[發(fā)明專利]一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210554508.0
• 申請(qǐng)日: 2022-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115588786A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安合能電氣科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/42
• 分類號(hào): H01M10/42;H01M10/48
• 代理公司: 成都智涌知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51313
• 代理人: 李莉

1.一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：建立電壓微分函數(shù)模型，完成電池有效壽命3000次的循環(huán)測(cè)試，得到3000組電壓的微分值dV1……dV3000，對(duì)改數(shù)集按照3000次順序進(jìn)行分布排列，形成電壓微分函數(shù)曲線；

步驟2：通過(guò)對(duì)電芯的多次循環(huán)，實(shí)現(xiàn)步驟1中的數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析；可獲得電芯的全身命周期(舉例：3000次壽命)下的VL值，根據(jù)電芯的自身衰減，VL值會(huì)逐步減小；實(shí)驗(yàn)采集得到以下f(VL)函數(shù)曲線，多次采集學(xué)習(xí)后，生成標(biāo)準(zhǔn)模型；

步驟3：電芯生命穩(wěn)態(tài)管理，將步驟2中標(biāo)準(zhǔn)模型植入電芯管理模塊中，通過(guò)對(duì)管理芯片構(gòu)建二次編譯代碼；可根據(jù)任意循環(huán)次數(shù)進(jìn)行電芯保護(hù)閥值的二次智能編譯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法，其特征在于：所述步驟1中測(cè)試方法具體為：假定常溫下，電芯標(biāo)準(zhǔn)工況下充電(恒流、0.5C),對(duì)電芯每次的充放電進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集對(duì)象：電芯電壓；采集頻率：10ms/次；實(shí)驗(yàn)中可觀測(cè)到：恒流模式下，每單位時(shí)間，電壓均會(huì)按照規(guī)律逐步升高；直到電芯飽和后；

假定：第Sn次采樣，對(duì)應(yīng)電壓Vn；

第Sn-1次采樣，對(duì)應(yīng)電壓Vn-1；

(Vn-Vn-1)為第Sn次采樣對(duì)前一次采樣值電壓增量：為：ΔV/.ΔS.

以上：在電芯的工作范圍內(nèi)，每步進(jìn)一個(gè)單位時(shí)間，電芯的電壓變化曲線可微分，通過(guò)微分，電壓的變化dV，

dV＝ΔV/.ΔS。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法，其特征在于：通過(guò)soh生命預(yù)測(cè)算法以及電芯生命穩(wěn)態(tài)管理算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電芯的全生命周期的SOH動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)以及最優(yōu)穩(wěn)態(tài)管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電芯安全性的倍增，利用率最大化等特點(diǎn)；有效解決電池組系統(tǒng)中因單體電芯問(wèn)題造成的木桶短板、容量跳水等各種問(wèn)題，最大化的實(shí)現(xiàn)電池組系統(tǒng)的利用率，安全性，延長(zhǎng)單芯和整組電池的壽命，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法，其特征在于：電氣系統(tǒng)由三部分組成，其中結(jié)合芯片SH367309和單片機(jī)組成整個(gè)采集控制單元，電芯旁路集成電路組成電芯旁路單元，接觸器、預(yù)充接觸器等組成功率開(kāi)關(guān)單元。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法，其特征在于：采集控制單元為控制核心，通過(guò)采集電芯旁路單元上每個(gè)電芯的電壓、溫度，采集功率開(kāi)關(guān)單元中分流器上的電流信息，得到此時(shí)電芯的狀態(tài)，并將實(shí)時(shí)采集的所有信息代入系統(tǒng)，根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)算法生成的SOH模型以及穩(wěn)態(tài)控制算法模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)任意狀態(tài)下的電芯的SOH的預(yù)測(cè)并生成最優(yōu)穩(wěn)態(tài)控制策略，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)任意單體電芯的實(shí)時(shí)管理和控制。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法，其特征在于：采集控制單元由單片機(jī)、電池管理芯片輔助電源組成，電池管理芯片選用中穎的SH367309芯片，單片機(jī)選用兆易創(chuàng)新的GD32F303RET6型號(hào)ARM。電池管理芯片主要負(fù)責(zé)采集電芯實(shí)時(shí)電壓、充放電實(shí)時(shí)電流、溫度等信息，并將采集信息實(shí)時(shí)上傳至單片機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法，其特征在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)讀取電池管理芯片的采集信息進(jìn)行處理，通過(guò)內(nèi)部機(jī)器學(xué)習(xí)算法模型，生成實(shí)時(shí)的電芯SOH狀態(tài)，通過(guò)和算法模型中的標(biāo)準(zhǔn)SOH模型計(jì)算，智能生成電芯最優(yōu)穩(wěn)態(tài)控制策略。通過(guò)邏輯算法運(yùn)算，采用I/O擴(kuò)展芯片驅(qū)動(dòng)單體電芯的控制模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)單體電芯的動(dòng)作策略。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行全生命周期內(nèi)的穩(wěn)態(tài)管理和控制方法，其特征在于：輔助電源主要是由電池電壓轉(zhuǎn)換一個(gè)穩(wěn)定12V電源，給繼電器、接觸器供電。