一种电动汽车动力电池地面修复装置的制造方法
【专利说明】一种电动汽车动力电池地面修复装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及电动汽车领域，更具体的涉及一种电动汽车动力电池地面修复装置，应用于锂电池作为动力系统的纯电动汽车、混合电动汽车和插电式混合电动汽车。
【背景技术】
[0003]影响电动汽车推广应用的主要因素是体系的安全性及电池包的循环寿命。对电池进行合理的管理和监控是保证电池体系安全、长寿命运行的关键。随着循环充放电过程和电动汽车续航里程的不断累积，单体电池之间的差异逐渐增加，当车载电池管理系统监测到单体电池之间的不一致性超过10%时，就要对锂电池进行修复。
[0004]现有的电池管理技术使电池组的安全性有所改善，但是对于电池组循环寿命和容量的增加效果不明显，电池管理系统在使用过程中产生的热量大、散热条件差，并且其容量、体积和成本随着电池容量的增加而增加。急需一种装置能够对电池包进行地面维护，将存在一致性问题的电池组及早发现及时修复，对达到临界值的电池予以更换，可极大延长电池组的循环寿命，降低车载BMS的成本及整车成本，缩小电池包体积，提高电池体系的安全性，促进电动汽车的产业化。
【发明内容】
[0005]本发明为满足上述需求，提供一种电动汽车动力电池地面修复装置。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下:
一种电动汽车动力电池地面修复装置，其特征在于，包括SOH在线诊断模块、电池修复模块、人机交互模块和安全防护模块；其中，所述SOH在线诊断模块与电池修复模块和人机交互模块相连，所述电池修复模块与人机交互模块和安全防护模块相连，所述安全防护模块还与机交互模块相连相连；其中，所述SOH在线诊断模块用于对电池健康状态进行快速在线诊断；所述电池修复模块用于在充放电过程中对电池模组进行修复；所述安全防护模块用于在电池修复过程中对电池提供安全防护；所述人机交互模块用于电池修复过程中电池数据的输入和输出。
[0007]进一步的，作为优选技术方案，所述SOH在线诊断模块包括参数采集单元和SOH估算单元；所述参数采集单元用于至少采集单体电池的电压、温度、电流和内阻信号；所述SOH估算单元用于对所述参数采集单元采集和记录的历史数据进行处理，计算电池累积循环次数，通过与历史数据对比，计算电池电压、内阻、容量衰减的变化速率，估算出单体电池的健康状态值。
[0008]进一步的，作为优选技术方案，所述电池修复模块包括电池模组充电单元、负载单元、SOC估算单元和修复单元；所述SOC估算单元可根据电池内阻、温度、循环寿命，结合实际测量的电压与容量曲线，以及电流与容量曲线，估算单体电池的剩余容量；所述修复单元可将单体电池剩余容量与平均剩余容量作比较，对高于和低于平均剩余容量的单体电池进行修复，使电池模组中所有单体电池状态趋于一致。
[0009]进一步的，作为优选技术方案，所述安全防护模块用于电池的过充、过放、过温及短路保护，以及故障提示和报警。
[0010]进一步的，作为优选技术方案，所述人机交互模块包括信号显示单元、参数设置单元、告警单元和历史记录查询单元；所述信号显示单元用于显示电池模组中所有单体电池的状态；所述告警单元用于记录并显示故障信息；所述参数设置单元用于实现充放电方式设置、充放电电压和电流设置；所述历史记录查询单元用于记录电池的状态信息和告警信息。
[0011]与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是:
本发明能够实现对电池的在线高精度SOH诊断，通过对电动汽车动力电池的维护和修复，延长电池组的循环寿命，充分发挥其储能作用，提高系统可靠性和效率，降低整车使用成本。为纯电动汽车、混合电动汽车和插电式混合电动汽车的广泛应用提供有力的技术支撑。
【附图说明】
[0012]图1是锂电池地面修复装置结构框图；
图2是锂电池地面修复装置连接示意图。
[0013]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
[0015]实施例1
本发明提供的电动汽车动力电池地面修复装置包括SOH在线诊断模块、电池修复模块、安全防护模块和人机交互模块。
[0016]所述SOH在线诊断模块包括参数采集单元和SOH估算单元，用于对电池健康状态的快速在线诊断。所述参数采集单元采集单体电池电压、温度、电流和内阻等信号。通过信号采集芯片和滤波电路采集电池模组中各单体电池的电压信号，通过热敏电阻采集温度信号，通过电流传感器采集电流信号。所述SOH估算单元计算电池累积循环次数，通过与历史数据对比，计算电池电压、内阻、容量衰减的变化速率，估算出单体电池的健康状态值。
[0017]所述电池修复模块包括电池模组充电单元、负载单元、SOC估算单元和修复单元，在充放电过程中实现对电池模组的修复。所述的SOC估算单元，根据电池内阻、温度、循环寿命等，结合实际测量的电压与容量曲线，以及电流与容量曲线，估算单体电池的剩余容量。所述的修复单元将单体电池剩余容量与平均剩余容量作比较，对高于和低于平均剩余容量的单体电池进行修复，使电池模组中所有单体电池状态趋于一致。
[0018]所述人机交互模块包括信号显示单元、参数设置单元、告警单元和历史记录查询单元。所述信号显示单元显示单体电池的电压、电流、温度信息、均衡信息、充放电情况和剩余容量等。所述告警单元负责记录并显示故障电池、告警类型、告警日期和时间。所述参数设置单元能够实现充放电方式设置、充放电电流设置、修复电流设置、电池模组和单体电池充放电截止电压设置等。
[0019]电动汽车动力电池地面修复装置工作过程:对电池模组进行充放电，同时启动SOH在线诊断模块的参数采集单元获取单体电池的电压等数据，通过SOH估算单元，软件算法计算电池的健康状态，判断电池是否需要修复。对于需要进行修复的电池，在充放电过程中对其进行修复，当某单体电池电压和剩余容量高于或低于平均值时，启动修复单元。经过几次充放电循环，保证单体电池处于良好的健康状态，并使单体电池始终处于相对一致的工作状态，提高电动汽车动力电池体系的健康度。
[0020]显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种电动汽车动力电池地面修复装置，其特征在于，包括SOH在线诊断模块、电池修复模块、人机交互模块和安全防护模块；其中，所述SOH在线诊断模块与电池修复模块和人机交互模块相连，所述电池修复模块与人机交互模块和安全防护模块相连，所述安全防护模块还与机交互模块相连相连；其中，所述的SOH在线诊断模块用于对电池健康状态进行快速在线诊断；所述的电池修复模块用于在充放电过程中对电池模组进行修复；所述的安全防护模块用于在电池修复过程中对电池提供安全防护；所述人机交互模块用于电池修复过程中电池数据的输入和输出。2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池地面修复装置，其特征在于，所述SOH在线诊断模块包括参数采集单元和SOH估算单元；所述参数采集单元用于至少采集单体电池的电压、温度、电流和内阻信号；所述SOH估算单元用于对所述参数采集单元采集和记录的数据进行处理，计算电池累积循环次数，通过与历史数据对比，计算电池电压、内阻、容量衰减的变化速率，估算出单体电池的健康状态值。3.根据权利要求2所述的电动汽车动力电池地面修复装置，其特征在于，所述电池修复模块包括电池模组充电单元、负载单元、SOC估算单元和修复单元；所述SOC估算单元可根据电池内阻、温度、循环寿命，结合实际测量的电压与容量曲线，以及电流与容量曲线，估算单体电池的剩余容量；所述修复单元可将单体电池剩余容量与平均剩余容量作比较，对高于和低于平均剩余容量的单体电池进行修复，使电池模组中所有单体电池状态趋于一致。4.根据权利要求3所述的电动汽车动力电池地面修复装置，其特征在于，所述安全防护模块用于电池的过充、过放、过温及短路保护，以及故障提示和报警。5.根据权利要求4所述的电动汽车动力电池地面修复装置，其特征在于，所述人机交互模块包括信号显示单元、参数设置单元、告警单元和历史记录查询单元；所述信号显示单元用于显示电池模组中所有单体电池的状态；所述告警单元用于记录并显示故障信息；所述参数设置单元用于实现充放电方式设置、充放电电压和电流设置；所述历史记录查询单元用于记录电池的状态信息和告警信息。
【专利摘要】本发明公布一种电动汽车动力电池地面修复装置，其特征在于，包括SOH在线诊断模块、电池修复模块、人机交互模块和安全防护模块；其中，所述SOH在线诊断模块与电池修复模块和人机交互模块相连，所述电池修复模块与人机交互模块和安全防护模块相连，所述安全防护模块还与机交互模块相连；其中，所述的SOH在线诊断模块用于对电池健康状态进行快速在线诊断；所述的电池修复模块用于在充放电过程中对电池模组进行修复；所述的安全防护模块用于在电池修复过程中对电池提供安全防护；所述人机交互模块用于电池修复过程中电池数据的输入和输出。本发明可有效延长电池模组使用寿命，降低电动汽车整车使用成本，为纯电动汽车、混合电动汽车和插电式混合电动汽车的广泛应用提供有力的技术支撑。
【IPC分类】H01M10/42, H02J7/00
【公开号】CN105206882
【申请号】CN201510525465
【发明人】唐贤文, 吕杰, 宋文吉, 冯自平, 梁俊超, 符静, 丁志英
【申请人】广州能源检测研究院, 中国科学院广州能源研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年8月25日