全生命周期电池充电管理系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及电池管理技术领域，特别涉及一种全生命周期电池充电管理系统及方法。该系统包括能量管理模块、检测模块、计算控制模块、第一开关元件；所述检测模块检测电池的实时状态，所述计算控制模块根据所述检测模块检测到的实时状态产生作用于所述能量管理模块的脉冲控制信号，使得所述能量管理模块产生包括过充子脉冲的充电脉冲，并通过所述第一开关元件输出；相邻所述充电脉冲之间具有由脉冲间隙，所述能量管理模块还在所述脉冲间隙产生放电脉冲并通过所述第一开关元件输出。能够以经济、简单、有效的方式对电池模块实施高效充电的同时，保证每个电芯工作在健康运行区域，延长电池模块的使用寿命。

Management system and method of battery charging in the whole life cycle

【技术实现步骤摘要】
全生命周期电池充电管理系统及方法
本专利技术涉及电池管理
，特别涉及一种全生命周期电池充电管理系统及方法。
技术介绍
电化学储能有诸多优点，如建设周期及投资回报周期短，对环境要求低，可分布式建造，适合分布式可再生能源储存，因此是能源互联网的重要储能技术之一。电池的安全、健康、经济运行是目前电化学储能最为关键的技术难点。电化学储能式目前分布式储能主流技术，是大比例使用可再生能源的保障之一，也是电动汽车的核心技术。如何开发安全性高、经济型好、环保及可复制性好的电池模块，是解决分布式储能的核心问题。充电技术是健康安全使用电池模块的关键之一。不合理的充电方法会大幅缩短电池寿命，严重地甚至会引起安全隐患。最近频发的锂电池电动汽车自燃及储能电站爆燃事故，都证明与电池的不当充电方法有关。对于铅酸电池而言，不科学的充电方式可直接导致电池硫化或鼓包，从而严重缩短电池使用寿命。大电池模块一般由多个电芯串并联而成，尽管成组时新电芯一致性可以保证，但随着电池的老化，一致性会变差，这样充电过程中有些电芯不可避免的发生过充，从而引起电池模块失效。为此，需要有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：/n包括能量管理模块、检测模块、计算控制模块、第一开关元件；/n所述检测模块检测电池的实时状态，所述计算控制模块根据所述检测模块检测到的实时状态产生作用于所述能量管理模块的脉冲控制信号，使得所述能量管理模块产生包括过充子脉冲的充电脉冲，并通过所述第一开关元件输出；/n相邻所述充电脉冲之间具有脉冲间隙。/n

【技术特征摘要】
20200109 CN 20201001990631.全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
包括能量管理模块、检测模块、计算控制模块、第一开关元件；
所述检测模块检测电池的实时状态，所述计算控制模块根据所述检测模块检测到的实时状态产生作用于所述能量管理模块的脉冲控制信号，使得所述能量管理模块产生包括过充子脉冲的充电脉冲，并通过所述第一开关元件输出；
相邻所述充电脉冲之间具有脉冲间隙。


2.根据权利要求1所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述能量管理模块还在所述脉冲间隙产生放电脉冲并通过所述第一开关元件输出。


3.根据权利要求2所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述实时状态包括实时电流、实时电压、实时温度；
所述计算控制模块根据所述检测模块检测到的实时电流、实时电压、实时温度确定预期过充子脉冲幅度、预期过充子脉冲宽度、预期放电脉冲宽度、预期放电脉冲幅度，基于所述预期过充子脉冲幅度、所述预期过充子脉冲宽度、所述预期放电脉冲幅度、所述预期放电脉冲宽度产生脉冲控制信号作用于所述能量管理模块；所述脉冲控制信号使得所述能量管理模块产生的充电脉冲，其过充子脉冲的幅度与所述预期过充子脉冲幅度一致、其过充子脉冲的宽度与所述预期过充子脉冲一致；所述脉冲控制信号使得所述能量管理模块产生的放电脉冲的幅度和宽度分别与所述预期放电脉冲幅度和所述预期放电脉冲宽度一致。


4.根据权利要求3所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述计算控制模块根据所述检测模块检测到的实时状态确定电池的最大过充时间tc和最小弛豫时间tr，基于所述最大过充时间tc确定所述预期过充子脉冲幅度和所述预期过充子脉冲宽度，基于所述最小弛豫时间tr、所述过充子脉冲幅度、所述过充子脉冲宽度确定所述放电脉冲幅度和所述放电脉冲宽度。


5.根据权利要求4所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于，还包括：
数据库，存储有过充电压/电流与温度、最大过充时间的关系，以及过充电压/电流与温度、最小弛豫时间的关系；
所述计算控制模块，根据所述检测模块检测到的实时状态并检索所述数据库以确定所述电池的最大过充时间tc和最小弛豫时间tr。


6.根据权利要求5所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述数据库根据所述检测模块检测到的电池实时状态进行数据库更新。


7.根据权利要求6所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述能量管理模块包括智能升压降压电路，用于产生电源信号并经所述第一开关元件输出；
所述脉冲控制信号包括开关控制部分和脉冲控制部分；所述脉冲控制部分作用于所述智能升压降压电路，所述智能升压降压电路根据所述脉冲控制部分调整其输出至所述第一开关元件的电源信号的幅度；所述开关控制部分作用于所述第一开关元件，控制所述第一开关元件的通断。


8.根据权利要求7所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述能量管理模块包括能量回收单元；
所述能量回收单元用于回收所述电池模块的放电能量。


9.根据权利要求8所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述能量回收单元用于回收所述电池模块在所述充电脉冲的脉冲间隙的放电能量。


10.根据权利要求8所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述能量回收单元用于回收所述电池模块在所述放电脉冲期间的放电能量。


11.根据权利要求2所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述检测模块根据所述检测电池的实时状态输出保护控制信号，所述保护控制信号作用于所述第一开关元件，控制所述第一开关元件的通断。


12.根据权利要求5所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述电池为多电芯串联电池；
所述计算控制模块根据所述检测模块检测到的实时状态确定电池各电芯的最大过充时间和各电芯的最小弛豫时间，并且将各电芯的最大过充时间中的最小值作为电池的最大过充时间tc，将各电芯的最小弛豫时间中的最小值作为电池的最小弛豫时间tr。


13.根据权利要求12所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述能量管理模块还包括电芯平衡电路，所述电芯平衡电路与所述电池中的至少两个电芯串联组成的电芯组对应，所述电芯平衡电路用于均衡其对应的电芯组中的各电芯。


14.根据权利要求13所述的全生命周期电池充电管理系统，其特征在于：
所述能量管理模块包括多个所述电芯平衡电路；
所述能量管理模块还设有第二层能量管理电路，所述能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建斌，陈驰，
申请(专利权)人：长兴太湖能谷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33