一种电池组的管理系统的制作方法

文档序号:13212045阅读:145来源:国知局
本发明涉及电池
技术领域
,特别是涉及一种电池组的管理系统。
背景技术
:锂离子电池由于其在应用过程中具有能量密度高、安全性好、寿命长、环保等特性而的到了广泛的应用。在锂离子电池的使用过程中,为了获得大功率、大容量,需要将锂离子电池以串并联方式组成锂离子电池组。由于锂离子电池制造水平的限制,单体锂离子电池之间的性能还不能达到完全的一致,而锂离子电池组的性能由单体锂离子电池的性能决定,使得锂离子电池组在使用过程中,只要某个单体锂离子电池的电量不足,就要对锂离子电池组充电,这样容易导致锂离子电池组中其它单体锂离子电池处于过充电状态,造成锂离子电池组损坏,锂离子电池的使用寿命缩短。技术实现要素:本发明提供了一种电池组管理系统,通过对每个电池进行非均一控制,从而提高电池组的使用寿命;管理系统根据单体电池的信息制定针对每个单体电池的运行模式,当检测到电池状况下降时,采用非完整运行模式,从而降低电池的负荷,提高电池的使用寿命。具体的方案如下:一种电池组管理系统,所述电池组包括多个单体电池,所述管理系统包括总控制器,电池控制器,以及能够检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池检测器检测的参数包括电池温度和电压,所述总控制器制定不同的运行模式,并根据电池检测器反馈的电池信息为单体电池选择相应的运行模式;所述电池控制器根据总控制器发布的模式信息分别控制每个单体电池执行相应的运行模式;所述运行模式包括完整运行模式,以及有效循环容量低于完整运行模式的非完整运行模式,所述非完整运行模式包括高电位运行模式;低电位运行模式以及中间电位运行模式;所述完整运行模式为所述单体电池在完全放电截至电压和完全充电截至电压之间进行充放电循环;在单体电池在执行完整运行模式时,当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于第一预定值,在放电时的电压变化率不高于第二预定值,且单体电池的温度高于第三预定值时,所述总控制器指定该单体电池执行充电截至电压低于完全充电截至电压的低电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于第一预定值,在放电时的电压变化率高于第二预定值,且单体电池的温度高于第三预定值时,所述总控制器指定该单体电池执行放电截至电压高于完全放电截至电压的高电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于第一预定值,在放电时的电压变化率高于第二预定值,且单体电池的温度高于第三预定值时,所述总控制器指定该单体电池执行充电截至电压低于完全充电截至电压,且放电截至电压高于完全放电截至电压的中间电位运行模式。进一步的,所述第三预定值为电池组中平均电池温度的110%-130%。进一步的,所述电池控制器通过控制旁路电路的开断控制单体电池的运行模式。进一步的,所述高电位运行模式的充电截至电压等于完全充电截至电压。进一步的,所述低电位运行模式的放电截至电压等于完全放电截至电压。进一步的,当单体电池在执行非完整运行模式时,所述电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于第一预定值,在放电时的电压变化率不高于第二预定值时,所述总控制器指定该单体电池执行完整运行模式。进一步的,所述第一预定值和第二预定值独立的为电池组中平均电池电压变化率的110%-140%。进一步的,所述第三预定值为电池组中平均电池温度的120%。本发明具有如下有益效果:1、根据电池组中单体电池的状态,制定相应的运行模式,提高单体电池的运行寿命;2、当电池充电时的电压变化率较高时,该电池在高电压的老化情况明显,因而降低充电截至电压,从而防止电池的过充电,以及在高电压下的老化;3、当电池放电时的电压变化率较高时,该电池在低电压的老化情况明显,因而提高放电截至电压,从而防止电池的过放电,以及在低电压下的老化;4、监控电池的温度,当电池的温度变化率较高时,表明该电池的内阻升高,极化严重,因此根据其处于的充放电过程,通过降低充电截至电压或者提高放电截至电压,从而减少电池在在过程的工作时间,降低电池极化情况。本发明通过上述方法,针对每个单体电池的具体情况制定相应的运行模式,从而提高电池组的使用寿命。具体实施方式本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述,但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。实施例1电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括总控制器,电池控制器,以及能够检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池检测器检测的参数包括温度和电压,所述总控制器制定不同的运行模式,并根据电池检测器反馈的电池信息为单体电池选择相应的运行模式;所述电池控制器根据总控制器发布的模式信息,通过控制每个单体电池的旁路电路的开断控制单体电池的运行模式;所述运行模式包括在2.7v-4.2v之间循环的完整运行模式;以及包括在2.7v-4.0v之间循环的低电位运行模式,在3.0v-4.2v之间循环的高电位运行模式,在3.0v-4.0v之间循环的中间电位运行模式的非完整运行模式;在单体电池执行完整运行模式时,当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的110%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的110%,且单体电池的温度高于平均电池温度的120%时,该单体电池执行低电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的110%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的110%,且单体电池的温度高于平均电池温度的120%时,该单体电池执行高电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的110%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的110%,且单体电池的温度高于平均电池温度的120%时,该单体电池执行中间电位运行模式;在单体电池执行非完整运行模式时,当所述电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的110%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的110%时,该单体电池执行完整运行模式。实施例2电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括总控制器,电池控制器,以及能够检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池检测器检测的参数包括温度和电压,所述总控制器制定不同的运行模式,并根据电池检测器反馈的电池信息为单体电池选择相应的运行模式;所述电池控制器根据总控制器发布的模式信息,通过控制每个单体电池的旁路电路的开断控制单体电池的运行模式;所述运行模式包括在2.7v-4.2v之间循环的完整运行模式;以及包括在2.7v-4.0v之间循环的低电位运行模式;在3.0v-4.2v之间循环的高电位运行模式;在3.0v-4.0v之间循环的中间电位运行模式的非完整运行模式;在单体电池在执行完整运行模式时,当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的120%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的120%,且单体电池的温度高于平均电池温度的120%时,该单体电池执行低电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的120%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的120%,且单体电池的温度高于平均电池温度的120%时,该单体电池执行高电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的120%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的120%,且单体电池的温度高于平均电池温度的120%时,该单体电池执行中间电位运行模式;在单体电池在执行非完整运行模式时,当所述电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的120%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的120%时,该单体电池执行完整运行模式。实施例3电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括总控制器,电池控制器,以及能够检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池检测器检测的参数包括温度和电压,所述总控制器制定不同的运行模式,并根据电池检测器反馈的电池信息为单体电池选择相应的运行模式;所述电池控制器根据总控制器发布的模式信息,通过控制每个单体电池的旁路电路的开断控制单体电池的运行模式;所述运行模式包括在2.7v-4.2v之间循环的完整运行模式;以及包括在2.7v-4.0v之间循环的低电位运行模式;在3.0v-4.2v之间循环的高电位运行模式;在3.0v-4.0v之间循环的中间电位运行模式的非完整运行模式;在单体电池在执行完整运行模式时,当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的130%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的130%,且单体电池的温度高于平均电池温度的115%时,该单体电池执行低电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的130%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的130%,且单体电池的温度高于平均电池温度的115%时,该单体电池执行高电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的130%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的130%,且单体电池的温度高于平均电池温度的115%时,该单体电池执行中间电位运行模式;在单体电池在执行非完整运行模式时,当所述电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的130%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的130%时,该单体电池执行完整运行模式。实施例4电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括总控制器,电池控制器,以及能够检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池检测器检测的参数包括温度和电压,所述总控制器制定不同的运行模式,并根据电池检测器反馈的电池信息为单体电池选择相应的运行模式;所述电池控制器根据总控制器发布的模式信息,通过控制每个单体电池的旁路电路的开断控制单体电池的运行模式;所述运行模式包括在2.7v-4.2v之间循环的完整运行模式;以及包括在2.7v-4.0v之间循环的低电位运行模式;在3.0v-4.2v之间循环的高电位运行模式;在3.0v-4.0v之间循环的中间电位运行模式的非完整运行模式;在单体电池在执行完整运行模式时,当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的140%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的140%,且单体电池的温度高于平均电池温度的115%时,该单体电池执行低电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的140%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的140%,且单体电池的温度高于平均电池温度的115%时,该单体电池执行高电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的140%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的140%,且单体电池的温度高于平均电池温度的115%时,该单体电池执行中间电位运行模式;在单体电池在执行非完整运行模式时,当所述电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的140%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的140%时,该单体电池执行完整运行模式。实施例5电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括总控制器,电池控制器,以及能够检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池检测器检测的参数包括温度和电压,所述总控制器制定不同的运行模式,并根据电池检测器反馈的电池信息为单体电池选择相应的运行模式;所述电池控制器根据总控制器发布的模式信息,通过控制每个单体电池的旁路电路的开断控制单体电池的运行模式;所述运行模式包括在2.7v-4.2v之间循环的完整运行模式;以及包括在2.7v-4.0v之间循环的低电位运行模式;在3.0v-4.2v之间循环的高电位运行模式;在3.0v-4.0v之间循环的中间电位运行模式的非完整运行模式;在单体电池在执行完整运行模式时,当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的125%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的125%,且单体电池的温度高于平均电池温度的110%时,该单体电池执行低电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的125%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的125%,且单体电池的温度高于平均电池温度的110%时,该单体电池执行高电位运行模式;当电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的125%,在放电时的电压变化率高于平均电池电压变化率的125%,且单体电池的温度高于平均电池温度的110%时,该单体电池执行中间电位运行模式;在单体电池在执行非完整运行模式时,当所述电池检测器检测到单体电池在充电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的125%,在放电时的电压变化率不高于平均电池电压变化率的125%时,该单体电池执行完整运行模式。比较例1包括50个单体电池的电池组。测试与结果将实施例1-5,比较例1的系统分别以0.5c的电流进行充放电循环,记录电池组的循环寿命。可见,采用本发明实施例的电池组,由于针对单体电池的具体情况采用了低负荷的非完整运行模式,延长了电池组的运行寿命。表1循环次数实施例1668实施例2656实施例3636实施例4627实施例5659比较例1424尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。当前第1页12
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