[發(fā)明專利]一種面向并聯(lián)動力電池組的智能調(diào)度系統(tǒng)及其調(diào)度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710050146.0
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106786491A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張健;梁新宇;李水;李整;顧佩華
• 申請（專利權(quán)）人: 汕頭大學(xué)
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J7/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司44202
• 代理人: 溫旭,張澤思

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池組調(diào)度領(lǐng)域，具體涉及一種面向并聯(lián)動力電池組的智能調(diào)度系統(tǒng)及其調(diào)度方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的動力電池組供電方式中，有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)，而在一些大功率的供電應(yīng)用場景中，為了提供更大的容量，往往需要進行將電池并聯(lián)來達到大容量的目的。實際生產(chǎn)中，每個電池之間性能會存在一定的差異，特別是對于一些“先串后并”的電池組，電池組之間的差異會隨著每個電池組中串聯(lián)電池的個數(shù)增加而增大，在使用過程中導(dǎo)致各個并聯(lián)電池組之間的電量出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象，導(dǎo)致動力電池組性能下降、壽命減少的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種面向并聯(lián)動力電池組的智能調(diào)度系統(tǒng)及其調(diào)度方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)各個并聯(lián)動力電池組之間的電量不均衡，導(dǎo)致動力電池組性能下降、壽命減少的問題。

為了實現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案。一種面向并聯(lián)動力電池組的智能調(diào)度系統(tǒng)，連接在并聯(lián)動力電池組與外負載之間，包括控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集模塊、電氣隔離模塊、開關(guān)模塊和電路保護模塊，所述并聯(lián)動力電池組包括兩個或兩個以上并聯(lián)的動力電池組，所述開關(guān)模塊、電路保護模塊的數(shù)量與所述動力電池組的數(shù)量相同，每個動力電池組與一個開關(guān)模塊、一個電路保護模塊串聯(lián)，與外負載形成電氣回路，所述控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)采集模塊相連形成控制回路，所述電氣隔離模塊設(shè)置在所述電氣回路與所述控制回路之間，所述控制系統(tǒng)通過所述電氣隔離模塊與所述開關(guān)模塊連接，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過所述電氣隔離模塊與所述電氣回路連接。

本發(fā)明通過數(shù)據(jù)采集模塊，實時采集并計算電池狀態(tài)參數(shù)、負載狀態(tài)參數(shù)和環(huán)境狀態(tài)參數(shù)，傳入控制系統(tǒng)中，由控制系統(tǒng)中的相關(guān)算法對進行智能判斷，得出一組下一時刻最優(yōu)的開關(guān)狀態(tài)，再通過開關(guān)模塊對電路結(jié)構(gòu)進行控制。電氣隔離模塊將每一個動力電池組的電氣回路和控制回路隔離。數(shù)據(jù)采集模塊與電氣隔離模塊電性連接，采集每個動力電池組電氣回路的參數(shù)。控制系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)采集模塊，同時通過電氣隔離模塊和開關(guān)模塊與電氣回路線路相連。開關(guān)模塊和電路保護模塊串聯(lián)接入各電氣回路中。當電氣回路的參數(shù)異常時，電路保護模塊會切斷動力電池組與負載的連接，保護動力電池組和負載的安全。

所述控制系統(tǒng)為微處理器，所述控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)儲存模塊、邏輯判斷模塊、算法優(yōu)化模塊和通信模塊，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理、均衡電量、數(shù)據(jù)共享、自我優(yōu)化的功能。數(shù)據(jù)處理模塊對數(shù)據(jù)采集模塊采集得到的實時的動力電池組的狀態(tài)參數(shù)、系統(tǒng)的負載狀態(tài)參數(shù)、動力電池組的環(huán)境狀態(tài)參數(shù)，在控制系統(tǒng)中的邏輯判斷模塊中進行判斷，從而調(diào)用相關(guān)算法得出下一個時刻開關(guān)狀態(tài)的數(shù)據(jù)編碼。數(shù)據(jù)儲存模塊保存某時刻的動力電池組狀態(tài)參數(shù)、系統(tǒng)的負載狀態(tài)參數(shù)、動力電池組的環(huán)境狀態(tài)參數(shù)。通信模塊實現(xiàn)整個系統(tǒng)與外設(shè)（如上位機）的數(shù)據(jù)共享、更新功能，例如可以通過將儲存的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C，上位機運用系統(tǒng)數(shù)據(jù)對算法進行優(yōu)化，再通過通信模塊寫入算法優(yōu)化模塊。控制系統(tǒng)的算法優(yōu)化模塊除了通過通信模塊更新算法優(yōu)化模塊的算法外，也可直接在算法優(yōu)化模塊中利用數(shù)據(jù)儲存模塊中的數(shù)據(jù)對算法進行修正，如對數(shù)據(jù)處理模塊中的電量估計算法進行修正，使更精確地估算正在使用的N組動力電池組的電量；對邏輯控制模塊中的開關(guān)通斷算法進行修正，得到更符合負載特性的邏輯控制算法。

所述通信模塊設(shè)置有通信端口，控制系統(tǒng)可以通過通信端口與上位機或其他設(shè)備進行實時通信，將數(shù)據(jù)同步共享。通信端口為RS232、RS485或CANBUS。

所述并聯(lián)動力電池組通過輸出總線與外負載連接，所述輸出總線上設(shè)置有控制開關(guān)。在危險情況下，通過控制開關(guān)的關(guān)斷強制地切斷外負載與系統(tǒng)的連接。

一種面向并聯(lián)動力電池組的智能調(diào)度系統(tǒng)的調(diào)度方法，在考慮當前電池狀態(tài)參數(shù)、負載狀態(tài)參數(shù)和工作環(huán)境狀態(tài)參數(shù)的多輸入?yún)?shù)下，對并聯(lián)動力電池組進行智能調(diào)度。包括以下步驟：

S100、采集數(shù)據(jù)，計算參數(shù)

通過數(shù)據(jù)采集模塊采集實時電壓、實時電流、實時溫度、開關(guān)狀態(tài)和電池的振動、形變、濕度的參數(shù)，并計算分析電池狀態(tài)參數(shù)、負載狀態(tài)參數(shù)和工作環(huán)境狀態(tài)參數(shù)；所述電池狀態(tài)參數(shù)包括剩余電量SOC和健康狀態(tài)SOH，所述負載狀態(tài)參數(shù)包括電氣回路中的總輸出功率P和并聯(lián)動力電池組總輸出功率的變化量△P，所述工作環(huán)境狀態(tài)參數(shù)包括溫度、振動、形變和濕度；

S101、安全狀態(tài)分析

通過控制系統(tǒng)中的邏輯判斷模塊對工作環(huán)境狀態(tài)參數(shù)分析，評估各個動力電池組的安全狀態(tài)；

S102、模式判斷

判斷當前需要的智能調(diào)度模式，即電量均衡模式或快速放電模式；

S103、調(diào)用對應(yīng)模式優(yōu)化程序