[发明专利]一种面向并联动力电池组的智能调度系统及其调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池组调度领域，具体涉及一种面向并联动力电池组的智能调度系统及其调度方法。

背景技术

现有的动力电池组供电方式中，有串联、并联和混联，而在一些大功率的供电应用场景中，为了提供更大的容量，往往需要进行将电池并联来达到大容量的目的。实际生产中，每个电池之间性能会存在一定的差异，特别是对于一些“先串后并”的电池组，电池组之间的差异会随着每个电池组中串联电池的个数增加而增大，在使用过程中导致各个并联电池组之间的电量出现不均衡现象，导致动力电池组性能下降、寿命减少的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向并联动力电池组的智能调度系统及其调度方法，以解决现有技术各个并联动力电池组之间的电量不均衡，导致动力电池组性能下降、寿命减少的问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案。一种面向并联动力电池组的智能调度系统，连接在并联动力电池组与外负载之间，包括控制系统、数据采集模块、电气隔离模块、开关模块和电路保护模块，所述并联动力电池组包括两个或两个以上并联的动力电池组，所述开关模块、电路保护模块的数量与所述动力电池组的数量相同，每个动力电池组与一个开关模块、一个电路保护模块串联，与外负载形成电气回路，所述控制系统与数据采集模块相连形成控制回路，所述电气隔离模块设置在所述电气回路与所述控制回路之间，所述控制系统通过所述电气隔离模块与所述开关模块连接，所述数据采集模块通过所述电气隔离模块与所述电气回路连接。

本发明通过数据采集模块，实时采集并计算电池状态参数、负载状态参数和环境状态参数，传入控制系统中，由控制系统中的相关算法对进行智能判断，得出一组下一时刻最优的开关状态，再通过开关模块对电路结构进行控制。电气隔离模块将每一个动力电池组的电气回路和控制回路隔离。数据采集模块与电气隔离模块电性连接，采集每个动力电池组电气回路的参数。控制系统连接数据采集模块，同时通过电气隔离模块和开关模块与电气回路线路相连。开关模块和电路保护模块串联接入各电气回路中。当电气回路的参数异常时，电路保护模块会切断动力电池组与负载的连接，保护动力电池组和负载的安全。

所述控制系统为微处理器，所述控制系统包括数据处理模块、数据储存模块、逻辑判断模块、算法优化模块和通信模块，可以实现数据处理、均衡电量、数据共享、自我优化的功能。数据处理模块对数据采集模块采集得到的实时的动力电池组的状态参数、系统的负载状态参数、动力电池组的环境状态参数，在控制系统中的逻辑判断模块中进行判断，从而调用相关算法得出下一个时刻开关状态的数据编码。数据储存模块保存某时刻的动力电池组状态参数、系统的负载状态参数、动力电池组的环境状态参数。通信模块实现整个系统与外设（如上位机）的数据共享、更新功能，例如可以通过将储存的数据传输到上位机，上位机运用系统数据对算法进行优化，再通过通信模块写入算法优化模块。控制系统的算法优化模块除了通过通信模块更新算法优化模块的算法外，也可直接在算法优化模块中利用数据储存模块中的数据对算法进行修正，如对数据处理模块中的电量估计算法进行修正，使更精确地估算正在使用的N组动力电池组的电量；对逻辑控制模块中的开关通断算法进行修正，得到更符合负载特性的逻辑控制算法。

所述通信模块设置有通信端口，控制系统可以通过通信端口与上位机或其他设备进行实时通信，将数据同步共享。通信端口为RS232、RS485或CANBUS。

所述并联动力电池组通过输出总线与外负载连接，所述输出总线上设置有控制开关。在危险情况下，通过控制开关的关断强制地切断外负载与系统的连接。

一种面向并联动力电池组的智能调度系统的调度方法，在考虑当前电池状态参数、负载状态参数和工作环境状态参数的多输入参数下，对并联动力电池组进行智能调度。包括以下步骤：

S100、采集数据，计算参数

通过数据采集模块采集实时电压、实时电流、实时温度、开关状态和电池的振动、形变、湿度的参数，并计算分析电池状态参数、负载状态参数和工作环境状态参数；所述电池状态参数包括剩余电量SOC和健康状态SOH，所述负载状态参数包括电气回路中的总输出功率P和并联动力电池组总输出功率的变化量△P，所述工作环境状态参数包括温度、振动、形变和湿度；

S101、安全状态分析

通过控制系统中的逻辑判断模块对工作环境状态参数分析，评估各个动力电池组的安全状态；

S102、模式判断

判断当前需要的智能调度模式，即电量均衡模式或快速放电模式；

S103、调用对应模式优化程序