厂商都建议用同一品牌、同一型号、同一批次、容量相同的电池编组使用，即编组后整个电池组内单位电压所对应的电池(组)容量都是相同的。且传统电池组在编组后，仅提供一组供电电压为电池组电压的电源向外界供电。
[0003]电压高是电池组的特点之一，在某些应用场合如电动汽车的动力电池组的电压高达400伏。在电池组负责供电的整个系统，往往有不同额定电压的电气设备，如电动汽车上的动力系统的电机及电机控制器的额定电压在几百伏，而周边的辅助电子设备如仪表/大灯/转向灯/喇叭/ECU/空调/电动车窗/天窗/雨刷/转向助力泵/ABS/安全气囊等的额定电压只有12V，这就需要通过加装DC-DC转换器，将电池组的高电压转换成辅助电气设备需要的低电压，而DC-DC转换器不但增加了体积、重量、成本，且转换效率低也使得宝贵的电池组的电能有额外的损失、并且多了一个可能的故障点，降低了系统可靠性。
[0004]而在另外某些应用场合如电动自行车或电动三轮车等，动力电池组的电压有36伏、48伏、60伏等电压等级，出于节约成本等因素的考虑，这些电动自行车或电动三轮车的辅助电气设备如仪表/喇叭/车灯/中控锁等往往不使用DC-DC转换器而直接采用动力电池组的输出电压来供电，动力电池组的输出电压已经超过了人体的安全电压，而这些周边辅助电气设备又零散分布在车把及车身四周，增加了骑行者的触电危险，可能危及骑行者的人身安全。
【发明内容】
[0005]本发明公开的混合编组的电池组及电池组的混合编组方法克服现有技术不足，通过将不同容量的电池串联或串并联混合编组，或者将多个容量相同的电池串并联混合编组，编组后整个电池组内单位电压所对应的电池(组)的额定容量不完全相同，其中容量稍大部分的电池(组)两端有供电引线可向外界供电，即混合编组电池组除了可提供一组电池组整体电压向外界供电外，还可提供一组或多组低于电池组电压的辅助电源向外界供电。
[0006]本发明公开的混合编组的电池组的技术方案，将电池组分成主供电部分电池(组)及辅助供电部分电池(组)二部分，并串联连接，如图1所示。
[0007]进一步地，主供电部分电池(组)由I个电池组成，或由2个及以上的电池串联、并联或串并联编组组成。
[0008]进一步地，辅助供电部分电池(组)由I个电池组成，或由2个及以上的电池串联、并联或串并联编组组成。辅助供电部分电池(组)的单位电压的电池容量高于主供电部分电池(组)的单位电压容量。
[0009]进一步地，整个电池组由主供电部分电池(组)及辅助供电部分电池(组)串联组成，辅助供电部分电池(组)的两端有供电引线可向外界供电，即辅助供电部分电池组不但与主供电部分电池(组)一起负责整个电池组的对外供电，而且同时可提供低于电池组电压的辅助电源向外界供电。
[0010]进一步地，主供电部分的电池(组)与辅助供电部分电池(组)串联连接，方法有三种:
其一，编组后整个电池组与辅助供电部分电池(组)共用负极，如图1所示:1、2为整个电池组的供电输出端，1、3为辅助供电输出端；
其二，编组后整个电池组与辅助供电部分电池(组)共用正极，如图2所示:1、2为整个电池组的供电输出端，2、4为辅助供电输出端；
其三，也可以将主供电部分电池分成可串联的两部分，并将辅助供电部分电池(组)夹在中间串联起来，即主供电部分电池(组)的高电势部分的负极与辅助供电部分电池(组)的正极相连，主供电部分电池(组)的低电势部分的正极与辅助供电部分电池(组)的负极相连，如图3所示，主供电部分电池(组)的高电势部分的正极2、主供电部分电池(组)的低电势部分的负极I为整个电池组的供电输出端，5、6为辅助供电输出端。
[0011]进一步地，整个电池组中可以有I个及以上的辅助供电部分电池(组)，多个辅助供电部分电池(组)之间可以互不干扰地串联连接且中间用主供电部分电池(组)隔开、或者串联连接即电势较高的辅助供电部分电池(组)的负极与电势较低的辅助供电部分电池(组)的正极相连并共用供电引线、或者共用负极、或者共用正极。
[0012]进一步地，电池组内的任一段电压所对应的电池或电池(组)的额定容量及额定电流除了满足整个电池组的额定容量及额定电流的要求外，还要满足所在的I组或多组辅助供电的额定容量及额定电流的要求。
[0013]进一步地，整个电池组中所有电池间的连接线及对外供电引线均牢固连接，且线径规格满足功率要求并有一定冗余。
[0014]进一步地，混合编组电池组应选用如下的充电方案之一:
其一，选用可对每个电池进行独立充电的充电器，且充电参数与该电池的容量相匹配；
其二，整个电池组的所有电池均采用自带充电功能的智能电池；
其三，采用传统串联充电方式和上述二种充电方式相结合的充电方式，即充电初期的恒流阶段采用传统的串联充电方式，之后采用可对每个电池进行独立充电的充电器或者采用电池自带的充电功能进行充电。
[0015]本发明公开的电池组的混合编组方法的技术方案，将电池组分成主供电部分电池(组)及辅助供电部分电池(组)二部分，并串联连接，如图1所示。
[0016]进一步地，主供电部分电池(组)由I个电池组成，或由2个及以上的电池串联、并联或串并联编组组成。
[0017]进一步地，辅助供电部分电池(组)由I个电池组成，或由2个及以上的电池串联、并联或串并联编组组成。辅助供电部分电池(组)的单位电压的电池容量高于主供电部分电池(组)的单位电压容量。
[0018]进一步地，整个电池组由主供电部分电池(组)及辅助供电部分电池(组)串联组成，辅助供电部分电池(组)的两端有供电引线可向外界供电，即辅助供电部分电池组不但与主供电部分电池(组)一起负责整个电池组的对外供电，而且同时可提供低于电池组电压的辅助电源向外界供电。
[0019]进一步地，主供电部分的电池(组)与辅助供电部分电池(组)串联连接，方法有三种:
其一，编组后整个电池组与辅助供电部分电池(组)共用负极，如图1所示:1、2为整个电池组的供电输出端，1、3为辅助供电输出端；
其二，编组后整个电池组与辅助供电部分电池(组)共用正极，如图2所示:1、2为整个电池组的供电输出端，2、4为辅助供电输出端；
其三，也可以将主供电部分电池分成可串联的两部分，并将辅助供电部分电池(组)夹在中间串联起来，即主供电部分电池(组)的高电势部分的负极与辅助供电部分电池(组)的正极相连，主供电部分电池(组)的低电势部分的正极与辅助供电部分电池(组)的负极相连，如图3所示，主供电部分电池(组)的高电势部分的正极2、主供电部分电池(组)的低电势部分的负极I为整个电池组的供电输出端，5、6为辅助供电输出端。
[0020]进一步地，整个电池组中可以有I个及以上的辅助供电部分电池(组)，多个辅助供电部分电池(组)之间可以互不干扰地串联连接且中间用主供电部分电池(组)隔开、或者串联连接电势较高部分的负极与电势较低部分的正极相连并共用供电引线、或者共用负极、或者共用正极。
[0021]进一步地，电池组内的任一段电压所对应的电池或电池(组)的额定容量及额定电流除了满足整个电池组的额定容量及额定电流的要求外，还要满足所在的I组或多组辅助供电的额定容量及额定电流的要求。
[0022]进一步地，整个电池组中所有电池间的连接线及对外供电引线均牢固连接，且线径规格满足功率要求并有一定冗余。
[0023]进一步地，混合编组电池组应选用如下的充电方案之一:
其一，选用可对每个电池进行独立充电的充电器，且充电参数与该电池的容量相匹配；
其二，整个电池组的所有电池均采用自带充电功能的智能电池；
其三，采用传统串联充电方式和上述二种充电方式相结合的充电方式，即充电初期的恒流阶段采用传统的串联充电方式，之后采用可对每个电池进行独立充电的充电器或者采用电池自带的充电功能进行充电。
[0024]本发明的有益效果是:
对于高压电池组(如72V及以上的电池组)，取消了 DC-DC转换器，避免了电压转换时的电能损耗，可增加电池组的放电量，如增加电动汽车的续航里程或延长通信电源的待机时间，降低了系统的重量、体积与成本，提高了系统可靠性且维护方便；
对于低压电池组(如60V及以下