[發明專利]一種電池系統熔斷保護設計的遞歸分析方法

有效

• 申請號: 202011061778.5
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112285589B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 張維戈;周興振;吳健;孫丙香;王占國;龔敏明;齊洪峰
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;中車工業研究院有限公司
• 主分類號: G01R31/396
• 分類號: G01R31/396
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

1.一種電池系統熔斷保護設計的遞歸分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：根據系統設計方案，對電池系統劃分層級，確定每個層級的保護對象；

在各個層級中，所述保護對象為以下任意之一：電池單體，模塊能量單元，電池包，具有獨立工作能力的子系統，電池系統；

步驟2：確定各個層級設計使用電流上限；

具體包括：電池系統設計使用電流上限I_{max_s}；電池單體設計使用電流上限I_{max_c}；各個層級設計使用電流上限I_{max_i}；

從第1層級開始，重復下述步驟3-5進行第i層級的熔斷保護設計分析：

步驟3：確定電池系統中第i層級的防護需求及相應的電流防護邊界要求；

電流防護邊界要求具體分為：性能防護邊界；安全防護邊界；

步驟4：確定第i層級外短路電流大小等級；

外短路電流大小主要與短路部分電壓以及短路回路中電阻有關；

步驟5：確定第i層級熔斷保護設計的上限和下限。

2.如權利要求1所述的電池系統熔斷保護設計的遞歸分析方法，其特征在于，所述模塊能量單元，由多個電池單體通過串并聯構成；

所述電池包，由多個模塊能量單元串并聯后封裝成；

所述具有獨立工作能力的子系統，由多個電池包通過串聯或并聯的方式構成；

所述電池系統，由多個子系統并聯后構成。

3.如權利要求1所述的電池系統熔斷保護設計的遞歸分析方法，其特征在于，步驟2具體確定過程如下：

首先，確定電池系統設計使用電流上限I_{max_s}；

根據系統最大使用功率為P_{max_s}，電池系統電壓下限為U_{min_s}，電池系統設計使用電流上限為I_{max_s}＝P_{max_s}/U_{min_s}；

然后，確定電池單體設計使用電流上限I_{max_c}；

根據系統中電池單體并聯數為N，電池系統設計使用電流上限為I_{max_s}，電池單體設計使用電流上限為I_{max_c}＝I_{max_s}/N；

再后，確定各個層級設計使用電流上限I_{max_i}；

根據第i層級中電池單體并聯數量為n_{_i}，電池單體設計使用電流上限為I_{max_c}，第i層級的層級設計使用電流上限為I_{max_i}＝I_{max_c}×n_{_i}。

4.如權利要求1所述的電池系統熔斷保護設計的遞歸分析方法，其特征在于，步驟3中，在外短路事故中，該層級需要繼續使用，則電流防護邊界要求為性能防護邊界；

在外短路事故中，該層級不再繼續使用，則電流防護邊界要求為安全防護邊界。

5.如權利要求1所述的電池系統熔斷保護設計的遞歸分析方法，其特征在于，步驟4中，第i層級外短路電流大小通過如下公式進行計算：

其中，I_{_i}為第i層級短路電流；U為電池單體電壓；r為電池單體內阻；S_{_i}為第i層級電池單體串聯數量；P_{_i}為第i層級電池單體并聯數量；R為外電路電阻。