動力電池包冗余動力模塊補(bǔ)電保養(yǎng)的方法及電池管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源電動汽車領(lǐng)域，尤其是關(guān)于一種動力電池包冗余動力模塊補(bǔ)電保養(yǎng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]最新一代高性能的鋰離子電池提供的性能和成本特性能夠最終兌現(xiàn)實(shí)用的汽車能量存儲承諾，這種技術(shù)迅速采用已經(jīng)在汽車界觸發(fā)了一場技術(shù)變革，制造商在努力占據(jù)有利地位，以抓住在迅速增長的混合動力汽車(HEV)和電動汽車(EV)市場出現(xiàn)的商機(jī)。
[0003]現(xiàn)在汽車的動力電池一般選用鋰電池作為動力源，而鋰電池必須要串聯(lián)才能達(dá)到汽車工作電壓的需要，幾個(gè)幾十個(gè)甚至幾百個(gè)電池串聯(lián)在一起形成電池組，新能源汽車消費(fèi)者要求電池組的壽命至少達(dá)到10年，這對電池組的壽命提出了很高的要求，在一個(gè)高壓電池組中采用多節(jié)鋰離子電池，給保持特定充電狀態(tài)范圍這個(gè)目標(biāo)增加了極大的復(fù)雜性。一個(gè)鋰離子電池組不能像單個(gè)電芯那樣充電和放電。由于制造的差異性，各節(jié)電池的容量略有不同，而且這種容量差隨著時(shí)間的推移會增大，因?yàn)檩^差的電池比其他電池老化快。就容量偏小的電池而言，它們的充電狀態(tài)在多個(gè)充電和放電周期之后將逐漸偏離。
[0004]即便在電池配組時(shí)，就選用一致性非常好的一批次電池來組成電池包，但是使用一段時(shí)間后就會出現(xiàn)電壓、容量、內(nèi)阻的參差不齊，有些電池在充放電過程中由于過充或過放造成部分電池的性能和工作效率大幅降低，對汽車的動力性帶來很不利的影響。目前大部分電池廠商采取的措施是更換表現(xiàn)較差的電池模塊，但是更換的電池模塊也很難與之前的電池模塊配合保持一致，最終使電池包性能加速衰退。而且雖然鋰電池制作工藝已經(jīng)成熟，但是成本還是較高，更換電池這種方法在經(jīng)濟(jì)效益上講也算不得上策。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提出一種動力電池包冗余動力模塊補(bǔ)電保養(yǎng)的方法，讓動力電池包擁有更長的壽命，延緩電池性能的衰退。并且每次放電能具有較高的能量效率，讓其表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。避免了二次或多次更換電池帶來的電池包性能隱患和高成本的問題。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種動力電池包冗余動力模塊補(bǔ)電保養(yǎng)的方法，包括如下步驟:
[0008](I)根據(jù)汽車動力額定功率配置所使用的動力電池包，動力電池包實(shí)際串聯(lián)的動力模塊數(shù)目要大于提供汽車動力額定功率的動力模塊的數(shù)目；
[0009](2)在每個(gè)動力模塊前串入開關(guān)，控制該模塊的關(guān)斷與開啟；每個(gè)動力模塊與所述其串入的開關(guān)還同時(shí)并聯(lián)一個(gè)互鎖開關(guān)；
[0010](3)動力電池包同時(shí)接入到硬件補(bǔ)電修復(fù)電路和BMS電池管理系統(tǒng)；
[0011](4)汽車每次啟動前，BMS電池管理系統(tǒng)先對動力電池包的動力模塊做巡檢，從容量、電壓、內(nèi)阻等方面綜合考慮，優(yōu)化選擇出提供汽車動力額定功率的動力模塊的最佳組合方案，并通過開關(guān)控制選擇動力模塊配組用于本次汽車工況放電；
[0012](5)未被選中的動力模塊通過BMS電池管理系統(tǒng)做分析修復(fù)，通過硬件補(bǔ)電修復(fù)電路調(diào)節(jié)狀態(tài)，將其調(diào)整到與其他動力模塊一致的狀態(tài)，等待下次配組優(yōu)化選擇的時(shí)機(jī)到來，再返回步驟(4)，重新配組。
[0013]優(yōu)選的，步驟(I)所述動力模塊的冗余量設(shè)置為3% -8%。
[0014]優(yōu)選的，步驟(4)所述動力模塊優(yōu)化配組的工作周期通過電池本身的性能、動力電池包與整車的匹配及駕駛?cè)藛T的使用汽車的時(shí)間來相應(yīng)調(diào)整。
[0015]優(yōu)選的，步驟(5)所述動力模塊調(diào)節(jié)狀態(tài)的修復(fù)方式包括使用大電流或小電流給動力模塊充放電調(diào)整。
[0016]優(yōu)選的，所述動力模塊使用電池模塊或電池模組或電芯模組。
[0017]優(yōu)選的，所述開關(guān)使用電氣開關(guān)或繼電器。
[0018]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的動力電池包冗余動力模塊補(bǔ)電保養(yǎng)的方法具有以下優(yōu)勢:
[0019](I)本發(fā)明的電池包冗余動力模塊補(bǔ)電保養(yǎng)方法，完全顛覆了以往對電池包保養(yǎng)的原理和理念，它反其道的創(chuàng)新使用了多個(gè)冗余電池模塊來解決這一問題。本發(fā)明隨動力電池包附加幾個(gè)電池模組，它們從開始就是與此電池包共同使用的，不存在不同步的問題，更能較好的與其他電池模塊保持良好的適配狀態(tài)，而且從出廠就已經(jīng)將成本加入，較少涉及后期維護(hù)費(fèi)用問題。
[0020](2)本發(fā)明不僅在硬件電路設(shè)計(jì)上加入電氣元件互鎖來確?？煽浚贐MS軟件程序設(shè)計(jì)上還加入多級的控制保護(hù)策略，確保系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行。
[0021]本發(fā)明的另一目的在于提出一種電池管理系統(tǒng)，以配合動力電池包冗余動力模塊進(jìn)行補(bǔ)電保養(yǎng)。
[0022]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0023]一種電池管理系統(tǒng)，包括狀態(tài)估計(jì)模塊、故障診斷模塊、安全管理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、熱管理模塊、能量管理模塊，還包含優(yōu)化配組模塊、控制通斷模塊、修復(fù)補(bǔ)電循環(huán)模塊；所述優(yōu)化配組模塊連接所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于優(yōu)化選擇出提供汽車動力額定功率的動力模塊的最佳組合方案；所述控制通斷模塊連接所述優(yōu)化配組模塊，用于通過開關(guān)控制選擇動力模塊配組用于本次汽車工況放電；所述修復(fù)補(bǔ)電循環(huán)模塊連接所述控制通斷模塊，用于未被選中的動力模塊做分析修復(fù)，通過硬件補(bǔ)電修復(fù)電路調(diào)節(jié)狀態(tài)，將其調(diào)整到與其他動力模塊一致的狀態(tài)，并連接數(shù)據(jù)采集模塊，等待下次配組優(yōu)化選擇的時(shí)機(jī)到來。
[0024]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的電池管理系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢:
[0025]本發(fā)明所述的電池管理系統(tǒng)配合帶有冗余動力模塊的動力電池包使用，更能較好的使動力模塊保持良好的適配狀態(tài)，確保系統(tǒng)可靠安全運(yùn)行。
【附圖說明】
[0026]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明創(chuàng)造的進(jìn)一步理解，本發(fā)明創(chuàng)造的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明創(chuàng)造，并不構(gòu)成對本發(fā)明創(chuàng)造的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的動力電池包的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的BMS電池管理系統(tǒng)功能模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明創(chuàng)造中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0030]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明創(chuàng)造。
[0031]本發(fā)明技術(shù)方案對動力電池包的硬件有如下要求:
[0032]如圖1所示，動力電池包所需串聯(lián)的電池模塊數(shù)目要大于提供汽車動力額定功率的電池模塊的數(shù)目，并且在每個(gè)電池模塊前要串入開關(guān)，控制該電池模塊的關(guān)斷與開啟。
[0033]BMS系統(tǒng)的功能模塊做了下列劃分:狀態(tài)估計(jì)、故障診斷、安全管理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)通信、熱管理、能量管理、優(yōu)化配組模塊、控制通斷模塊、修復(fù)補(bǔ)電循環(huán)模塊。
[0034]本發(fā)明的具體技術(shù)方案是:假定單體電池模