[發明專利]車載退役動力電池分組主動均衡系統及方法

有效

• 申請號: 201811320936.7
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109217433B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 謝長君;陳笑天;陳偉;黃亮;蔡振華;房偉;熊斌宇
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發明提供一種車載退役動力電池分組主動均衡系統，包括電池組模塊，由若干個電池小組、開關管和儲能電感組成，電池小組之間采用分布式電感儲能均衡拓撲結構；每個電池小組中包括若干單體電池和開關陣列，電池小組內采用集中式均衡拓撲結構；單體電池為退役電池單體；均衡主控模塊接收采集的各單體電池和電池組的電壓和電流值，判斷是否到達均衡條件，制定均衡策略并發送開關指令；均衡電路模塊根據均衡主控模塊發送的開關指令，利用對應的開關管和開關陣列選取需要均衡的單體電池和電池組進行均衡控制。本發明基于模塊化思想，對整個大電池組進行分組，分別設計組內均衡和組件均衡拓撲，提高均衡效率。

技術領域

本發明屬于電池管理系統技術領域，具體涉及一種車載退役動力電池分組主動均衡系統及方法。

背景技術

當今世界，能源危機越來越引起人們的重視，一大批新能源行業在市場中涌現出來，隨著燃油汽車帶來的能源和環境問題日益突出，汽車產業逐漸向綠色節能的電動汽車轉型。電動汽車核心動力來自于車載電池，而這些電池一般使用3～5年左右性能會大大衰減，因不再滿足行車功率要求而被替換下來，這些被替換下來的電池稱之為退役電池。至2017年，電動汽車呈指數增長，未來3～5年，動力電池累計報廢量將超過10萬噸，之后將會以超過12萬噸/年的速度增加，進入退役高峰。大量退役電池回收利用難題，不僅是一種能源浪費，還造成環境二次污染。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種車載退役動力電池分組主動均衡系統及方法，能夠將退役電池回收利用。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種車載退役動力電池分組主動均衡系統，其特征在于：它包括：

電池組模塊，由若干個電池小組、開關管和儲能電感組成，電池小組之間采用分布式電感儲能均衡拓撲結構；每個電池小組中包括若干單體電池和開關陣列，電池小組內采用集中式均衡拓撲結構；所述的單體電池為退役電池單體；

信號采集模塊，用于采集各單體電池和電池組的電壓和電流值；

均衡主控模塊，用于接收采集的各單體電池和電池組的電壓和電流值，判斷是否到達均衡條件，制定均衡策略并發送開關指令；

充放電模塊，通過所述的開關管和開關陣列與電池組模塊連接，用于在均衡主控模塊的控制下給電池小組和單體電池以特定電流進行充放電；

均衡電路模塊，用于根據均衡主控模塊發送的開關指令，利用對應的開關管和開關陣列選取需要均衡的單體電池和電池組進行均衡控制。

按上述系統，它還包括上位機，與所述的均衡主控模塊連接。

按上述系統，所述的均衡主控模塊根據OCV-SOC算法對電池小組和各單體電池進行SOC估算和分區，從而制定均衡策略，具體包括以下步驟：

在單體電池充放電初始時刻，測量各節單體電池的開路電壓；對每節單體電池進行充放電實驗，得到各節單體電池的SOC-OCV曲線，從而獲得各節單體退役電池的SOC初值；利用安時積分法實時計算某時刻的SOC；

先進行組內均衡，當電池小組中的單體電池SOC中心極差高于或等于1.5％時，開關陣列選通需要均衡的單體電池，啟動組內均衡；退役電池小組內SOC中心極差低于1.5％時，停止組內均衡；

組內均衡后再進行組間均衡，當電池小組內SOC中心極差高于或等于2％時，開關陣列選通需要均衡的電池組，啟動組間均衡；電池小組內SOC中心極差低于2％時，停止組間均衡。

按上述系統，根據電池的SOC值從低到高分成A、B、C三個區域，所述的組內均衡時，判斷本組內位于A、B、C三個區域中的電池數量，采取以下方法分別建立相應的退役電池能量互補對，以B區域為基準量：

Case1：A區與C區的單體電池數相等且不為零，