[發明專利]一種模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池集成系統與控制方法

在審

• 申請號: 202011057127.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112162204A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 伏松
• 申請（專利權）人: 深圳市未藍新能源科技有限公司
• 主分類號: G01R31/387
• 分類號: G01R31/387;G01R31/388;G01R31/379
• 代理公司: 深圳眾邦專利代理有限公司 44545
• 代理人: 羅川

本發明提供一種模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池集成系統與控制方法。所述模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池集成系統包括DCDC變換器，所述DCDC變換器用于負責根據目標要求輸出目標電壓及其它基本保護功能；電池組管理器，所述電池組組管理器用于負責鋰電池電壓、電流、溫度等信息采集并計算SOC；特性模擬控制器，所述特性模擬控制器用于負責存儲鉛酸電池伏安特性及鉛酸電池等效電路模型參數，所述特性模擬控制器與所述電池組管理器交互收集鋰電池當前SOC、電流及運行環境溫度，生成目標輸出電壓。本發明提供的模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池集成系統與控制方法具有不僅可以模擬輸出開路狀態電壓特性，也可以模擬充放電狀態下輸出特性的優點。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池集成系統與控制方法。

背景技術

我國是全球最大的鉛酸蓄電池生產國、消費國和出口大國。我國鉛酸蓄電池行業主要實行以銷定產。巨大的銷量都得益于鉛酸電池優勢：價格較低、具有技術成熟、穩定可靠、安全性高等。然而也有其嚴重的問題：環境污染、能量密度低、循環壽命低、全生命期成本高等問題。隨著新能源汽車大力推廣，鋰離子電池得到大力大展，鋰離子電池對鉛酸電池具有很強的競爭性，它的優勢在于電池能量密度高，自放電率低，體積小，重量輕，瞬間放電大、環境污染小等優點。隨著鋰離子電池的規模化應用，成本逐漸降低，市場逐漸再考慮使用鋰離子電池替換鉛酸電池，但是當前替換過程中，由于鋰電池電壓與電量呈非線性關系，鋰電池管理系統較復雜，其電量算法較復雜，難以在鉛酸電池使用場景中直接替換或者與鉛酸電池組并聯應用。

現有技術中有申請號為201920902993X，發明名稱為一種鋰電池模擬干電池輸出結構的專利申請。一種鋰電池模擬干電池輸出結構，該專利方法在實際應用時，如果為較大容量電池組，需要大電流充放電時，DCDC轉換器將配置較大容量，存在其一次投入建設成本高，系統整體效率低的問題。

申請號為202010567531.4，發明名稱為用鋰電池組模擬鉛酸電池組充放電特性的裝置的專利申請，該專利方法復雜，在實際應用中其鋰電池的SOC計算等已包含在鋰電池管理系統(BMS)功能中。同時其方法采用的DCDC轉換器同樣存在上面問題，成本高、系統轉換效率低的問題。

因此，有必要提供一種新的模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池集成系統與控制方法解決上述技術問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種不僅可以模擬輸出開路狀態電壓特性，也可以模擬充放電狀態下輸出特性的模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池集成系統與控制方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池集成系統包括：

DCDC變換器，所述DCDC變換器用于負責根據目標要求輸出目標電壓及其它基本保護功能；

電池組管理器，所述電池組組管理器用于負責鋰電池電壓、電流、溫度等信息采集并計算SOC；

特性模擬控制器，所述特性模擬控制器用于負責存儲鉛酸電池伏安特性及鉛酸電池等效電路模型參數，所述特性模擬控制器與所述電池組管理器交互收集鋰電池當前SOC、電流及運行環境溫度，生成目標輸出電壓。

優選的，所述DCDC變換器采用隔離型拓撲結構，所述DCDC變換器的輸入側與鋰電池組正、負極并聯，所述DCDC變換器的輸出側與鋰電池組正、負極連接線并聯。

一種模擬鉛酸電池電氣特性的鋰電池的控制方法，包括以下步驟：

步驟1：根據容量及電壓范圍選擇DCDC變換器及電池組進行集成；

步驟2：獲取鉛酸電池類型開路電壓與剩余電量SOC的非線性電氣特性，以及等效電路參數模型，存儲至系統；

步驟3：判斷系統狀態，系統如果停機，則停止輸出，結束控制，如果運行則執行步驟4；