一种实现动力电池自动失效补偿的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种实现动力电池自动失效补偿的系统，用于动力电池失效单元自动补偿，该包括：电池模组，包括串联或并联的多个包括第一支路、第二支路和开关控制模块的电池单元，第一支路含电池模块；电池模块控制单元，用于标记电池单元为工作或预留电池单元，检测工作电池单元的电池状态并判断当前工作电池单元是否失效，如果是，标记为失效电池单元，并标记任一个预留电池单元为工作电池单元；向工作电池单元发送控制指令，使其第二支路断开、第一支路接通；向预留电池单元发送控制指令，使其第一支路断开、第二支路接通；向失效电池单元发送控制指令，使其第一支路断开、第二支路接通。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及新能源汽车
，具体涉及一种实现动力电池自动失效补偿的系统。
技术介绍
传统汽车是以石油为燃料作为动力来源，而新能源汽车大多是用电能作为主要或辅助动力来源，新能源汽车因其对环境的影响比传统汽车要小，前景被广泛看好。目前新能源汽车储存电能的部件主要是动力电池，在现有技术中，动力电池在结构上可以分为三个部分电池单体、电池模块以及电池模组，电池单体是最基本的工作单元；电池模块是由若干个电池单体串联构成单体串联序列，再由若干个单体串联序列并联的方式组成；电池模组是由若干个电池模块通过串联或并联的方式组成，电池模组构成整个动力电池。由于每个电池单体本身的材料及工艺原因，无法做到不同单体结构和性能完全一样，因此整个动力电池模组在实际使用过程中，各个电池单体性能的差异会逐渐表现出来，使某些电池模块的性能快速下降，出现早期失效，即与正常使用状态相比，过早出现内阻增大、容量降低、无法放电的现象。因为在现有技术中，电池模组是由若干个电池模块通过串联或并联方式组成，所以当电池模组中的某些电池模块或电池单体出现早期失效，使动力电池模组出现短板效应，会影响整个动力电池系统性能的发挥，进而影响车辆的运行与可靠性，同时，由于某些电池模块或电池单体出现早期失效后，需要对电池模组进行整体维修或更换，增加了用户的使用成本。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的主要目的是提供一种实现动力电池自动失效补偿的系统，解决现有技术中电池模组中的某些电池模块出现早期失效，导致动力电池系统性能下降，进而影响车辆运行与可靠性，并增加用户使用成本的问题。为解决上述问题，本技术提供的技术方案如下一种实现动力电池自动失效补偿的系统，所述系统包括电池模组以及电池模块控制单元；所述电池模组包括串联或并联连接的多个电池单元，所述电池单元包括第一支路、第二支路以及开关控制模块，所述第一支路包括电池模块，所述开关控制模块的第一端作为所述电池单元的一端，所述开关控制模块的第二端和第三端分别与所述第一支路的一端和所述第二支路的一端相连，所述第一支路的另一端和所述第二支路的另一端相连的端点作为所述电池单元的另一端；所述开关控制模块，用于接通或断开所述第一支路，接通或断开所述第二支路；电池模块控制单元，用于标记所述电池单元为工作电池单元或预留电池单元；检测所述工作电池单元的电池状态；根据所述工作电池单元的电池状态判断当前所述工作电池单元是否失效,如果是,标记当前所述工作电池单元为失效电池单元，并标记任一个所述预留电池单元为工作电池单元；向所述工作电池单元中的所述开关控制模块发送第一控制指令，使所述工作电池单元中的所述第二支路断开，所述工作电池单元中的所述第一支路接通；向所述预留电池单元中的所述开关控制模块发送第二控制指令，使所述预留电池单元中的所述第一支路断开，所述预留电池单元中的所述第二支路接通；向所述失效电池单元中的所述开关控制模块发送第三控制指令，使所述失效电池单元中的所述第一支路断开，所述失效电池单元中的所述第二支路接通。相应的，所述开关控制模块包括第一功率开关以及第二功率开关；所述第一功率开关的一端与所述第二功率开关的一端相连的端点作为所述开关控制模块的第一端，所述第一功率开关的另一端作为所述开关控制模块的第二端，所述第二功率开关的另一端作为所述开关控制模块的第三端；所述第一功率开关，用于断开或接通所述第一支路； 所述第二功率开关，用于断开或接通所述第二支路。相应的，所述开关控制模块包括三通功率开关；所述三通功率开关的动端作为所述开关控制模块的第一端，所述三通功率开关的第一不动端和第二不动端分别作为所述开关控制模块的第二端和第三端；所述三通功率开关，用于断开所述第二支路并接通所述第一支路，或者，断开所述第一支路并接通所述第二支路。相应的，所述电池模块控制单元包括标记子单元,用于标记所述电池单元为工作电池单元或预留电池单元；检测子单元，用于检测所述工作电池单元的电池状态；判断子单元，用于根据所述工作电池单元的电池状态判断当前所述工作电池单元是否失效，如果是，标记当前所述工作电池单元为失效电池单元，并标记任一个所述预留电池单元为工作电池单元；第一发送子单元，用于向所述工作电池单元中的所述第一功率开关和所述第二功率开关发送第一控制指令，使所述工作电池单元中的所述第二功率开关断开，所述工作电池单元中的所述第一功率开关闭合；第二发送子单元，用于向所述预留电池单元中的所述第一功率开关和所述第二功率开关发送第二控制指令，使所述预留电池单元中的所述第一功率开关断开，所述预留电池单元中的所述第二功率开关闭合；第三发送子单元，用于向所述失效电池单元中的所述第一功率开关和所述第二功率开关发送第三控制指令，使所述失效电池单元中的所述第一功率开关断开，所述失效电池单元中的所述第二功率开关闭合。相应的，所述电池模块控制单元包括标记子单元,用于标记当前所述电池单元为工作电池单元或预留电池单元；检测子单元，用于检测所述工作电池单元的电池状态；判断子单元，用于根据所述工作电池单元的电池状态判断当前所述工作电池单元是否失效，如果是，标记当前所述工作电池单元为失效电池单元，并标记任一个所述预留电池单元为工作电池单元；第一发送子单元，用于向所述工作电池单元中的所述三通功率开关发送第一控制指令，使所述工作电池单元中的所述三通功率开关的动端与所述工作电池单元中的所述三通功率开关的第一不动端接通；第二发送子单元，用于向所述预留电池单元中的所述三通功率开关发送第二控制指令，使所述预留电池单元中的所述三通功率开关的动端与所述预留电池单元中的所述三通功率开关的第二不动端接通；第三发送子单元，用于向所述失效电池单元中的所述三通功率开关发送第三控制指令，使所述失效电池单元中的所述三通功率开关的动端与所述失效电池单元中的所述三通功率开关的第二不动端接通。相应的,所述标记子单元具体用于标记所述电池单元中的一个或多个为工作电池单元，使所述一个或多个工作电池单元的电池容量总和满足所需输出的电池容量值，标记其余的一个或多个所述电池单元为预留电池单元。相应的，所述检测子单元具体用于通过电压传感器实时检测所述工作电池单元中的所述电池模块两端的电压值，若所述电池模块两端的电压值小于或等于电压阈值，则所述工作电池单元的电池状态为断路状态或短路状态；或者，在达到设定的时间周期时，检测所述工作电池单元中的所述电池模块的实际容量，由所述电池模块的实际容量除以电池模块的实际容量初始值得到所述电池模块的劣化程度，当所述电池模块的劣化程度大于或等于劣化阈值时，则所述工作电池单元的电池状态为容量异常状态。相应的，当所述工作电池单元的电池状态为所述断路状态、所述短路状态或所述容量异常状态中的任一种时，判断所述工作电池单元失效。相应的，所述电池模块控制单元还包括报警子单元，用于当出现失效电池单元时，输出所述失效电池单元的电池状态，并发出警告；或者，当全部所述预留电池单元均标记为工作电池单元时，输出无预留单元替换信息，并发出警告。相应的，所述第一支路还包括保险器，所述保险器与所述电池模块串联连接，用于当所述第一支路中的电流值大于电流阈值时，切断所述第一支路。由此可见，本技术具有如下有益效果本技术将动力电池模组中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现动力电池自动失效补偿的系统，其特征在于，所述系统包括：电池模组以及电池模块控制单元；所述电池模组包括串联或并联连接的多个电池单元，所述电池单元包括第一支路、第二支路以及开关控制模块，所述第一支路包括电池模块，所述开关控制模块的第一端作为所述电池单元的一端，所述开关控制模块的第二端和第三端分别与所述第一支路的一端和所述第二支路的一端相连，所述第一支路的另一端和所述第二支路的另一端相连的端点作为所述电池单元的另一端；所述开关控制模块，用于接通或断开所述第一支路，接通或断开所述第二支路；电池模块控制单元，用于标记所述电池单元为工作电池单元或预留电池单元；检测所述工作电池单元的电池状态；根据所述工作电池单元的电池状态判断当前所述工作电池单元是否失效，如果是，标记当前所述工作电池单元为失效电池单元，并标记任一个所述预留电池单元为工作电池单元；向所述工作电池单元中的所述开关控制模块发送第一控制指令，使所述工作电池单元中的所述第二支路断开，所述工作电池单元中的所述第一支路接通；向所述预留电池单元中的所述开关控制模块发送第二控制指令，使所述预留电池单元中的所述第一支路断开，所述预留电池单元中的所述第二支路接通；向所述失效电池单元中的所述开关控制模块发送第三控制指令，使所述失效电池单元中的所述第一支路断开，所述失效电池单元中的所述第二支路接通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩尔樑，王宏宇，张守中，
申请(专利权)人：潍柴动力股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：