動力電池組管理系統以及方法
2023-12-09 17:56:01 2
專利名稱：動力電池組管理系統以及方法
技術領域：
本發明涉及電氣設計領域，尤其涉及一種動力電池組管理系統以及方法。
背景技術：
隨著能源問題的突顯，電動汽車成為一種新的環保型動力工具。而動力電池組是電動汽車的一個關鍵零部件，其性能的好壞直接影響著整車的動力性及經濟性。電池管理系統是動力電池和整車之間的聯繫橋梁，配置電池管理系統能夠提高動力電池的性能和可靠性。電池管理技術是電動汽車動力電池使用過程必不可少的技術保障，對確保電池使用安全、充分發揮現有電池的性能、延長壽命、提高使用效率，從而滿足電動汽車安全高效工作並對推動電動汽車產業化進程具有重要意義。電池管理系統處理電動汽車蓄電池的測量、預測、狀態顯示和全面管理等問題。電池管理系統是能量管理系統的一個重要子系統，它處理電動汽車蓄電池的測量、預測、狀態顯示和全面管理等問題。電池管理技術是電動汽車動力電池使用過程必不可少的技術保障，對確保電池使用安全、充分發揮現有電池的性能、延長壽命、提高使用效率， 從而滿足電動汽車安全高效工作並對推動電動汽車產業化進程具有重要意義。電池管理技術是一項平臺技術，凡是使用動力電池組的領域，如軍事領域、航空領域等，都有電池組管理技術的應用空間。所以電池組管理技術的應用空間非常廣闊，經濟效益與社會作用非常顯者ο在電池管理系統中，電池的剩餘電量(用荷電狀態SOC表徵，SOC =Stateof Charge)估計是關鍵技術之一。由於電池SOC受環境溫度、自放電、循環工作次數、電池組不一致性等因素的影響，準確估計的難度很大，故應用現有技術進行SOC估計的精確度不高， 不能對系統進行有效的管理。
發明內容
本發明第一目的在於提供一種動力電池組管理系統，其對汽車電池組的管理更加有效、可靠。本發明第二目的在於提供一種動力電池組管理方法，其對汽車電池組的管理更加有效、可靠。本發明實施例提供的一種動力電池組管理系統，包括安全管理子系統，用於監測各電池單體的荷電狀態，根據所述各電池單體的荷電狀態確定所述各電池單體是否處於放電終止狀態，如果是則終止所述電池放電；熱管理子系統，用於探測所述各電池單體表面的溫度，根據所述各電池單體表面的溫度歷史信息，確定所述各電池單體內部的溫度上限，確定由所有所述電池單體構成的電池箱的溫度分布信息，根據所述溫度分布信息控制所述電池組的工作溫度，使得所述工作溫度處在設定的溫度範圍內；
優化子系統子系統，分別與所述安全管理子系統、熱管理子系統電連接，用於控制所述熱管理子系統、安全管理子系統的工作。可選地，所述安全管理子系統包括初始化模塊，用於初始化確定所述各電池單體的荷電狀態初始值S0C0、預測誤差協方差陣初值Po、量測噪聲方差Q、濾波放大倍數α ；採樣模塊，用於對於k = 1，2...各個採樣時刻，獲取尼採樣時刻各電池單體的負載電壓信號vk，電流信號Ik;電池的荷電狀態估算模塊，分別與所述初始化模塊、採樣模塊電連接，用於確定所述各電池單體的荷電狀態電池的荷電狀態方程令xk = S0Ck，其中所述k為自然數，
權利要求
1.一種動力電池組管理系統，其特徵是，包括安全管理子系統，用於監測各電池單體的荷電狀態，根據所述各電池單體的荷電狀態確定所述各電池單體是否處於放電終止狀態，如果是則終止所述電池放電；熱管理子系統，用於探測所述各電池單體表面的溫度，根據所述各電池單體表面的溫度歷史信息，確定所述各電池單體內部的溫度上限，確定由所有所述電池單體構成的電池箱的溫度分布信息，根據所述溫度分布信息控制所述電池組的工作溫度，使得所述工作溫度處在設定的溫度範圍內；優化子系統子系統，分別與所述安全管理子系統、熱管理子系統電連接，用於控制所述熱管理子系統、安全管理子系統的工作。
2.根據權利要求1所述的動力電池組管理系統，其特徵是。
3.根據權利要求1所述的動力電池組管理系統，其特徵是，所述熱管理子系統包括溫度傳感器，設置在用於容置所述各電池單體的電池箱內，用於探測所述各電池單體表面的驢；存儲模塊，與所述溫度傳感器電連接，用於存儲所述各電池單體表面的溫度歷史信息；單體內部溫度上限確定模塊，與所述溫度傳感器、以及存儲模塊分別電連接，用於根據所述各電池單體的當前的溫度、以及溫度歷史信息，確定所述各電池單體內部的溫度上限；溫度分布分析模塊，與所述單體內部溫度上限確定模塊電連接，用於根據所述各電池單體內部的溫度上限，確定由所有所述電池單體構成的電池箱的溫度分布信息；溫度控制模塊，與所述溫度分布分析模塊電連接，用於根據所述溫度分布信息控制所述各電池箱的散熱設備的工作，使所述各電池單體分別工作溫度處在設定的溫度範圍內； 散熱設備，設置在所述各電池箱內。
4.根據權利要求3所述的動力電池組管理系統，其特徵是， 所述散熱設備為風機。
5.根據權利要求3所述的動動力電池組管理系統，其特徵是， 所述溫度控制模塊還電連接有一顯示裝置，所述顯示裝置用於顯示所述溫度控制模塊上的控制信息、以及各電池箱內的溫分布信
6.根據權利要求1所述的動力電池組管理系統，其特徵是， 所述優化子系統採用嵌入式系統開發而成。
7.一種動力電池組管理方法，其特徵是，包括初始化確定各電池單體的荷電狀態的初始值S0C0、預測誤差協方差陣初值Ptl、量測噪聲方差Q、濾波放大倍數α ；對於k= 1，2...等各個採樣時刻，獲取尼採樣時刻各電池單體的負載電壓信號vk，電流信號Ik ；令& = S0Ck，根據各電池單體的荷電狀態方程
8.根據權利要求7所述的動力電池組管理方法，其特徵是，根據所述各電池單體的荷電狀態的估計值，使所述各電池單體截止放電，包括以下步驟1)初始化給定各電池單體的固定終止電壓閾值Vtl； 給定負載電壓信號經小坡變換後極值點的閾值WTvalre ；2)根據所述各電池單體的荷電狀態的估計值，獲取各電池單體的負載電壓信號V(t)；3)判斷呼V(t)是否低於閾值Vtl，當V(t) < Vtl時則執行步驟4)，否則返回步驟2)；4)對V(t)按下式進行小波變換均)其中R是積分域，為開始進行小波分析的起始時刻至當前採樣時刻之間的區域； 上式簡寫為:WTax (t) = χ (t) ⑴，其中χ (t) = V (t) a為尺度因子，a = 2J，j為自然數，其範圍為
全文摘要
本發明涉及電氣設計領域，公開了一種動力電池組管理系統以及方法。系統通過電池SOC估計算法、熱管理技術及安全管理等新技術的研究與實施，其中包括安全管理子系統、熱管理子系統、優化子系統等。安全管理子系統用於監測各電池單體的荷電狀態，根據各電池單體的荷電狀態確定各電池單體是否處於放電終止狀態，如果是則終止電池放電；熱管理子系統，用於探測各電池單體表面的溫度，根據各電池單體表面的溫度歷史信息，確定各電池單體內部的溫度上限，確定由所有電池單體構成的電池箱的溫度分布信息，根據溫度分布信息控制電池組的工作溫度，使得工作溫度處在設定的溫度範圍內；優化子系統子系統，分別與安全管理子系統、熱管理子系統電連接，用於控制熱管理子系統、安全管理子系統的工作。本技術將安全管理及熱管理等技術應用到動力電池的管理領域，有利於更好地解決動力電池組的安全性能、延長壽命、提高使用效率、達到充分發揮電池潛能並保障安全使用的目標。
文檔編號H01M10/50GK102195101SQ20101021957
公開日2011年9月21日 申請日期2010年6月21日 優先權日2010年3月5日
發明者成崇華 申請人:陝西銘越信息科技有限公司