一种带储能的电池组评估检测系统的制作方法

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，更具体地说，尤其是涉及适用于电动汽车的动力电池组所使用的一种带储能的电池组评估检测系统。

背景技术：

近两年，各国相继出台关于提倡国内新能源汽车生产的政策，大力鼓励新能源的利用与发展，新能源汽车使用的动力电池在政策的驱动下迎来黄金发展机遇期，随着技术和经营模式不断创新与发掘，动力电池pack行业在新技术与新模式的带动下也将迎来更高速的增长。未来五年，动力电池pack行业的增速将保持在30％左右的水平。到2023年，全球动力电池pack市场规模将达到1863亿美元。

目前动力电池pack生产企业对电池pack评估检测分能耗型和回馈型两种，能耗型使用电阻转化成热量耗掉，这部分能量不仅没有利用上，而且还会使环境空间温度急剧上升而增加了降温设备的投入，耗电量也随之上升；回馈型通常采用的技术为充电过程利用交流电提供能量来源，放电过程则是通过将直流逆变成交流回馈至电网的方式节约大约40％左右的能量，但是回馈型需要依赖电网政策，节约的能源得不到很好的利用。另外，在生产过程中难免会遇到交流失电、事故跳闸等故障，因为电池pack生产的充放电能量需求很大，在电池pack评估检测过程中的交流事故一般不会造成大的影响，事故恢复后接续原来的工步运行即可，但在一定程度上对参数计算造成一定的偏差。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷和问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带储能的电池组评估检测系统。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种带储能的电池组评估检测系统，包括顺序连接的储能单元、电池组评估检测单元、中位机控制单元，所述储能单元包括交流输入开关、直流输出开关、电池开关、双向ac/dc变换器、储能蓄电池组，所述交流输入开关输出端并联连接至少两组双向ac/dc变换器和厂区负荷模块，双向ac/dc变换器通过直流输出开关分别连接电池开关、dc母线、应急负荷及事故照明模块；所述电池组评估检测单元包括至少两组连接待测电池组的双向dc/dc变换器，dc母线连接双向dc/dc变换器；所述中位机控制单元包括至少两组中位机控制系统，每只双向dc/dc变换器通过通讯总线连接至中位机控制单元分别连接一组中位机控制系统。

上述技术方案中，还包括上位机控制系统，所述上位机控制系统通过以太网连接中位机控制单元，保证中位机控制单元接收上位机控制系统的指令。

上述技术方案中，所述通讯总线为can总线或其它通讯方式之一。

上述技术方案中，所述交流输入开关、直流输出开关、电池开关，均是手动开关，正常工作时都处于闭合状态，用于与交流用电隔离。

上述技术方案中，所述待测电池组为整车电池组或整车电池组中的电池串模块。

本实用新型针采用电力储能技术结合以能量互换原理为核心技术的系统集成方案，完成动力电池pack评估检测所需要的充放电过程，具有绿色环保、节约能源80％以上特点，还可以利用储能单元实现电能峰谷电价的削峰填谷策略，真正做到既节约电能又节约生产费用的日常投入，通过该系统设置的储能蓄电池组，产生一定的备电时间，交流失电在一段时间内不会对生产造成任何影响，进一步提高评估检测的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为实用新型的结构示意框图。

其中：1是交流输入开关、2是直流输出开关、3是电池开关、4是双向ac/dc变换器、5是储能蓄电池组、6是双向dc/dc变换器、7是dc母线、8是中位机控制系统、9是上位机控制系统、10是待测电池组、11是厂区负荷模块、12是应急负荷及事故照明模块、13是交流电网。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1所示，作为实施例所示的一种带储能的电池组评估检测系统，包括顺序连接的储能单元、电池组评估检测单元、中位机控制单元、上位机控制系统。

储能单元目的在于完成储能蓄电池组的储能，并在需要的时候释放能量，储能单元包括交流输入开关、直流输出开关、电池开关、双向ac/dc变换器、储能蓄电池组，交流输入开关输入端连接交流电网，交流输入开关输出端并联连接两组双向ac/dc变换器和厂区负荷模块，双向ac/dc变换器输出端通过直流输出开关分别连接电池开关、dc母线、应急负荷及事故照明模块，dc母线连接若干或至少两只的双向dc/dc变换器正向输入端，双向dc/dc变换器正向输出端连接一组待测的电池组，dc母线为储能蓄电池组在评估检测过程中传递能量，储能蓄电池组选用与dc母线额定电压一致满足需要容量的任意类型蓄电池组，储能蓄电池组其用于调节能量互换过程吸收多余能量或补充能量损失，起到蓄水池的作用，根据需要完成峰谷电价的削峰填谷，节约用电成本；双向ac/dc变换器，用来完成储能电池组的充电，补充评估检测系统内能量损失，交流失电时通过逆变给厂区负荷模块提供电源，双向ac/dc变换器可以是一只或若干只双向高频开关电源模块组来实现；厂区部分负荷交流故障或失电后不能断电的负荷，属于厂区内较重要的负荷；应急负荷及事故照明模块，只有交流故障或失电后才启动的应急负荷及事故照明模块，避免造成生产中的二次事故。

电池组评估检测单元包括两组连接待测电池组的双向dc/dc变换器，dc母线连接双向dc/dc变换器，待测电池组为整车电池组或整车电池组中的电池串模块，通过在待测电池组的充放电过程中，采集待测电池组的动态数据，完成数据的存储、分析、计算等，得到需要的评估检测结果，双向dc/dc变换器的作用接受中位机的控制，完成所接动力电池组的充电和放电。

交流输入开关、直流输出开关、电池开关，均是手动开关，正常工作时都处于闭合状态，只有在紧急、检修等非正常状态下才断开相应开关，与交流用电隔离。

中位机控制单元包括至少两组中位机控制系统，每只双向dc/dc变换器通过can总线或其它通讯方式连接至中位机控制单元分别连接一组中位机控制系统，中位机控制系统可以采用一对多或一对一的方式连接双向dc/dc变换器，上位机控制系统通过以太网连接中位机控制单元，保证中位机控制单元接收上位机控制系统的指令，即上位机统一控制整个带储能的电池组评估检测系统，双向dc/dc变换器以及所连接的动力电池组的信息由中位机控制单元接收并上传至上位机控制系统，上位机控制系统的控制指令由中位机控制单元传至双向dc/dc变换器，双向dc/dc变换器按照控制指令完成动作。

待测电池组为整车pack电池组或整车电池组中的电池串模块，适用于退役电池组，同时也适用于新生产的动力电池组。

本实用新型技术方案的运行策略：

1、交流工作正常时，储能蓄电池完成削峰填谷，节省峰谷电价产生的电价费用。同时储能蓄电池组起到蓄水池的作用，随时吸收或补充电池组评估检测过程中电池组间能量互换产生的能量不均衡。

2、电池组生产过程中(评估检测)的充放电过程，先把一部分电池组充满(通常是一半电池)，充满的电池称为“1”状态，另一部分亏电的电池组称为“0”状态，“1”状态电池组通过自身放电同时给“0”状态电池组充电，直至“0”状态电池组充满电变成“1”状态，“1”状态电池组放光电变成“0”状态，经过若干充放电(能量互换)循环以达到评估检测的目的。因为电池组间能量互换损耗很小，所以储能蓄电池组只是补充少量的能量就可以，大部分能量处于备电状态。

3、由于各种交流事故产生交流失电时，储能蓄电池组起到备用电源的作用，保证电池组生产的不间断可靠运行和厂区的应急及事故照明。储能蓄电池组不但随时吸收或补充电池组检测过程中电池间能量互换产生的能量不均衡，还可以通过双向ac/dc变换器继续给厂区负荷模块供电，同时给应急负荷和事故照明供电。

实施例一：用于削峰填谷，一般的峰谷电价设置为电价谷值段(一般为8小时)、电价平值段(一般为8小时)、电价峰值段(一般为8小时)。电价谷值段，电网为供电侧，储能蓄电池组储能；电价平值段，电网为供电侧，储能蓄电池组备电状态；电价峰值段，储能蓄电池组通过放电为所有负荷供电。以此峰谷电价的差值节约大量的电费。

实施步骤如下：

第一步，电价谷值段，电网向厂区负荷模块供电，通过交流输入开关为双向ac/dc变换器提供电源，双向ac/dc变换器通过直流输出开关、电池开关向储能蓄电池组充电，同时通过直流输出开关、dc母线为电池组评估检测单元供电；

第二步，电价平值段，电网向厂区负荷模块供电，同时通过交流输入开关、双向ac/dc变换器、直流输出开关、dc母线为电池组评估检测单元供电，储能蓄电池组备电状态；

第三步，电价峰值段，断开交流输入开关，由储能蓄电池组通过电池开关、dc母线、直流输出开关、双向ac/dc变换器向厂区负荷模块供电，同时通过电池开关、dc母线为电池组评估检测单元供电。

第四步，重复第一步到第三步。

实施例二：用于能量互换，本实施例中的电池组用电池pack代替，评估检测过程采用智能协调控制，通过调节各充放电模块的工作时间、工作模式，尽可能使各充放电模块的充电总能量等于放电总能量，遵循能量平衡的控制策略。使绝大部分电能只在直流母线和被测电池pack之间流动，只有系统内电能不均衡时，才需要从储能蓄电池组补充，或者暂时存放在储能蓄电池组中。

实施步骤如下：

第一步，在上位机控制系统中，选择科学合理的化成分容及检测的工艺流程(一般含有如下工步，搁置、充电、搁置、放电、搁置，然后重复以上循环充放电若干次，我们定义为1#工艺)，按照能量平衡的控制策略匹配与之对应的工艺流程(我们定义为0#工艺)，尽量利用1#工艺放电的时间使0#工艺充电，1#工艺充电的时间使0#工艺放电，将电池组评估检测过程中的充放电能量在dc母线系统内循环使用；

第二步，按照dc母线下的待测电池pack数量平均分成两组pack(1组、0组)，所有的dc母线下的待测电池pack同样原则平均分成两组(1组、0组)，所有1组电池pack执行1#工艺流程，所有0组电池pack执行0#工艺流程。同时在上位机控制系统启动执行命令，该命令通过以太网、中位机控制系统、通过can总线将命令下发至双向dc/dc变换器，双向dc/dc变换器按命令要求运行；

第三步，由于充电、放电的方式无法保证完成一致，两级双向dc/dc变换器也有能量损耗，所以系统内会有少许能量波动。系统运行过程中，多余的能量通过双向dc/dc变换器、dc母线存储到储能蓄电池组中，不足的能量由储能蓄电池组通过dc母线、双向dc/dc变换器提供。

第四步，系统运行过程中，待电能完成互换后，遵照工艺流程再重复进行下一次能量互换，使电能通过双向dc/dc变换器、dc母线，在两组被测电池pack间循环流动，直至完成化成检测。

实施例三：用于应急与备电，在生产过程中遇到交流失电、事故跳闸等故障，储能蓄电池组作为备用电源通过双向ac/dc变换器给厂区负荷模块、应急负荷、事故照明等供电，并同时补充电池组能量互换过程中能量的消耗。保证电池组评估检测的不间断运行。

实施步骤如下：

第一步，在生产过程中遇到交流失电、事故跳闸等故障；

第二步，储能蓄电池组通过电池开关、dc母线、直流输出开关、双向ac/dc变换器逆变成交流给厂区负荷模块供电，储能蓄电池组电压下降到保护值，切除所有负荷；

第三步，与第二步同时，储能蓄电池组发挥应急电源的作用，通过电池开关给应急负荷供电，比如厂区监控、消防等，同时启动事故应急照明，避免不必要的损失和事故发生；

第四步，与第二步、第三步同时，储能蓄电池组仍通过dc母线、双向dc/dc变换器吸收或补充检测过程中能量的不均衡，使电池组检测顺利进行。

第五步，如果交流事故时间很长，储能蓄电池组容量低于50％时，切断所有厂区负荷模块，确保电池组检测流程的完成。

第六步，交流故障恢复后，应急负荷、事故照明停止工作，交流为主要供电电源，为厂区负荷模块、双向ac/dc变换器供电，双向ac/dc变换器给储能蓄电池充电，进入正常工作状态。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。