一种锂电池箱以及应用于锂电池箱的控制方法技术

本申请公开一种锂电池箱及锂电池箱控制方法，涉及锂电池领域。锂电池箱包括锂电池模块和控制模块，锂电池模块包括L个串联的串联模组，各串联模组包括M个并联的并联模组，各并联模组包括N个串联的单体电池，L、M和N不低于2；控制模块配置健康状态监测功能和电池隔离功能；健康状态监测功能为监测单体电池的电池参数与各并联模组的电池健康状态，电池参数包括温度、电压与电流；电池隔离功能为存在第一目标并联模组时断开第一目标并联模组所在并联支路，第一目标并联模组电池健康状态低于预设第一SOH值。本申请可监测并联模组的电池健康状态，隔离电池健康状态值低的并联模组，实现隔离差异性大的锂电池、提高锂电池箱安全性的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池箱以及应用于锂电池箱的控制方法
本申请涉及锂电池
，特别是涉及一种锂电池箱以及应用于锂电池箱的控制方法。
技术介绍
在各种新能源中，锂电池由于其自身优势，自1992年量产以来得到迅速发展，已被广泛应用于储能装置、电动车、电动工具等各个领域，并逐步成为代表未来发展方向的绿色能源，被认为是未来储能、动力电源产业的领军者。现有技术中，锂电池需成组使用以弥补其单体的容量和功率不足，但电池组内的各单体电池往往存在差异性，在使用过程中极易因过热、过流等问题加剧单体电池的差异性，从而因锂电池组使用过程中存在有巨大差异性的锂电池而引起锂电池热失控，最终诱发着火或爆炸，极大的影响了锂电池的安全性。
技术实现思路
本申请提供一种锂电池箱以及应用于锂电池箱的控制方法，可实现监测电池健康状态，隔离电池健康状态值低的电池，从而实现隔离差异性大的锂电池、提高锂电池安全性的技术效果。为了实现上述技术效果，本申请第一方面提供一种锂电池箱，其特征在于：包括锂电池模块和控制模块，其中，上述锂电池模块包括L个串联的串联模组，每个上述串联模组包括M个并联的并联模组，每个上述并联模组包括N个串联的单体电池，其中，L、M以及N不低于2；上述控制模块配置有健康状态监测功能和电池隔离功能；上述健康状态监测功能为：监测上述单体电池的电池参数与各个并联模组的电池健康状态，其中，上述电池参数包括温度、电压与电流；上述电池隔离功能为：在存在第一目标并联模组时，断开上述第一目标并联模组所在的并联支路，其中，上述第一目标并联模组为电池健康状态低于预设的第一SOH值的并联模组。可选的，上述锂电池箱还包括：分别与上述锂电池模块和上述控制模块连接的冷却模块，上述冷却模块提供为各个并联模组散热的功能；上述控制模块还配置有散热调节功能；上述散热调节功能为：基于所有所在并联支路未被断开的并联模组中各单体电池的电池参数调节上述冷却模块的散热强度。可选的，每个上述并联模组外表面设置有冷板；上述冷却模块包括加热器、换热器、冷却水泵以及流量控制阀组；上述冷却水泵具备输出冷却液的功能；上述加热器具备使冷却液升温的功能；上述换热器具备使冷却液降温的功能；上述流量控制阀组包含与M个并联模组一一对应的M个流量控制阀，每个流量控制阀的入口与上述冷却水泵的出口连接，且每个流量控制阀的出口通过冷却液管道与相应并联模组外表面的冷板连接；上述散热调节功能包括：冷却液温度调节子功能和阀门控制子功能；上述冷却液温度调节子功能为：基于对上述加热器和上述换热器的控制调节冷却液的温度；上述阀门控制子功能为：基于对各个流量控制阀的阀门开合程度的控制，调节流向各并联模组的冷却液流量。可选的，每个上述并联模组内设置有用以调节各个单体电池的电压的均衡电路；上述控制模块还配置有电池均衡功能；上述电池均衡功能为：在存在第二目标并联模组时，基于对上述第二目标并联模组内均衡电路的控制，均衡上述第二目标并联模组内各个单体电池的电压，其中，上述第二目标并联模组的电池健康状态不低于上述第一SOH值且低于预设的第二SOH值，且上述第二目标并联模组内至少存在两个目标单体电池，上述两个目标单体电池之间的电压差大于电压差阈值。可选的，每个上述均衡电路包括N-1个均衡子电路，每个上述均衡子电路分别设置于相邻两单体电池上，每个上述均衡子电路包括第一开关管、第二开关管、第一二极管、第二二极管管以及电感；上述电池均衡功能具体为：在存在上述第二目标并联模组时，分别控制每个上述均衡子电路中第一开关管和第二开关管的开闭以使得各第二目标并联模组中第一目标单体电池的能量通过电感向第二目标单体电池转移，从而均衡上述第二目标并联模组内各个单体电池的电压；其中，上述第一目标单体电池为上述第二目标并联模组中电池电压高于上述第二目标并联模组中各单体电池平均电压的所有单体电池，上述第二目标单体电池为上述第二目标并联模组中电池电压低于上述第二目标并联模组中各单体电池平均电压的所有单体电池。可选的，上述锂电池箱还包括与上述锂电池模块连接的预充电电路，上述控制模块还配置有预充电功能；上述预充电功能为：在不存在上述第一目标并联模组与上述第二目标并联模组时，基于对上述预充电电路的控制进行预充电。可选的，上述锂电池箱还包括开关模块，上述开关模块包括B个分别连接于各上述并联模组的并联支路中且分别与上述控制模块连接的开关单元，其中，B＝L*M；上述电池隔离功能具体为：在存在上述第一目标并联模组时，断开上述第一目标并联模组所在的并联支路的开关单元。可选的，上述控制模块包括：与M个并联模组一一对应的M个分控单元，以及与上述M个分控单元连接的一个总控单元；上述健康状态监测功能、上述阀门控制子功能以及上述电池均衡功能配置在上述分控单元中；上述电池隔离功能、上述冷却液温度调节子功能以及上述预充电功能配置在上述总控单元中。可选的，上述开关单元为MOS管或绝缘栅双极型晶体管。本申请第二方面提供一种应用于锂电池箱的控制方法，上述锂电池箱包括：L个串联的串联模组，每个上述串联模组包括M个并联的并联模组，每个上述并联模组包括N个串联的单体电池，其中，L、M以及N不低于2；上述控制方法包括：监测上述单体电池的电池参数以及各个并联模组的电池健康状态，其中，上述电池参数包括温度、电压与电流；在存在第一目标并联模组时，断开上述第一目标并联模组所在的并联支路，其中，上述第一目标并联模组为电池健康状态低于预设的第一SOH值的并联模组。根据上述方案，本申请锂电池箱包括锂电池模块和控制模块，锂电池模块包括L个串联的串联模组，各串联模组包括M个并联的并联模组，各并联模组包括N个串联的单体电池，L、M和N不低于2；控制模块配置健康状态监测功能和电池隔离功能；健康状态监测功能为：监测单体电池的电池参数与各并联模组的电池健康状态，电池参数包括温度、电压与电流；电池隔离功能为：存在第一目标并联模组时断开第一目标并联模组所在并联支路，第一目标并联模组电池健康状态低于预设第一SOH值。本申请提供的锂电池箱可监测并联模组的电池健康状态，隔离电池健康状态值低的并联模组，实现隔离差异性大的锂电池、提高锂电池箱安全性的技术效果。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本申请实施例一提供的一种锂电池箱的部分模块示意图；图2是本申请实施例一提供的一种锂电池箱的部分模块示意图；图3是本申请实施例一提供的一种锂电池箱的均衡子电路示意图；图4是本申请实施例二提供的一种应用于锂电池箱的控制方法步骤示意图；图5是本申请实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池箱，其特征在于，包括锂电池模块和控制模块，其中，所述锂电池模块包括L个串联的串联模组，每个所述串联模组包括M个并联的并联模组，每个所述并联模组包括N个串联的单体电池，其中，L、M以及N不低于2；/n所述控制模块配置有健康状态监测功能和电池隔离功能；/n所述健康状态监测功能为：监测所述单体电池的电池参数与各个并联模组的电池健康状态，其中，所述电池参数包括温度、电压与电流；/n所述电池隔离功能为：在存在第一目标并联模组时，断开所述第一目标并联模组所在的并联支路，其中，所述第一目标并联模组为电池健康状态低于预设的第一SOH值的并联模组。/n

【技术特征摘要】
1.一种锂电池箱，其特征在于，包括锂电池模块和控制模块，其中，所述锂电池模块包括L个串联的串联模组，每个所述串联模组包括M个并联的并联模组，每个所述并联模组包括N个串联的单体电池，其中，L、M以及N不低于2；
所述控制模块配置有健康状态监测功能和电池隔离功能；
所述健康状态监测功能为：监测所述单体电池的电池参数与各个并联模组的电池健康状态，其中，所述电池参数包括温度、电压与电流；
所述电池隔离功能为：在存在第一目标并联模组时，断开所述第一目标并联模组所在的并联支路，其中，所述第一目标并联模组为电池健康状态低于预设的第一SOH值的并联模组。


2.根据权利要求1所述的锂电池箱，其特征在于，所述锂电池箱还包括：分别与所述锂电池模块和所述控制模块连接的冷却模块，所述冷却模块提供为各个并联模组散热的功能；所述控制模块还配置有散热调节功能；
所述散热调节功能为：基于所有所在并联支路未被断开的并联模组中各单体电池的电池参数调节所述冷却模块的散热强度。


3.如权利要求2所述的锂电池箱，其特征在于，每个所述并联模组外表面设置有冷板；所述冷却模块包括加热器、换热器、冷却水泵以及流量控制阀组；
所述冷却水泵具备输出冷却液的功能；
所述加热器具备使冷却液升温的功能；
所述换热器具备使冷却液降温的功能；
所述流量控制阀组包含与M个并联模组一一对应的M个流量控制阀，每个流量控制阀的入口与所述冷却水泵的出口连接，且每个流量控制阀的出口通过冷却液管道与相应并联模组外表面的冷板连接；
所述散热调节功能包括：冷却液温度调节子功能和阀门控制子功能；
所述冷却液温度调节子功能为：基于对所述加热器和所述换热器的控制调节冷却液的温度；
所述阀门控制子功能为：基于对各个流量控制阀的阀门开合程度的控制，调节流向各并联模组的冷却液流量。


4.如权利要求3所述的锂电池箱，其特征在于，每个所述并联模组内设置有用以调节各个单体电池的电压的均衡电路；所述控制模块还配置有电池均衡功能；
所述电池均衡功能为：在存在第二目标并联模组时，基于对所述第二目标并联模组内均衡电路的控制，均衡所述第二目标并联模组内各个单体电池的电压，其中，所述第二目标并联模组的电池健康状态不低于所述第一SOH值且低于预设的第二SOH值，且所述第二目标并联模组内至少存在两个目标单体电池，所述两个目标单体电池之间的电压差大于电压差阈值。


5.如权利要求4所述的锂电池箱，其特征在于，每个所述均衡电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘楠，王广明，王志伟，安超，高峰，王远霏，李明，
申请(专利权)人：中车唐山机车车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13