[發明專利]動力電池的充放電控制裝置和方法、及充放電設備

在審

• 申請號: 202010582178.7
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN113829954A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 王偉平;陳玉泉
• 申請（專利權）人: 博世汽車服務技術(蘇州）有限公司
• 主分類號: B60L58/12
• 分類號: B60L58/12;B60L58/10;B60L58/24;B60L58/22
• 代理公司: 北京永新同創知識產權代理有限公司 11376
• 代理人: 林錦輝;劉景峰

本發明涉及一種用于控制動力電池的充放電的方法和裝置、以及充放電設備。該裝置包括：檢測單元，被配置用于檢測動力電池的剩余電量、電流、電壓和溫度中的至少一項；控制單元，被配置用于根據所檢測的動力電池的剩余電量、電流、電壓和溫度中的至少一項、動力電池的類型和/或型號、以及動力電池的應用場景，確定用于動力電池的充放電策略；以及根據所確定的充放電策略來控制充放電設備對動力電池的充放電過程。本發明的實施例可以對各種類型和型號的動力電池在各種應用場景下進行高效、安全的充放電控制操作，且不需要依賴于維修技師個人的經驗和專業水平。

技術領域

本發明涉及一種動力電池的充放電控制裝置和方法、及充放電設備。

背景技術

動力電池是為各種工具提供動力來源的電源，多指為電動汽車、電動列車、電動自行車等提供動力的蓄電池。動力電池包括鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳氫蓄電池、鐵鎳蓄電池、鈉氯化鎳蓄電池、銀鋅蓄電池、鈉硫蓄電池、鋰蓄電池等。動力鋰電池主要包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池和三元材料電池等。不同類型的動力電池的充放電和保養維護方式都不同。

隨著電動汽車的逐步產業化，電動汽車的保有量不斷增加，電動汽車的維修業務量也不斷增大。然而，目前針對電機、電池及電控部分的維修還沒有形成比較成熟的維修診斷類設備及方法。在售前對動力電池進行維修時往往依賴于售前人員專業技術能力強且實際應用場景比較單一，而售后的維修則需要維修技師憑借經驗和現有規范判斷對動力電池模組進行充電或放電，同時手動輸入充電或放電電流、電壓等參數及工步。這種操作模式對于維修技師的專業技術及自身經驗要求高，且在操作過程中由于對動力電池特性的不熟悉而造成不良的后果。

在動力電池充放電控制過程中，需要考慮電池的壽命、容量和安全性等各種因素。例如，電池過充可能會導致電池產生永久性的容量損失，電池溫度升高，甚至發生爆炸。因此，電池充電時需要設置目標電壓上限值，以兼顧電池的壽命、容量和安全性。電池在放電時也需要設定電壓下限值，因為當電芯電壓過低時也會損壞電池。很多動力電池在電池模組內部都有電子電路(如保護電路)，如果充電或放電時電池電壓太低或太高、或如果電池電流超過預定安全閾值，該電子電路就會斷開電池連接而不能正常工作。動力電池在充放電過程中也需要避免大的充電和放電電流。

例如，在鋰電池運輸的場景下，需要將電池的剩余電量(即荷電狀態SOC)通過充電或放電調整到較低的水平，以降低鋰電池熱傳導的擴散和危險事故的發生，而過低的SOC又會直接導致電池的自放電加速，從而損壞電池。因此需要在運輸之前通過充電或放電將電池電壓調整到一個合適的目標電壓值，使SOC達到一個比較安全的水平(例如30％至40％)。另一方面，對于不同類型和/或型號的動力電池，在滿足相同的SOC的條件下對應的目標電壓值也不一致。因此在設定目標電壓值時需要維修技師根據經驗自行判斷并輸入，這樣就要求維修技師對電池有比較高的專業知識及了解；而且在操作多個電池模組的情況下，這種方式很容易由于維修技師人為參數設置失誤導致測試過程及運輸過程中的安全風險增大。

在電池模組更換場景中，維修技師知道目標電壓值后，首先要判斷當前要對模組要進行什么工步(即，充電還是放電)；維修技師確定工步以后，要自行編寫充電或放電的工步；其次，電池測試過程中沒有自檢工步，全靠維修技師經驗及技術水平來判斷，同時在測試開啟后要自行判斷特征參數是否超出安全范圍，并根據判斷結果自行停止當前工步。