一种电池组智能运行管理系统的制作方法

文档序号:12889502阅读:183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智能运行管理系统。
背景技术
:随着电池技术的发展,电池组广泛的应用于不间断电源、电动汽车等领域。电池组通常包括多节相互串联或并联的电池单元,由于电池单元在加工制造过程中所使用的材质不均,及每个电池单元在使用过程中的充电状态、端电压、阻抗和温度特性等各方面的差异,会造成这些电池单元之间的不均衡,这种不均衡现象将使得电池的容量减小、寿命缩短。而一旦电池组中的其中一个单体电池出现损坏,则导致整个电池组都不能使用,影响整个电池组的使用寿命。技术实现要素:本发明提供了一种电池组智能运行管理系统,通过对每个电池进行独立的针对性控制,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,采用智能运行模式,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,所述管理系统包括控制器,以及检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池信息包括电池温度和电压,所述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;所述运行模式包括完整运行模式和智能运行模式;在所述完整运行模式中,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;当电池检测器检测到单体电池的温度大于第一预定值时,所述控制器指定该单体电池运行智能运行模式;在所述智能运行模式中,所述单体电池在智能充电截至电压和智能放电截至电压之间充放电循环,所述智能充电截至电压,以及所述智能放电截止电压满足以下数学式i、ii:智能充电截至电压(v)=完全充电截至电压-k*(单体电池充电电压变化率/电池组平均电池充电电压变化率)i智能放电截至电压(v)=完全放电截至电压+b*(单体电池放电电压变化率/电池组平均电池放电电压变化率)ii所述k,b为调整因子。进一步的,所述k,b满足以下数学式iii,ivk=t*(单体电池温度(℃)/电池组平均电池温度-1)iiib=s*(单体电池温度(℃)/电池组平均电池温度-1)iv其中t,s为温度调整因子。进一步的,所述t为0.6-0.8;所述s为0.1-0.3。进一步的,所述t为0.7;所述s为0.2。进一步的,所述完全充电截至电压为4.2v,所述完全放电截至电压为2.7v。进一步的,所述第一预定值为电池组平均电池温度的105-110%。本发明具有如下有益效果:1、当单体电池温度高于平均值时,根据电池组中单体电池的状态,制定相应的运行模式,缩短电池的工作时间,提前结束充电或放电过程,更有利于单体电池的降温,提高单体电池的运行寿命;2、当电池充电/放电时的电压变化率较高时,降低/提高截至电压,从而防止电池的过充/放电,减缓电池的老化;3、由于电池在高电位下和低电位下的老化程度不同,因此基于电池的温度以及电压变化率,设置不同的调整因此,计算得到充电/放电截止电压的合理数值范围。本发明通过上述方案,针对每个单体电池的具体情况制定相应的运行模式,从而延缓电池的老化,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,所述管理系统包括控制器,以及检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池信息包括温度和电压,所述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;所述运行模式包括完整运行模式和智能运行模式;在所述完整运行模式中,所述单体电池在2.7-4.2v之间进行充放电循环;当电池检测器检测到单体电池的温度大于电池组平均电池温度的105%时,所述控制器指定该单体电池运行智能运行模式;在所述智能运行模式中,所述单体电池在智能充电截至电压和智能放电截至电压之间充放电循环,所述智能充电截至电压,以及所述智能放电截止电压满足以下数学式i、ii:智能充电截至电压=4.2-k*(单体电池充电电压变化率/电池组平均电池充电电压变化率)i智能放电截至电压=2.7+b*(单体电池放电电压变化率/电池组平均电池放电电压变化率)ii所述k,b满足以下数学式iii,ivk=0.6*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iiib=0.1*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iv实施例2电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括控制器,以及检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池信息包括温度和电压,所述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;所述运行模式包括完整运行模式和智能运行模式;在所述完整运行模式中,所述单体电池在2.7-4.2v之间进行充放电循环;当电池检测器检测到单体电池的温度大于电池组平均电池温度的110%时,所述控制器指定该单体电池运行智能运行模式;在所述智能运行模式中,所述单体电池在智能充电截至电压和智能放电截至电压之间充放电循环,所述智能充电截至电压,以及所述智能放电截止电压满足以下数学式i、ii:智能充电截至电压=4.2-k*(单体电池充电电压变化率/电池组平均电池充电电压变化率)i智能放电截至电压=2.7+b*(单体电池放电电压变化率/电池组平均电池放电电压变化率)ii所述k,b满足以下数学式iii,ivk=0.7*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iiib=0.2*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iv实施例3电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括控制器,以及检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池信息包括温度和电压,所述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;所述运行模式包括完整运行模式和智能运行模式;在所述完整运行模式中,所述单体电池在2.7-4.2v之间进行充放电循环;当电池检测器检测到单体电池的温度大于电池组平均电池温度的110%时,所述控制器指定该单体电池运行智能运行模式;在所述智能运行模式中,所述单体电池在智能充电截至电压和智能放电截至电压之间充放电循环,所述智能充电截至电压,以及所述智能放电截止电压满足以下数学式i、ii:智能充电截至电压=4.2-k*(单体电池充电电压变化率/电池组平均电池充电电压变化率)i智能放电截至电压=2.7+b*(单体电池放电电压变化率/电池组平均电池放电电压变化率)ii所述k,b满足以下数学式iii,ivk=0.8*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iiib=0.3*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iv实施例4电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括控制器,以及检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池信息包括温度和电压,所述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;所述运行模式包括完整运行模式和智能运行模式;在所述完整运行模式中,所述单体电池在2.7-4.2v之间进行充放电循环;当电池检测器检测到单体电池的温度大于电池组平均电池温度的105%时,所述控制器指定该单体电池运行智能运行模式;在所述智能运行模式中,所述单体电池在智能充电截至电压和智能放电截至电压之间充放电循环,所述智能充电截至电压,以及所述智能放电截止电压满足以下数学式i、ii:智能充电截至电压=4.2-k*(单体电池充电电压变化率/电池组平均电池充电电压变化率)i智能放电截至电压=2.7+b*(单体电池放电电压变化率/电池组平均电池放电电压变化率)ii所述k,b满足以下数学式iii,ivk=0.6*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iiib=0.3*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iv实施例5电池组管理系统,所述电池组包括50个单体电池,所述管理系统包括控制器,以及检测每个单体电池信息的电池检测器;所述电池信息包括温度和电压,所述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;所述运行模式包括完整运行模式和智能运行模式;在所述完整运行模式中,所述单体电池在2.7-4.2v之间进行充放电循环;当电池检测器检测到单体电池的温度大于电池组平均电池温度的105%时,所述控制器指定该单体电池运行智能运行模式;在所述智能运行模式中,所述单体电池在智能充电截至电压和智能放电截至电压之间充放电循环,所述智能充电截至电压,以及所述智能放电截止电压满足以下数学式i、ii:智能充电截至电压=4.2-k*(单体电池充电电压变化率/电池组平均电池充电电压变化率)i智能放电截至电压=2.7+b*(单体电池放电电压变化率/电池组平均电池放电电压变化率)ii所述k,b满足以下数学式iii,ivk=0.8*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iiib=0.1*(单体电池温度/电池组平均电池温度-1)iv比较例1电池组,包括50个单体电池。测试与结果将实施例1-5,比较例1的系统分别以1c的电流进行充放电循环,记录电池组的使用寿命。可见,采用本发明实施例的电池组管理系统,由于针对单体电池的具体情况采用了低负荷的智能运行模式,延长了电池组的运行寿命。表1循环次数实施例1976实施例2983实施例3994实施例4959实施例5970比较例1572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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