一种可充电分散式控制电池系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术属于电池包技术领域，公开了一种可充电分散式控制电池系统，包括电池管理系统主控单元、充放电的整体接口、若干个电池簇及若干个DC‑DC双向变流器模块；每个电池簇由多个电池模组串联组成，每个电池模组连接一个电池管理系统从控单元，每个电池模组配置一个DC‑DC模块，通过对单个电池模组增加DC‑DC模块进行分簇管理，将DC‑DC双向变流器模块外置到车或充电站中。同时，为该电池包配备了电池管理系统主控单元，对电池模组中电池的状态进行实时监测及预测，电池管理系统主控单元用于控制DC‑DC模块的开关，实现单个电池模组的投切单独控制，达到更高颗粒度精细化管理的目的，提高电池的可用率，减少运行过程中电池不一致性的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种可充电分散式控制电池系统及其工作方法
本专利技术属于电池包
，特别涉及一种可充电分散式控制电池系统及其工作方法。
技术介绍
电动矿卡与一般乘用车的区别在于，其电量较大，一般为500kWh左右，与固定电站的单体储能规模类似，其电池的串并联方式与储能电站也类似，一般分多簇后并联接入，但是这种做法往往带来许多弊端，如电池簇间不一致导致电池出现短板效应，导致可用电量下降，实际充放电量变小。同时，容易导致SOC估算严重不准确，产生续航焦虑。专利CN201721423210.7公开了一种带跛行功能的串并联电池包系统，将多组电池组，分别采用多对正、负接触器以并联方式组成电池包。其优点是：采用了多组电池组给整车供电，降低了单组电池组供电出现故障时抛锚的风险。但是该方案中，单个电池模组出现故障时，需将串联的整个电池簇退出，造成的容量损失较大。同时，由于电池在长期运行之后会出现电池电压的不一致，容易导致簇间出现环流的现象。专利CN201910012792.7公开了一种电池包、电池包控制系统及控制方法，该电池包包括若干电芯和第一电路板，第一电路板表面设置有电芯安装插口和其内部设置有集成电路，所有每一个电芯与其他任一电芯均能够通过集成电路连通，并且两电芯之间的连通电路上均设置有无线开关，无线开关根据其接收的信号进行闭合或断开，以将相应电芯连入供电回路。该方案的控制节点过多，每个电芯即为一个控制节点，控制难度及故障概率较大，检修难度也会增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可充电分散式控制电池系统及其工作方法，解决了单个电池模组出现故障时需将串联的整个电池簇退出，造成的容量损失较大；电池簇因电压不一致造成短板效应或电池环流等现象发生的问题。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种可充电分散式控制电池系统，包括电池管理系统主控单元、充放电的整体接口、若干个电池簇及若干个DC-DC双向变流器模块；每个电池簇由多个电池模组串联组成，每个电池模组连接一个电池管理系统从控单元，每个电池模组配置一个DC-DC模块；每个电池管理系统从控单元均与电池管理系统主控单元连接，用于将电池管理系统从控单元采集到的电池数据信息汇总至电池管理系统主控单元；每个DC-DC模块均与电池管理系统主控单元连接，电池管理系统主控单元用于控制DC-DC模块的开关，对电池模组进行投切控制；电池管理系统主控单元与充放电的整体接口连接；每个电池簇对应连接一个DC-DC双向变流器模块，每个DC-DC双向变流器模块均与充放电的整体接口连接。进一步，每个电池簇外部设有通讯接口，电池簇通过通讯接口与DC-DC双向变流器模块通讯。进一步，电池管理系统从控单元通过CAN通讯的方式与电池管理系统主控单元通讯。进一步，DC-DC双向变流器模块固定在车体中或充电站中。进一步，充放电的整体接口设置在充电站中或者车体中。进一步，每个电池簇由2个以上的电池模组串联组成。进一步，电池簇的数量为2个以上。进一步，电池数据信息包括电流、电压和温度。进一步，DC-DC模块的功率为10-30kw。本专利技术还公开了所述的一种可充电分散式控制电池系统的工作方法，包括以下过程：电池管理系统从控单元将所有电池模组中的电池数据信息汇总到电池管理系统主控单元，电池管理系统主控单元对电池一致性、参数趋势异常及内短路风险进行分析计算，得到电池模组的运行状态；当电池管理系统主控单元监测到某个电池模组出现故障时，电池管理系统主控单元将短接指令发送给该电池模组配置的DC-DC模块，将该电池模组退出；当电池管理系统主控单元监测到某个电池模组优先充电或者放电完成时，电池管理系统主控单元通过DC-DC模块，将该电池模组退出，让其他电池模组继续放电或者充电，实现电池簇中所有电池电量的满充满放。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开了一种可充电分散式控制电池系统及其工作方法，包括电池管理系统主控单元、充放电的整体接口、若干个电池簇及若干个DC-DC双向变流器模块；每个电池簇由多个电池模组串联组成，每个电池模组连接一个电池管理系统从控单元，每个电池模组配置一个DC-DC模块，通过对单个电池模组增加DC-DC模块进行分簇管理，在具体操作时，通过将不同电池簇中所有电池模组的电池管理系统从控单元所采集到的电池数据信息通过汇总到一个电池管理系统主控单元，电池管理系统主控单元再与充放电的整体接口连接进行通讯；电池管理系统主控单元通过内置集成的有多种电池分析诊断算法，可对电池一致性、参数趋势异常、内短路风险进行分析计算。电池管理系统主控单元与DC-DC模块进行通讯，通过控制DC-DC模块的开关，对电池模组的投切进行控制；当某个电池模组出现故障时，电池管理系统主控会将短接指令发送给电池模组外部配置的DC-DC模块，将该电池模组退出。同时，若某个电池模组优先充电或者放电完成时，也可以通过DC-DC模块，将该电池模组退出，让其他电池模组继续放电或者充电，从而实现电池簇中所有电池电量的满充满放，提高系统的充放电电量和效率。DC-DC双向变流器模块固定在车或充电站中，与电池包物理上是分离的，从而实现了电池簇之间的解耦和独立控制，避免了电池簇因电压不一致造成短板效应或电池环流等现象的发生。传统的储能系统中，电芯可能有6/700颗，每个电芯都为一个控制节点的话，节点太多，因此本专利技术采用模组作为最小单元进行控制，这样设计，电池模组大概只有几十个，控制难度降低，检修难度也会降低。附图说明图1为本专利技术的一种可充电分散式控制电池系统的连接结构示意图。其中，1为电池管理系统从控单元，2为电池模组，3为DC-DC模块，4为电池管理系统主控单元，5为充放电的整体接口，6为通讯接口，7为DC-DC双向变流器模块。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。如图1所示，本专利技术公开了一种可充电分散式控制电池系统，包括电池管理系统主控单元4、充放电的整体接口5、若干个电池簇及若干个DC-DC双向变流器模块7。电池簇优选数量大于等于2。电池簇由多个电池模组2串联组成，每个电池模组2连接一个电池管理系统从控单元1，从控路数按照电池模组2中电芯的串并联数量进行确定；不同电池簇的所有电池管理系统从控单元1的信息通过CAN通讯的方式汇总到一个电池管理系统主控单元4，电池管理系统主控单元4再与充放电的整体接口5连接进行通讯。每个电池模组2外部配置一个DC-DC模块3，DC-DC模块3与电池管理系统主控单元4连接，电池管理系统主控单元4通过控制DC-DC模块3的开关，对电池模组2的投切进行控制。DC-DC模块3的功率较小，一般为10-30kw。具体的，电池管理系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可充电分散式控制电池系统，其特征在于，包括电池管理系统主控单元(4)、充放电的整体接口(5)、若干个电池簇及若干个DC-DC双向变流器模块(7)；/n每个电池簇由多个电池模组(2)串联组成，每个电池模组(2)连接一个电池管理系统从控单元(1)，每个电池模组(2)配置一个DC-DC模块(3)；/n每个电池管理系统从控单元(1)均与电池管理系统主控单元(4)连接，用于将电池管理系统从控单元(1)采集到的电池数据信息汇总至电池管理系统主控单元(4)；/n每个DC-DC模块(3)均与电池管理系统主控单元(4)连接，电池管理系统主控单元(4)用于控制DC-DC模块(3)的开关，对电池模组(2)进行投切控制；/n电池管理系统主控单元(4)与充放电的整体接口(5)连接；/n每个电池簇对应连接一个DC-DC双向变流器模块(7)，每个DC-DC双向变流器模块(7)均与充放电的整体接口(5)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种可充电分散式控制电池系统，其特征在于，包括电池管理系统主控单元(4)、充放电的整体接口(5)、若干个电池簇及若干个DC-DC双向变流器模块(7)；
每个电池簇由多个电池模组(2)串联组成，每个电池模组(2)连接一个电池管理系统从控单元(1)，每个电池模组(2)配置一个DC-DC模块(3)；
每个电池管理系统从控单元(1)均与电池管理系统主控单元(4)连接，用于将电池管理系统从控单元(1)采集到的电池数据信息汇总至电池管理系统主控单元(4)；
每个DC-DC模块(3)均与电池管理系统主控单元(4)连接，电池管理系统主控单元(4)用于控制DC-DC模块(3)的开关，对电池模组(2)进行投切控制；
电池管理系统主控单元(4)与充放电的整体接口(5)连接；
每个电池簇对应连接一个DC-DC双向变流器模块(7)，每个DC-DC双向变流器模块(7)均与充放电的整体接口(5)连接。


2.根据权利要求1所述的一种可充电分散式控制电池系统，其特征在于，每个电池簇外部设有通讯接口(6)，电池簇通过通讯接口(6)与DC-DC双向变流器模块(7)通讯。


3.根据权利要求1所述的一种可充电分散式控制电池系统，其特征在于，电池管理系统从控单元(1)通过CAN通讯的方式与电池管理系统主控单元(4)通讯。


4.根据权利要求1所述的一种可充电分散式控制电池系统，其特征在于，DC-DC双向变流器模块(7)固定在车体中或充电站中。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹曦，刘明义，曹传钊，裴杰，刘大为，朱勇，徐若晨，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11