[发明专利]动力电池组维护装置及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池组充电控制技术领域，尤其涉及一种动力电池组维护装置及其工作方法。

背景技术

随着锂离子电池组应用越来越广泛，电动汽车、电动大巴、大型能量储存系统等给人类社会带来了巨大的变化。而电池组系统是影响锂离子电池组广泛应用的几个关键技术之一。电池组系统中的几个问题目前尚无完善的解决方案，比如电池组电量的估计精度、电池组寿命的估计、大容量电池组的均衡问题等，上述电池组的问题已经阻碍了电池组系统的广泛应用。目前的电池组管理系统对于这些问题没有理想的解决方法，从而无法保证电池组的安全以及使用寿命达到产业化的要求。

如中国专利CN1855606A于2006年11月01日公开了一种电动汽车电池管理系统构成方法及其系统，其管理系统构成方法是通过建立电池管理系统的独立的监控功能模块与充电均衡模块，对电动汽车实现不同状况下的功能合理分离和有机配合的处理，在电动汽车正常驾驶时，对电池组内各单体电池进行监控与报警，在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，对电池组自动均衡充电，方法包括以下步骤：(1)电池管理系统配置两个独立功能的监控功能模块和充电均衡功能模块；(2)监控功能模块的通讯连接电缆采用多芯线，其中四根芯线包括两根信号线与两根电源线，电池管理系统工作时，监控功能模块的电源通过DC/DC隔离电源从通讯电缆的电源线上取电，通讯电路的低压电源与监控功能模块上的低压电源隔离，保证监控功能模块与上位机可靠通讯；(3)电池管理系统需切断电源或关闭时，直接切断上位机上供电电源就可切断整个电池管理系统的供电，提高系统的安全性，节省停车状态下无效的电源耗电；(4)监控功能模块带有电池编码电路，上位机通过通讯连接电缆访问监控功能模块，直接获取每个单体电池的编号及其电压、电流、温度的数据；(5)在停车充电时，在监控模块上加挂充电均衡模块，电池管理系统启动自动充电均衡功能，实现电池组的充电自动均衡，保持电池组内每个单体电池提供电量的均衡性。不过，该方法在把均衡控制系统放置于电池组管理系统中，增加了电池组管理系统的体积和重量、大幅提高了电池组管理系统的成本并降低了可靠性。

如中国专利CN101303397A于2008年11月12日公开了一种锂离子电池组剩余电能计算方法及装置，利用锂离子电池组的开路电压和电能积分相结合的方法来计算充放电能量，根据开路电压和充放电电流的大小实时计算锂离子电池组的直流阻抗，由直流阻抗和充放电电流等参数确定锂离子电池组在当前情况下放电达到终止电压时可用剩余电能时相应的开路电压，并由此时的开路电压计算出锂离子电池组在放电达到终止电压时的实际剩余电能。由电池的最大剩余电能减去达到放电终止条件时剩余电能就可以得到电池可用剩余电能。但该方法对于电池组剩余电量的估计偏差较大，尤其是循环后期，电池组的寿命、电池组的均衡状态以及温度等都对电量估计的精度有着非常大的影响，因此在电池组使用后期的剩余电量估计精度目前都没有更好的方法。而对于电池组的使用寿命估计目前还没有准确的方法。因此电池组管理系统中的这些问题没有好的方法可以解决，影响了市场推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种动力电池组维护装置，并提出该动力电池组维护装置的工作方法。该动力电池组维护装置及其工作方法通过外部装置维护的方式，能够大幅提高电池组电量的估计精度，精确完成电池组的健康状态估计，同时解决大容量电池组的均衡难题。该装置和方法可有效解决电池组管理系统的控制弱点，提高了电池组系统的安全性并延长电池组的使用寿命。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种动力电池组维护装置由多芯接插件、开关阵、隔离电源模块、通讯模块、控制系统、充电模块、放电模块、电压检测电路、人机交互模块以及电流检测电路组成，其创新点在于，所述的多芯接插件与开关阵、电流检测电路、充电模块、放电模块以及通讯模块相连，开关阵与隔离电源模块相连，电流检测电路与充电模块和放电模块相连，充电模块与放电模块和控制系统相连，通讯模块、开关阵、人机交互模块与隔离电源模块与控制系统相连，电压检测电路与多芯接插件、控制系统相连。

优选地，本发明上述动力电池组维护装置中，隔离电源模块的数量为电池组串联数的一半。

优选地，本发明上述动力电池组维护装置中，隔离电源模块对输出电流进行检测并对输出电量进行检测，通过通讯发送给控制系统。

优选地，本发明上述动力电池组维护装置中，控制系统通过通讯模块将维护信息写入电池组管理系统。

优选地，本发明上述动力电池组维护装置中，电池组的串联数在维护前通过人机交互模块进行设置。