專利名稱：一種電池陣列的均衡控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池陣列裝置，特別涉及一種電池陣列的均衡控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車以節(jié)能環(huán)保、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于普及等優(yōu)點(diǎn)得到了很大的發(fā)展，得到廣泛應(yīng)用。電動(dòng)汽車是全部或者部分由電能驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為動(dòng)力系統(tǒng)的汽車，因此，電池管理系統(tǒng)作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)在整個(gè)電動(dòng)汽車中具有舉足輕重的作用。一個(gè)好的電池管理系統(tǒng)可以確保車輛的行駛安全、增加電池使用壽命、提供給駕駛員有用的信息、減少能源消耗等。在本發(fā)明之前，已有的一些電動(dòng)車的電池管理系統(tǒng)能夠?qū)蝹€(gè)電池的溫度、電壓和電流進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)單組電池性能進(jìn)行監(jiān)控維護(hù)，也能對(duì)整個(gè)電池組的使用情況進(jìn)行分析、 SOC估測(cè)顯示等，從而進(jìn)行智能充電管理，延長電池壽命等。但是，這些電池管理系統(tǒng)通常只能在電池出現(xiàn)故障的時(shí)候才進(jìn)行提示和報(bào)警功能，以提醒使用者進(jìn)行更換或處理等，如果使用者處在必須使用電動(dòng)車的情況下繼續(xù)使用， 則勢(shì)必將會(huì)對(duì)電池組造成損壞。另外，電動(dòng)車需要許多的電池組成電池組，使用過程中出現(xiàn)的溫度過高的情況也時(shí)有發(fā)生，僅僅依靠風(fēng)扇進(jìn)行降溫顯然是不夠的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，設(shè)計(jì)、研制一種電動(dòng)車電池陣列的均衡控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電池陣列的均衡控制系統(tǒng)，電池陣列由M*N個(gè)電池組成，其主要技術(shù)特征在于在每一列的末尾曾加一個(gè)備用電池，再增加一列電池作為備用電池組，BMS 二級(jí)模塊中電池管理芯片采集溫度、電流、電壓信號(hào)，經(jīng)K線輸送至BMS —級(jí)模塊。本發(fā)明的另一技術(shù)方案是電池陣列的均衡控制方法，其主要技術(shù)步驟在于(I)BMS 二級(jí)模塊將電池的電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)通過K線傳輸?shù)揭患?jí)模塊；(2)BMS—級(jí)模塊將接收到的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在其內(nèi)部的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較若沒有出現(xiàn)問題，則發(fā)出指令讓電池組正常運(yùn)轉(zhuǎn)；若通過比較發(fā)現(xiàn)有故障的電池后，給BMS 二級(jí)模塊發(fā)送替換指令；(3)BMS 二級(jí)模塊接收到BMS —級(jí)模塊的替換指令后，利用繼電器對(duì)故障電池進(jìn)行切換，將有故障的電池?cái)嚅_，同時(shí)將備用電池接上；(4)切換完成后達(dá)到一個(gè)單個(gè)電池替換均衡功能；(5)當(dāng)BMS—級(jí)模塊發(fā)現(xiàn)一列電池中有2個(gè)及以上電池出現(xiàn)故障時(shí)，向BMS 二級(jí)模塊發(fā)送單組電池切換指令，通過繼電器切斷故障電池組，把備用電池組接上；(6)在正常運(yùn)行中，BMS 二級(jí)模塊將控制單個(gè)電池輪換，BMS 一級(jí)模塊控制電池組輪換。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于一旦某電池出現(xiàn)故障，則另一備用電池立即自動(dòng)替換之，當(dāng)電池組中二個(gè)及以上的電池出現(xiàn)故障，則立即自動(dòng)替換這一電池組；在電池未出現(xiàn)故障時(shí)，則備用單個(gè)電池替換另一正常使用的電池，稱為輪換；備用的一組電池組替換另一正常使用的電池組，以此預(yù)防電池出現(xiàn)故障。由此可知，本發(fā)明的應(yīng)用大大提高了電池使用壽命，并能夠保證長時(shí)間正常運(yùn)行，出現(xiàn)故障可自動(dòng)消除，從而解決了電動(dòng)車發(fā)展過程電池管理的瓶頸。本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和效果將在下面繼續(xù)說明。


圖1——本發(fā)明中BMS備用電池(含備用電池)方框原理示意圖。圖2——本發(fā)明中(電池陣列)每一行、列增加備用電池的示意圖。圖3——本發(fā)明中(電池陣列含風(fēng)扇)每一矩陣中增加一行、一列備用電池組示意圖。圖4——本發(fā)明中先串后并單個(gè)電池替換示意圖(A為出現(xiàn)故障電池、B為備用電池替換故障電池后)。圖5——本發(fā)明中先并后串單個(gè)電池替換示意圖(C為出現(xiàn)故障電池、D為備用電池替換故障電池后)。圖6——本發(fā)明中先串后并整組電池替換示意圖(E為出現(xiàn)故障電池組、F為備用電池組替換故障電池組后)。圖7——本發(fā)明中先并后串整組電池替換示意圖(G為出現(xiàn)故障電池組、H為備用電池組替換故障電池組后)。圖8——本發(fā)明中BMS —級(jí)模塊軟件流程示意圖。圖9——本發(fā)明中BMS 二級(jí)模塊軟件流程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的系統(tǒng)原理如圖1 (電動(dòng)車應(yīng)用)所示首先，每節(jié)電池連接到BMS 二級(jí)模塊中的電池管理芯片的電壓、電流測(cè)量引腳；接著帶溫度傳感器的電池管理芯片將會(huì)采集單個(gè)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，并將其通過 K線上傳到BMS —級(jí)模塊。在BMS —級(jí)模塊中，系統(tǒng)將采集到的數(shù)據(jù)與系統(tǒng)中事先存儲(chǔ)的歷史數(shù)據(jù)比較，并將比較判斷的結(jié)果再通過K線傳給BMS 二級(jí)模塊。BMS —級(jí)模塊分別連接上位機(jī)軟件和設(shè)備、電池組檢測(cè)模塊。BMS —級(jí)模塊通過車身CAN總線系統(tǒng)連接BMS診斷模塊、充電模塊、儀表顯示模塊。BMS 二級(jí)模塊根據(jù)收到的處理結(jié)果，采取相應(yīng)的措施，如有故障則控制繼電器將單個(gè)故障電池?cái)嚅_，同時(shí)將備用電池接上。另外在一段時(shí)間后，BMS 二級(jí)模塊將使單個(gè)工作電池輪換。BMS —級(jí)模塊負(fù)責(zé)測(cè)量整組的電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù)，并且管理整組電池組的輪換工作，同時(shí)將測(cè)量的數(shù)據(jù)和接收到的BMS 二級(jí)模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。若判斷有整組電池組出現(xiàn)故障，則由BMS—級(jí)模塊負(fù)責(zé)整組電池組的替換工作。 BMS包括BMS —級(jí)模塊、BMS 二級(jí)模塊及控制裝置，BMS 一級(jí)模塊還包括BMS診斷模塊。本發(fā)明適用于(M+1)*(N+1)的電池陣列。電池陣列的組成如附件圖2所示M代表電池陣列的行數(shù)，N代表電池陣列的列數(shù)。在I-N列每列增加一個(gè)備用電池，同時(shí)在電池陣列中再增加一列備用電池組。所以整個(gè)電池陣列將由M*N個(gè)工作電池和 M+N+1個(gè)輪換備用電池組成。電池陣列由6*8個(gè)工作電池和15個(gè)輪換備用電池組成。其組成方式有兩種見圖 2、3，第一種為先串后并，也就是說先由6個(gè)12V的電池串成一組72V的電池，再由8組這樣的電池組組成工作所需的電池陣列。另外每一組電池配有一個(gè)備用電池，然后再在電池陣列中配備一組備用電池組；第二種方式為先并后串，每一組電池由8個(gè)電池并聯(lián)而成，再將 6組這樣的電池組串在一起組成工作電池陣列。備用電池的放置同第一種方式類似。下面是具體說明。如圖2所示在一電池陣列中，每列從1、2、3、-—至N;每行從1、2、3、-—至M ；第N+1則為備用電池組，第M+1行為單個(gè)備用電池。如圖3所示本例中，取8列、6行，當(dāng)然不受此限；在每一列的末尾增加一個(gè)備用電池，同時(shí)再增加一列作為備用電池組，從第一組到第八組為列，第一組到第六組為行。每個(gè)電池旁設(shè)置散熱風(fēng)扇。如圖4所示先串后并單個(gè)電池的替換情形說明A為出現(xiàn)故障電池的情形，舉例說明是從上至下第2個(gè)電池出現(xiàn)故障，故障原因是該電池出現(xiàn)工作電壓或電流或溫度超出了正常范疇，BMS 二級(jí)模塊中的電池管理芯片將出現(xiàn)溫度或電流或電壓故障的信號(hào)采集到后傳送至BMS —級(jí)模塊，即報(bào)警是由BMS 二級(jí)模塊測(cè)量得到，送至BMS —級(jí)模塊來判斷，決定是否替換；具體分析是，首先將對(duì)其首次報(bào)警并標(biāo)記為黃色或紅色警告，如果其屬于物理性毀壞，就必須用好的備用電池將其替換下來，B 為備用電池替換故障電池后的情形，BMS —級(jí)模塊通過BMS 二級(jí)模塊中的電池管理芯片，給繼電路線圈通電，使原來接通的繼電器的常閉觸頭斷開，出現(xiàn)故障的電池被斷開，同時(shí)使繼電器常開觸頭接通，使備用電池被接通，從而實(shí)現(xiàn)備用電池替換出現(xiàn)故障電池的功能和作用。這里的繼電器也可以用MOS管代替。但被標(biāo)記為黃色警告的電池還可以將其作為備用電池參與下一次的充電和輪換；如果再次充電后，該電池恢復(fù)其特性并在使用過程中沒有出現(xiàn)問題，則該電池將參與正常的工作和輪換。但是如果該電池第二次依然出現(xiàn)故障，則直接將其標(biāo)記為紅色使其退出輪換。并且發(fā)出報(bào)警和更換提示，提醒用戶維修或更換該電池。如圖5所示先并后串單個(gè)電池替換情形說明C為出現(xiàn)故障電池的情形，舉例說明是從左至右第2個(gè)電池出現(xiàn)故障，故障原因是該電池出現(xiàn)工作電壓、電流、溫度超出了正常范疇，BMS將對(duì)其首次報(bào)警并標(biāo)記為黃色或紅色警告，如果其屬于物理性毀壞，就必須用好的備用電池將其替換下來，D為備用電池替換故障電池后的情形。但被標(biāo)記為黃色警告的電池還可以將作為備用電池參與下一次的充電和輪換；如果再次充電后，該電池恢復(fù)其特性并在使用過程中沒有出現(xiàn)問題，則該電池將參與正常的工作和輪換。但是如果該電池第二次依然出現(xiàn)故障，則直接將其標(biāo)記為紅色使其退出輪換。并且發(fā)出報(bào)警和更換提示，提醒用戶維修或更換該電池。如圖6所示
先串后并整個(gè)電池組替換情形說明E為出現(xiàn)故障電池組的的情形，從本例中可以看出，有八組(列)，從左至右，第二組出現(xiàn)二個(gè)或二個(gè)以上電池故障，則用備用電池組將此一組電池組全部替換，F(xiàn)為備用電池組替換故障電池組后的情形。其他的情形如圖4、5的說明。如圖7所示先并后串整個(gè)電池組替換情形說明G為出現(xiàn)故障電池組的情形，從本例中可以看出，有六組(行)，從上向下，第二組出現(xiàn)二個(gè)或二個(gè)以上電池故障，則用備用電池組將此一組電池組全部替換，H為備用電池組替換故障電池組后的情形。其他的情形如圖4、5的說明。在電池沒有出現(xiàn)故障情形下，本發(fā)明將對(duì)電池及電池組進(jìn)行輪換休息，以降低出現(xiàn)故障的可能性。在每個(gè)電池組中安裝有一個(gè)備用電池，與此同時(shí)在整個(gè)電池陣列中再設(shè)有一個(gè)備用的電池組。備用電池和電池組，在正常的運(yùn)行狀態(tài)下不參與工作，處于待命或是替補(bǔ)的狀態(tài)。電池陣列工作了一段時(shí)間并且完成充電后，用備用電池將先前處于工作狀態(tài)的電池輪換下來。這樣可以保證整個(gè)電池陣列中每個(gè)電池特性后致性，且使每個(gè)電池都參與工作并且得到休息。輪換的機(jī)制如下，整個(gè)電池陣列組成如圖3所示。當(dāng)工作了一段時(shí)間后并且完成了一次充電，用單個(gè)的備用電池輪換本組電池中的1號(hào)電池，在下一個(gè)循環(huán)再將2號(hào)電池輪換，接下來2號(hào)電池在正常充電完好后就成為該組的備用電池。依次類推循環(huán)輪換，整組電池的輪換機(jī)制同單個(gè)電池一樣，但是輪換周期可定義為5到7天。另外，充分輪換后可確保每個(gè)電池的化學(xué)特性和壽命的一致性。因此，可以說大大提高了電池的壽命，并保證電池及電池組長時(shí)間正常工作。再次說明并分析本發(fā)明備用電池替換原理及方法當(dāng)電池管理系統(tǒng)判斷有單個(gè)的電池或是電池組出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)將用備用電池或電池組將其替換下來。替換方法如下，二級(jí)控制模塊首先將有問題的那組電池和整個(gè)電池陣列斷開。接下來二級(jí)控制模塊會(huì)確定具體是本組電池中的哪一個(gè)電池出現(xiàn)了故障，將出故障的電池?cái)嗦返?，也就是將此電池退出工作狀態(tài)。最后再將備用電池加入到電池組中，待檢測(cè)沒有問題后二級(jí)控制模塊會(huì)將原先出故障的電池組加入到整個(gè)電池陣列中。但是如果控制模塊檢測(cè)到同一個(gè)電池組中2個(gè)或是2個(gè)以上電池同時(shí)出現(xiàn)問題時(shí)，這時(shí)就需要將整個(gè)電池組從工作狀態(tài)退出，用備用電池組將其整體替換，以保證整個(gè)電池陣列工作正常。替換的步驟同單個(gè)電池一樣。備用電池策略提高了系統(tǒng)的可靠性，在有少數(shù)電池出現(xiàn)故障的情況下仍然可以保證整個(gè)系統(tǒng)正常工作。可以簡(jiǎn)單的計(jì)算一下普通電池陣列和加備用電池的電池陣列之間可靠性差別假設(shè)普通電池陣列是由6*8 (也就是8列，一列6個(gè))個(gè)電池組成，單個(gè)電池的故障率為0. 1%。則整個(gè)電池陣列的故障率將為4. 69%，因?yàn)橹灰幸粋€(gè)電池出現(xiàn)故障，整個(gè)電池陣列都會(huì)受到影響，同時(shí)損壞的面積將會(huì)逐漸的擴(kuò)大。下面再來看一下加了備用電池的電池陣列的可靠性。電池陣列同樣由6*8個(gè)電池組成，單個(gè)電池的故障率同為 0. 1%，所不同的是在電池陣列的每一組增加一個(gè)備用電池。正常情況下備用電池是不參與工作的，備用電池可以使單列的故障率降低到0. 00359%，整個(gè)電池陣列的故障率降低到
0. 000288% ο所以即使電池陣列出現(xiàn)了故障，經(jīng)過備用電池的替換，仍然可以保證整個(gè)系統(tǒng)正常工作，可靠性和原來相比有了很大程度的提高，同時(shí)也阻止了故障電池的進(jìn)一步損壞。與此同時(shí)，電池組每一次的輪換和故障情況都將存儲(chǔ)到EEPROM中以備查詢或是在上位機(jī)軟件中進(jìn)行分析。再次說明電池組內(nèi)一個(gè)電池故障處理過程當(dāng)一組電池中的一個(gè)電池有故障后先斷開整組電池，然后把故障電池?cái)嚅_，這樣故障電池就被退出了工作狀態(tài)。同時(shí)把備用電池接上，如果檢測(cè)沒有問題的話，再將整個(gè)電池組接入到工作組中。此替換策略適用于先串后并和先并后串兩種電池組連接方式，見圖 4和圖5。整個(gè)替換過程是由模塊自動(dòng)控制進(jìn)行的，并不需要用戶的參與。經(jīng)過替換后，電池組仍然可以正常工作，同時(shí)將故障電池隔離保護(hù)起來，避免其進(jìn)一步的受到損壞，并且阻止了受損的面積進(jìn)一步的擴(kuò)大。再次說明整個(gè)電池組故障處理過程當(dāng)一組電池中有多個(gè)電池出現(xiàn)故障后，整個(gè)電池組就成為故障電池組，替換單個(gè)電池不足以解決整個(gè)問題。這個(gè)時(shí)候就要將故障電池組斷開，同時(shí)把備用電池組接上去。見圖6和圖7。整個(gè)替換過程同替換單個(gè)電池步驟一樣，不同之處在于替換的是整個(gè)備用電池組。此替換方案可以用在中高檔的電動(dòng)車電池管理系統(tǒng)中，和第一種替換方案形成高低搭配。備用電池組將整個(gè)電池組的可靠性提高到了一個(gè)很高的水平，即使發(fā)生了同一組電池中出現(xiàn)多個(gè)電池?fù)p壞的這種小概率情況，仍然可以保證整個(gè)系統(tǒng)正常工作，不會(huì)影響用戶的使用。再次說明電池組溫度過高降溫處理過程在每個(gè)電池上加一個(gè)散熱的風(fēng)扇，如圖4所示當(dāng)BMS系統(tǒng)檢測(cè)到電池組的環(huán)境溫度T環(huán)境過高時(shí)，會(huì)對(duì)整個(gè)電池組配套的可變速風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)電流是可控的， 利用風(fēng)扇對(duì)電池組進(jìn)行降溫，溫度越高驅(qū)動(dòng)電流越大，風(fēng)扇轉(zhuǎn)的越快，增加空氣流動(dòng)。將整個(gè)電池組的溫度控制在一個(gè)合理的范圍，避免電池因溫度過高而損壞。當(dāng)檢測(cè)到環(huán)境溫度低于12°C時(shí)關(guān)閉通風(fēng)口，保證電池組的溫度。另外如果單個(gè)電池的溫度高于整個(gè)電池組平均溫度10 %以上，就驅(qū)動(dòng)此電池的風(fēng)扇對(duì)其進(jìn)行獨(dú)立降溫。工作溫度是電池的重要參數(shù)，在一定程度上可以反映電池的健康狀況。所以在電池?fù)p壞進(jìn)行替換之前，電池降溫系統(tǒng)可以保證整個(gè)電池組工作在適合的溫度，降低其損壞的可能性。BMS軟件流程圖簡(jiǎn)要說明如圖8、圖9所示。BMS 一級(jí)模塊流程圖說明上電以后進(jìn)行一些初始化的工作，接著開始接收由BMS 二級(jí)模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)。BMS 一級(jí)模塊負(fù)責(zé)SOC的估測(cè)、濾波和數(shù)據(jù)處理等工作。并將判斷結(jié)果返回給BMS 二級(jí)模塊，同時(shí)BMS—級(jí)模塊的測(cè)量控制單元將負(fù)責(zé)整組電池的監(jiān)測(cè)和替換工作。此外用戶可以通過觸摸屏或是PC和主模塊進(jìn)行交互。BMS 二級(jí)模塊流程圖說明
上電后，BMS 二級(jí)模塊開始自檢，接著開始測(cè)量單個(gè)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)并和一級(jí)模塊進(jìn)行交互。根據(jù)收到的判斷結(jié)果，對(duì)單個(gè)電池進(jìn)行替換或是輪換操作。增加備用電池和溫度控制的電池管理系統(tǒng)可以顯著的提高整個(gè)電池組的可靠性和壽命。提出備用電池策略這個(gè)概念在業(yè)界來說也是一種創(chuàng)新的發(fā)明。相比較普通的電池組而言加了備用電池和溫度控制的電池組，雖然在成本和體積上有所增加，但解決了業(yè)界鋰電池在使用過程中的管理和均衡控制問題。由于鋰電池的體積本身就不大，所以體積上的增加對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言并沒有太大的影響。至于增加的30%左右的成本相對(duì)于提高了幾個(gè)數(shù)量級(jí)的可靠性也是可以接受的。本電池管理系統(tǒng)和先前提出的大多數(shù)電池管理系統(tǒng)最大的不同之處在于提出了故障的處理。此前的電池管理系統(tǒng)只能給出故障提示和報(bào)警功能，但是無法處理故障。在有少數(shù)電池?fù)p壞的情況下可能直接導(dǎo)致整個(gè)電池組都不能正常的工作。不過用戶需要在少數(shù)電池出故障的情況下，仍然要能保持整個(gè)系統(tǒng)正常工作，而不是提心吊膽關(guān)注電池的黃色報(bào)警及其壽命問題。也就是說用戶希望整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)高的可靠性和一定的冗余性?；趥溆秒姵夭呗缘碾姵毓芾硐到y(tǒng)正是在這樣的背景下提出的。備用電池策略具有以下優(yōu)點(diǎn)1.電池組的輪換機(jī)制是每個(gè)電池都參與到工作之中，同時(shí)又可以輪換休息使電池保持一致性和良好的工作狀態(tài)。2.在備用電池之前，電池降溫系統(tǒng)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。相當(dāng)于起到一個(gè)預(yù)防的作用，減小了電池?fù)p壞的可能性。3.當(dāng)電池降溫系統(tǒng)不能解決問題時(shí)，BMS將會(huì)啟用備用電池策略。備用電池使整個(gè)電池組的可靠性提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而且少數(shù)幾個(gè)電池?fù)p壞不會(huì)影響用戶正常的使用。4.備用電池策略提供了高低搭配的方案，在低檔的電動(dòng)車中只提供單個(gè)的備用電池即可，而在中高檔的電動(dòng)車中可以提供整組的備用電池進(jìn)一步的提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。通過以上的分析可知，采用備用電池的控制方法對(duì)于電池管理系統(tǒng)的可靠性提升是非常顯著的。更為重要的是它可以自動(dòng)處理故障和預(yù)防故障，不影響用戶的正常使用而延長使用壽命，這在電動(dòng)車電池管理中是非常重要的。本發(fā)明的原理可以延伸運(yùn)用于新能源中的風(fēng)力、光伏等電力設(shè)備的儲(chǔ)能柜方面， 具有廣闊的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種電池陣列的均衡控制系統(tǒng)，電池陣列由M*N個(gè)電池組成，其特征在于在每一列的末尾曾加一個(gè)備用電池，再增加一列電池作為備用電池組，BMS 二級(jí)模塊中電池管理芯片采集溫度、電流、電壓信號(hào)，經(jīng)K線輸送至BMS —級(jí)模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池陣列的均衡控制系統(tǒng)，其特征在于BMS—級(jí)模塊分別連接上位機(jī)監(jiān)控軟件及設(shè)備、電池組檢測(cè)模塊。
3.電池陣列的均衡控制方法，其步驟在于(DBMS 二級(jí)模塊將電池的電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)通過K線傳輸?shù)揭患?jí)模塊；(2)BMS—級(jí)模塊將接收到的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)在其內(nèi)部的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較若沒有出現(xiàn)問題，則發(fā)出指令讓電池組正常運(yùn)轉(zhuǎn)；若通過比較發(fā)現(xiàn)有故障的電池后，給BMS 二級(jí)模塊發(fā)送替換指令；(3)BMS二級(jí)模塊接收到BMS —級(jí)模塊的替換指令后，利用繼電器對(duì)故障電池進(jìn)行切換，將有故障的電池?cái)嚅_，同時(shí)將備用電池接上；(4)切換完成后達(dá)到一個(gè)單個(gè)電池替換均衡功能；(5)當(dāng)BMS—級(jí)模塊發(fā)現(xiàn)一列電池中有2個(gè)及以上電池出現(xiàn)故障時(shí)，向BMS二級(jí)模塊發(fā)送單組電池切換指令，通過繼電器切斷故障電池組，把備用電池組接上；(6)在正常運(yùn)行中，BMS二級(jí)模塊將控制單個(gè)電池輪換，BMS —級(jí)模塊控制電池組輪換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池陣列的均衡控制方法，其特征在于在步驟( 中，電池故障屬于物理性毀壞，用紅色報(bào)警，用備用電池進(jìn)行替換后不再使用；如果電池故障屬于非物理性毀壞，用黃色報(bào)警，用備用電池進(jìn)行替換后，當(dāng)作備用電池進(jìn)行輪換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池陣列的均衡控制方法，其特征在于如果電池故障屬于非物理性毀壞并被當(dāng)作備用電池輪換時(shí)，該電池第二次依然出現(xiàn)故障，則直接將其標(biāo)記為紅色使其退出輪換。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池陣列的均衡控制系統(tǒng)及方法。本發(fā)明是在每一列的末尾曾加一個(gè)備用電池，再增加一列電池作為備用電池組，BMS二級(jí)模塊中電池管理芯片采集溫度、電流、電壓信號(hào)，經(jīng)K線輸送至BMS一級(jí)模塊；電池的電壓、電流、溫度數(shù)據(jù)通過K線傳輸?shù)揭患?jí)模塊進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)有故障即替換，在正常運(yùn)行中，BMS二級(jí)模塊將控制單個(gè)電池輪換，BMS一級(jí)模塊控制電池組輪換。本發(fā)明解決了過去只能在電池出現(xiàn)故障的時(shí)候進(jìn)行提示和報(bào)警以及仍必須使用的情況下給電池組造成破壞的缺陷。本發(fā)明一旦發(fā)現(xiàn)某電池出現(xiàn)故障，則備用電池立即自動(dòng)替換，未出現(xiàn)故障時(shí)備用單個(gè)電池替換另一正常使用的電池，稱為輪換，從而解決了電動(dòng)車發(fā)展過程電池管理的瓶頸。
文檔編號(hào)H01M10/42GK102361099SQ20111021925
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者周劍明, 時(shí)慶春, 朱雷雷 申請(qǐng)人:南京華博科技有限公司