[發明專利]動力電池組維護裝置及其工作方法

有效

• 申請號: 201010221701.X
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN102315492A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 蔣新華;那偉;周家樂;王晨
• 申請（專利權）人: 上海航天電源技術有限責任公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/44;H01M10/48
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 鄭丹力

技術領域

本發明涉及電池組充電控制技術領域，尤其涉及一種動力電池組維護裝置及其工作方法。

背景技術

隨著鋰離子電池組應用越來越廣泛，電動汽車、電動大巴、大型能量儲存系統等給人類社會帶來了巨大的變化。而電池組系統是影響鋰離子電池組廣泛應用的幾個關鍵技術之一。電池組系統中的幾個問題目前尚無完善的解決方案，比如電池組電量的估計精度、電池組壽命的估計、大容量電池組的均衡問題等，上述電池組的問題已經阻礙了電池組系統的廣泛應用。目前的電池組管理系統對于這些問題沒有理想的解決方法，從而無法保證電池組的安全以及使用壽命達到產業化的要求。

如中國專利CN1855606A于2006年11月01日公開了一種電動汽車電池管理系統構成方法及其系統，其管理系統構成方法是通過建立電池管理系統的獨立的監控功能模塊與充電均衡模塊，對電動汽車實現不同狀況下的功能合理分離和有機配合的處理，在電動汽車正常駕駛時，對電池組內各單體電池進行監控與報警，在停車充電時，在監控模塊上加掛充電均衡模塊，對電池組自動均衡充電，方法包括以下步驟：(1)電池管理系統配置兩個獨立功能的監控功能模塊和充電均衡功能模塊；(2)監控功能模塊的通訊連接電纜采用多芯線，其中四根芯線包括兩根信號線與兩根電源線，電池管理系統工作時，監控功能模塊的電源通過DC/DC隔離電源從通訊電纜的電源線上取電，通訊電路的低壓電源與監控功能模塊上的低壓電源隔離，保證監控功能模塊與上位機可靠通訊；(3)電池管理系統需切斷電源或關閉時，直接切斷上位機上供電電源就可切斷整個電池管理系統的供電，提高系統的安全性，節省停車狀態下無效的電源耗電；(4)監控功能模塊帶有電池編碼電路，上位機通過通訊連接電纜訪問監控功能模塊，直接獲取每個單體電池的編號及其電壓、電流、溫度的數據；(5)在停車充電時，在監控模塊上加掛充電均衡模塊，電池管理系統啟動自動充電均衡功能，實現電池組的充電自動均衡，保持電池組內每個單體電池提供電量的均衡性。不過，該方法在把均衡控制系統放置于電池組管理系統中，增加了電池組管理系統的體積和重量、大幅提高了電池組管理系統的成本并降低了可靠性。

如中國專利CN101303397A于2008年11月12日公開了一種鋰離子電池組剩余電能計算方法及裝置，利用鋰離子電池組的開路電壓和電能積分相結合的方法來計算充放電能量，根據開路電壓和充放電電流的大小實時計算鋰離子電池組的直流阻抗，由直流阻抗和充放電電流等參數確定鋰離子電池組在當前情況下放電達到終止電壓時可用剩余電能時相應的開路電壓，并由此時的開路電壓計算出鋰離子電池組在放電達到終止電壓時的實際剩余電能。由電池的最大剩余電能減去達到放電終止條件時剩余電能就可以得到電池可用剩余電能。但該方法對于電池組剩余電量的估計偏差較大，尤其是循環后期，電池組的壽命、電池組的均衡狀態以及溫度等都對電量估計的精度有著非常大的影響，因此在電池組使用后期的剩余電量估計精度目前都沒有更好的方法。而對于電池組的使用壽命估計目前還沒有準確的方法。因此電池組管理系統中的這些問題沒有好的方法可以解決，影響了市場推廣。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種動力電池組維護裝置，并提出該動力電池組維護裝置的工作方法。該動力電池組維護裝置及其工作方法通過外部裝置維護的方式，能夠大幅提高電池組電量的估計精度，精確完成電池組的健康狀態估計，同時解決大容量電池組的均衡難題。該裝置和方法可有效解決電池組管理系統的控制弱點，提高了電池組系統的安全性并延長電池組的使用壽命。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種動力電池組維護裝置由多芯接插件、開關陣、隔離電源模塊、通訊模塊、控制系統、充電模塊、放電模塊、電壓檢測電路、人機交互模塊以及電流檢測電路組成，其創新點在于，所述的多芯接插件與開關陣、電流檢測電路、充電模塊、放電模塊以及通訊模塊相連，開關陣與隔離電源模塊相連，電流檢測電路與充電模塊和放電模塊相連，充電模塊與放電模塊和控制系統相連，通訊模塊、開關陣、人機交互模塊與隔離電源模塊與控制系統相連，電壓檢測電路與多芯接插件、控制系統相連。

優選地，本發明上述動力電池組維護裝置中，隔離電源模塊的數量為電池組串聯數的一半。

優選地，本發明上述動力電池組維護裝置中，隔離電源模塊對輸出電流進行檢測并對輸出電量進行檢測，通過通訊發送給控制系統。

優選地，本發明上述動力電池組維護裝置中，控制系統通過通訊模塊將維護信息寫入電池組管理系統。

優選地，本發明上述動力電池組維護裝置中，電池組的串聯數在維護前通過人機交互模塊進行設置。