[發明專利]一種動力電池組的能量智能管理系統

在審

• 申請號: 201710705896.7
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107425572A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 孫勝前;徐風光;李波;王旸
• 申請（專利權）人: 北京勝風合力系統技術有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/44;H01M10/48
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙)31290
• 代理人: 金碎平

技術領域

本發明涉及電池管理技術，特別涉及一種動力電池組的智能能量管理技術。

背景技術

動力電池組是指以組為單位，能向外界提供直流電力的電池組。如不間斷電源系統(以下簡稱UPS)的后備電池：在外電輸入失效后，UPS一般通過釋放(逆變)后備電池的能量并快速投入向用電設備供電，使用電設備在外電閃斷或長時間斷開時均不會掉電。動力電池組在各個行業均有大規模應用，如機房或控制室等的UPS，電動車輛的動力電池包、基站的直流通訊電源等。動力電池一般成組使用，如UPS的240V DC的直流母線系統，采用20塊12V的鉛酸蓄電池通過串聯為一組并輸出標稱240V的直流電壓。

電池組中單電池常見問題包括：

i.鼓脹、開裂：如鉛酸蓄電池外殼損壞，電池電解液泄漏等，發生這些情況則電池一般需提前報廢；

ii.容量降低：電池容量“異常”降低；

iii.供電時間減少：甚至無法滿足規劃的電池后備供電時間要求；

iv.壽命減少：電池提早報廢，造成了極大的經濟損失，也對環境造成了損害。

電池失效，除去本身工藝的缺陷造成，很大一部分的原因是由于充放電過程沒有管理好。

現有對電池管理技術的斷代：

i.第一代技術：能持續檢測、監測電池的單電池電壓、組電壓、電流；

ii.第二代技術：第一代技術+單電池內阻測量+溫度測量；

iii.第三代技術：第二代技術+單電池容量估測；

然而，按現有的組充電和組放電方式下，因為電池的一致性無法持續保證，無法避免組內單個電池出現過充電、過放電、欠充電等現象。由于現有的動力電池普遍采用整組管理模式，從而對組內單電池的一致性欠佳以及單電池失效等問題難以進行有效兼容或自動處理。從而導致成組使用和管理電池存在最大弊端：木桶效應，單塊電池失效，導致整組失效，電池組性能極大程度上取決于狀態較差的單個電池。

發明內容

本發明的目的在于提供一種動力電池組的能量智能管理系統，針對每個單電池小組進行獨立的管理，并能在線動態排除失效單電池從而實現電池組的自動重組放電，保障和提高動力電池組在規劃的后備時間內的可靠性、可用性，延長電池組的使用壽命。

為解決上述技術問題，本發明的實施方式提供了一種動力電池組的能量智能管理系統，包括：主控制器和至少兩個單電池智能管理模塊；將動力電池組中的單電池分為至少兩個小組，每個小組對應一單電池智能管理模塊，每個小組至少包括一個單電池；

所述單電池智能管理模塊用于對小組內單電池的狀態進行持續監測，在監測結果滿足單電池異常的判定條件時，將異常的單電池小組隔離，并保持所述動力電池組的連通；

所述主控制器用于對各所述單電池智能管理模塊管控后的總輸出電壓進行電壓調節，持續輸出預設穩定電流和總電壓。

本發明實施方式相對于現有技術而言，可以智能在線自動剔除失效電池，確保整組電池在有不超過某比例的若干電池失效時，電池組還能持續和穩定輸出正常的電壓和電流。從而保障和提高動力電池組在規劃的后備時間內的可靠性、可用性，延長電池組的使用壽命。

作為進一步改進，所述單電池智能管理模塊包括內側端子和外側端子，所述單電池智能管理模塊的內側端子的正負極與對應的單電池小組的正負極分別對應連接，各單電池智能管理模塊的外側端子的正負極分別依次正負串聯，串聯后的總正負極與所述主控制器連接；

所述單電池智能管理模塊將異常的單電池小組隔離，并保持所述電池組的連通包括：將本單電池智能管理模塊外側端子的正負極短接，同時斷開內側端子與外側端子之間的連接；

所述主控制器對各所述單電池智能管理模塊管控后的總輸出電壓進行電壓調節，持續輸出預設穩定電流和總電壓包括：所述主控制器根據各所述單電池智能管理模塊的外側端子串聯后的總輸出電壓進行電壓調節，輸出預設穩定電流和總電壓。

作為進一步改進，所述單電池智能管理模塊還用于在監測結果正常時，將本單電池智能管理模塊外側端子的正極與內側端子的正極連通，外側端子的負極與內側端子的負極連通。使得檢測結果正常的單電池小組能正常供電。

作為進一步改進，所述單電池智能管理模塊的內側端子的正負極與對應的單電池小組的正負極分別對應連接的方式為：

所述單電池小組中包括一個單電池，所述單電池智能管理模塊的內側端子的正負極與該單電池的正負極分別對應連接；