一种系统可重构的标准化蓄电池系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于标准化蓄电池模块，系统可重构的标准化蓄电池系统，尤指一种主要用于电动汽车，也可用于但不限于风能发电、光伏发电、通信电源等产业的锂离子等蓄电池系统标准化的方法。其特征在于：依据所属产品对蓄电池系统功能和技术性能的具体要求，采用标准化零部件通过标准化接口互联，并设置系统参数后，即可组成标准化蓄电池系统固件平台；与任意数量的标准化蓄电池模块互联，并自动完成系统软件重构和初始化系统后，即可构建成为符合目标产品要求的准化蓄电池系统的。标准化蓄电池模块可以但不限于是锰酸锂、磷酸亚铁锂、聚合物锂离子、鈦酸锂、金属氢化物镍等材料体系的蓄电池组成。

A kind of reconfigurable system of battery

The invention relates to a battery module based on standard, standard battery system of reconfigurable system, especially a method is mainly used for electric vehicles, can also be used for but not limited to, wind power, photovoltaic power generation and communication power supply industry Li ion battery system standardization. It is characterized in that: according to the specific requirements of product function and technical performance of the battery system, the use of standardized parts through a standard interface, and set the system parameters, can be composed of standard battery system firmware platform; with an arbitrary number of standard battery module interconnection, and automatically complete system software refactoring and initialization of system after the construction of standardization can become consistent with the requirements of the target product battery system. The standard battery module can be used but not limited to lithium battery, lithium iron phosphate, lithium ion polymer, lithium titanate, metal hydride nickel and other materials of the battery system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于标准化蓄电池模块，系统可重构的蓄电池系统，尤指一种主要用于电动汽车，也可用于但不限于风能发电、光伏发电、通信电源等产业(以下简称“节能与新能源产业”)的标准化蓄电池系统的构建方法。
技术介绍
蓄电池储能电源主要由蓄电池系统、充电系统和放电系统组成，是电动汽车和节能与新能源产业共性关键技术和共性基础支撑产业。解决电动汽车轻量化、整车成本高、续航里程短、充电时间长、蓄电池使用寿命短和更新费用高、运营成本高、残值率低、能耗和温室气体排放高等制约产业发展主要问题的有效途径，是建立电动汽车公共能源供给体系，提供蓄电池模块租赁和快速更换公共服务。还需要解决电动汽车用蓄电池模块的梯次利用技术问题。建立电动汽车公共能源供给体系和蓄电池模块梯次利用的技术基础，是蓄电池储能电源，尤其是蓄电池模块和蓄电池系统的标准化和系列化。电动汽车和节能与新能源产业目前应用的仍主要是锂离子等新型蓄电池。按材料体系划分，锂离子等新型蓄电池包括但不限于锰酸锂、磷酸亚铁锂、钛酸锂和聚合物锂离子、金属氢化物镍等多种体系蓄电池(以下简称“新型蓄电池”)。采用不同材料体系的蓄电池性能具有较大差异。蓄电池在应用过程中的性能也会不断变化。由此导致采用新型蓄电池构建的蓄电池系统的标准化仍是国内外面临的共同难题，也是制约蓄电池储能电源、电动汽车、尤其是电动汽车公共能源供给体系产业发展的技术瓶颈。新型蓄电池系统的标准化和系列化，是目前推动节能与新能源产业，尤其是电动汽车产业发展迫切需要解决的重大课题。本专利技术就是提供一种适用于新型蓄电池系统准化的方法。现有的新型蓄电池系统设构建法如图1：第一步如(1)，首先确定目标产品设计方案和性能指标。本专利技术所指的目标产品包括但不限于电动汽车、风能和光伏发电、通信电源等。第二步如(2)，根据目标产品设计需求，对蓄电池系统提出具体要求。第三步如(3)，根据对蓄电池系统的具体要求，确定蓄电池系统具体设计方案和具体指标。第四步如(4)，对蓄电池和零部件提出具体要求。第五如(5)，组织相关供应商进行零部件和蓄电池系统产品开发。第六步如(6)，对设计和样品进行设计确认和产品确认。若不能满足设计要求，未通过设计确认，则返回产品设计开发阶段(5)，对设计和产品进行修改，若符合设计要求，通过设计和产品确认，进入第七步如(7)，进行设计冻结，完成设计和产品开发工作工作，转入生产流程。。现有技术的特征是：依据目标产品要求，由目标产品到零部件向下逐级进行功能和技术要求分解，并对下一级子系统或零部件提出具体技术要求。这种现有开发方法称为“基于系统的设计方法”(以下简称“现有技术”)以现有技术开发的产品，不具有标准化产品必须具有的兼容性和互换性。属于依据特定需求个性化定制的非标准(专用)产品类。新型蓄电池仍处于发展初期，关键技术、关键材料和产品都处于快速发展阶段。新材料、新技术、新产品不断涌现。产品生命周期短是本阶段的典型特点。若采用标准化零部件进行系统集成开发，则可随关键零部件的技术发展，不断更新具有更优异性能的零部件，不断提升产品质量和性能。采用现有技术开发的个性化非标产品的更新换代，受设计被冻结的限制难以进行。如“蓄电池与整车捆绑”的现行管理规定；与快速发展的蓄电池系统产业极不协调；客观上成为制约技术创新和产业发展的障碍。研究一种能够实现蓄电池系统及标准化的新方法，是目前迫切需要解决的重大课题。本专利技术就是在上述背景下专利技术的一种适用于新型蓄电池系统标准化的新方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：专利技术一种新型蓄电池系统标准化的新方法。采用本专利技术新方法开发的标准化蓄电池系统，可以兼容性能各异的不同品牌和不同材料体系新型蓄电池。为电动汽车和节能与新能源产业提供一种具有良好兼容性的标准化和系列化蓄电池系统。对促进新型蓄电池系统和蓄电池储能电源、电动汽车和节能与新能源产业发展具有重大意义。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：采用基于标准化蓄电池模块、系统可重构的蓄电池系统构建新方法。具体方法如图2，第一步如(1)，首先确定目标产品功能要求和技术指标。第二步如(2)，选择(除蓄电池模块)符合目标产品功能和技术要求的标准化零部件，通过标准化接口简单互联，并如(3)，根据目标产品要求，设置系统参数后，即完成一个标准化的蓄电池系统固件平台的构建。第三步如(4)，根据目标产品要求，选择相适应的标准化蓄电池模块，连接到标准化的蓄电池系统固件平台。第四步如(5)，当蓄电池系统每次上电(启动)时，各蓄电池模块首先向蓄电池系统控制器登记注册，并传输相关数据。蓄电池系统控制器依据接收到登记注册的所有蓄电池模块传输的数据后，自动完成系统操作软件重新构建，然后进入第六步如(6)，采用重构的系统软件对系统进行初始化，完成蓄电池系统重构的全部工作，形成如(7)符合目标产品要求的蓄电池系统。标准化蓄电池模块(4)可以采用但不限于锰酸锂、磷酸亚铁锂、钛酸锂、聚合物锂离子、和金属氢化物镍等已有或以后开发的，最多可达8种不同材料体系的蓄电池组成。每个蓄电池模块内可由1～16只蓄电池串联组成。推荐标称电压为DC48V。蓄电池模块内置数据依据实际装载的蓄电池的要求，由供应商在出厂前注入。本专利技术的有益效果是：本专利技术为突破了锂离子等新型蓄电池系统标准化难题，专利技术了一个新的系统构建方法。标准化是产业化的基础，锂离子等新型蓄电池系统的标准化，对促进蓄电池系统技术和产业发展具有重大意义。尤其是解决了电动汽车与节能与新能源产业用锂离子蓄电池模块和蓄电池系统的兼容性和标准化问题，对电动汽车蓄电池模块梯次利用，和促进蓄电池储能电源产业的专业化、规模化奠定了技术基础。对促进改变目前蓄电池系统产业“相互隔离、重复分散、低水平重复”的乱局具有重要意义。3、对促进电动汽车基础体系建设具有重大意义。蓄电池模块租赁和快速更换是解决制约电动汽车产业发展的主要问题的唯一途径。构建能够为不同厂牌的各种车型提供不同品牌的各种体系标准化蓄电池模块租赁和快速更换的公共服务为主的基础设施体系，是促进电动汽车产业发展的必由之路。蓄电池模块和蓄电池系统标准化，是构建电动汽车基础设体系的技术关键。本专利技术对促进电动汽车基础设施体系发展提供了关键技术，具有重大意义。4、现有技术下，只能采用蓄电池模块与整车捆绑的模式，不利于发挥市场机制促进蓄电池及蓄电池系统技术和产业发展的作用。本专利技术为充分发挥现代市场机制对锂离子等新型蓄电池储能电源产业的促进作用提奠定了技术基础，供了技术支持。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1基于系统的现有技术设计方法流程示意图；图2本专利技术基于模块系统可重构技术设计方法流程示意图；图3本专利技术具体实施方式。具体实施方式本专利技术具体实施方式是：分蓄电池模块和关键零部件标准化和系列化、构建标准化蓄电池系统固件平台、连接标准化蓄电池模块、重构系统软件、初始化系统五个工作步骤设施的。具体实施方式是：1、标准化和系列化蓄电池模块和关键零部件。蓄电池模块、关键零部件的标准化，是实施本专利技术关键工作，也是实施本专利技术的工作基础。之后所有工作都是以标准化蓄电池模块和零部件为基础。这些零部件包括但不限于以下品种：标准化蓄电池模块：依据相关标准，对外形尺寸、机械接口、电器接口、通讯接口和通讯协议本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于新能源产业、节能与环保产业和节能与新能源汽车产业，尤指用于电动汽车的系统可重构标准化蓄电池系统，主要包括但不限于蓄电池系统控制器(1)、无线通信北斗定位车载终端(2)、计量计费车载终端(3)、安全冗余控制接口(4)、仪表板(5)、协议转换接口(6)、SUDH卡(8)、SDH卡(9)、DC‑DC电源(10)、蓄电池模块连接器(15、16、17、18)、蓄电池模块(1、2、…、11、12)、和电源接口11、用户接口12、充放电设备接口14、协议转换接口13、监控计算机(7)、和安冗余控制接口输出连接器(19)组成。

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源产业、节能与环保产业和节能与新能源汽车产业，尤指用于电动汽车的系统可重构标准化蓄电池系统，主要包括但不限于蓄电池系统控制器(1)、无线通信北斗定位车载终端(2)、计量计费车载终端(3)、安全冗余控制接口(4)、仪表板(5)、协议转换接口(6)、SUDH卡(8)、SDH卡(9)、DC-DC电源(10)、蓄电池模块连接器(15、16、17、18)、蓄电池模块(1、2、…、11、12)、和电源接口11、用户接口12、充放电设备接口14、协议转换接口13、监控计算机(7)、和安冗余控制接口输出连接器(19)组成。2.如权利要求1所述的蓄电池系统，其特征在于：依据目标产品功能和技术要求(1)，选择相应的标准化零部件经简单互联，并设置系统数据后(3)，即可...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱爱华，王万平，
申请(专利权)人：北京宏信万涛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11