[发明专利]一种智能电池模块系统

说明书

技术领域

 本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种智能电池模块系统。

背景技术

目前，伴随新能源汽车的不断进步，电动汽车用锂离子动力电池的研发、生产、使用等技术越来越受到各大电池制造商、整车厂的重视。然而，传统锂离子动力电池的设计生产成本过高、使用寿命低于整车要求等问题严重制约电动汽车的产业化发展，锂离子动力电池的市场优势相对较低。

电动汽车用电池系统通常由几百或几千只单体电芯串并联组成，一旦有一只单体电芯性能恶化，都会严重影响电池系统的整体系能和安全性。

传统的电池系统采用集中式管理模式，主控系统要对如此大数量的单体电芯实现全面有效的管理是一项困难和复杂的任务。由于主控系统的管理控制的智能化程度相对较低，往往造成现有电动汽车用锂离子动力电池的循环寿命达不到理论设计要求、安全性难以保证、系统设计成本居高不下等现象，锂离子动力电池技术已成为制约电动汽车发展的栈道。

传统电动汽车用锂离子动力电池系统当发现系统异常情况，通常需要更换整个电池系统（即使是电池模块化较好的情况下，也仅是更换一个全新的电池模块），这样造成电池系统的维护及更换成本非常高，进而造成电池系统的整体成本居高不下。

从电动汽车上替换下来的电池系统或电池模块一般不进行二次利用（即使进行简单二次利用，也只是对电池系统或电池模块的电压、内阻、电池荷电状态SOC进行简单地分选配组），对电池组的基于使用环境的电池模块健康状态SOL主要包括电池组的使用环境、使用寿命、健康状态等参数）或SOL的分析和评估几乎很少关注，简单分选配组进行的二次使用，由于对电池的状态评估不够全面，往往造成二次使用的电池系统寿命不能达到理论设计的要求。替换下来的电池系统或电池模块不进行有效的二次使用成本的分摊，造成整个电池系统的设计生产成本严重浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种智能电池模块系统，其不仅能够实现电池模块的电压、电流、温度等独立电池状态的精确采样，还要能够进行独立的均衡管理、故障隔离、热管理等，实现电池智能管理的有效性、均匀性、准确性、及时性，同时可以为电池模块的使用、维护、替换、二次使用方式提供有效的数据支持和指导，优化电池模块的重新组合和二次利用，进而降低电池模块的全寿命周期的成本，有利于广泛地应用，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种智能电池模块系统，包括有多个电池模块，每个所述电池模块具有多个单体电池，每个所述电池模块上包括：

采样单元，与所述多个单体电池相连接，用于采集电池模块中每个单体电池的电池状态信息和本电池模块的电池状态信息；

通信单元，分别与采样单元、控制管理单元相连接，用于将所述采样单元所采集电池模块中每个单体电池的电池状态信息和电池模块的电池状态信息转发给控制管理单元；

控制管理单元，分别与均衡单元、热管理单元、故障控制单元相连接，用于将所述通信单元发送的电池模块的电池状态信息与预先设置的电池状态信息进行比较，根据比较结果，对应地向所述均衡单元、热管理单元和故障控制单元发送均衡控制信号、热管理控制信号和故障控制信号，分别控制所述均衡单元、热管理单元和故障控制单元的工作状态；

均衡单元，用于根据所述控制管理单元发送的均衡控制信号，通过控制均衡控制开关的开启或关闭，对所述电池模块进行均衡控制； 

热管理单元，用于根据所述控制管理单元发送的热管理控制信号，通过控制热管理控制开关的开启或关闭，对所述电池模块进行热管理控制；

故障控制单元，用于根据所述控制管理单元发送的故障控制信号，通过控制故障控制开关的开启或关闭，对所述电池模块进行故障隔离控制。

其中，还包括有：状态估算单元，分别与通信单元、控制管理单元相连接，用于预先存储至少一种电池模块电池状态信息和至少一种与所述电池模块状态信息相对应的使用方式、维修方式和/或者替换方式，在接收到所述通信单元发送的电池模块电池状态信息后，实时读取对应的使用方式、维修方式和/或者替换方式，然后发送给控制管理单元，并且通过外部显示设备显示给用户。

其中，还包括主控单元，分别与多个电池模块中的通信单元相连接，用于根据每个电池模块中的通信单元发送的电池模块状态信息，对每个电池模块中的管理控制单元进行运行控制；

对应地，所述通信单元还用于将所述采样单元所采集电池模块中每个单体电池的电池状态信息和电池模块的电池状态信息转发给主控单元。