[发明专利]一种动力电池组的能量智能管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电池管理技术，特别涉及一种动力电池组的智能能量管理技术。

背景技术

动力电池组是指以组为单位，能向外界提供直流电力的电池组。如不间断电源系统(以下简称UPS)的后备电池：在外电输入失效后，UPS一般通过释放(逆变)后备电池的能量并快速投入向用电设备供电，使用电设备在外电闪断或长时间断开时均不会掉电。动力电池组在各个行业均有大规模应用，如机房或控制室等的UPS，电动车辆的动力电池包、基站的直流通讯电源等。动力电池一般成组使用，如UPS的240V DC的直流母线系统，采用20块12V的铅酸蓄电池通过串联为一组并输出标称240V的直流电压。

电池组中单电池常见问题包括：

i.鼓胀、开裂：如铅酸蓄电池外壳损坏，电池电解液泄漏等，发生这些情况则电池一般需提前报废；

ii.容量降低：电池容量“异常”降低；

iii.供电时间减少：甚至无法满足规划的电池后备供电时间要求；

iv.寿命减少：电池提早报废，造成了极大的经济损失，也对环境造成了损害。

电池失效，除去本身工艺的缺陷造成，很大一部分的原因是由于充放电过程没有管理好。

现有对电池管理技术的断代：

i.第一代技术：能持续检测、监测电池的单电池电压、组电压、电流；

ii.第二代技术：第一代技术+单电池内阻测量+温度测量；

iii.第三代技术：第二代技术+单电池容量估测；

然而，按现有的组充电和组放电方式下，因为电池的一致性无法持续保证，无法避免组内单个电池出现过充电、过放电、欠充电等现象。由于现有的动力电池普遍采用整组管理模式，从而对组内单电池的一致性欠佳以及单电池失效等问题难以进行有效兼容或自动处理。从而导致成组使用和管理电池存在最大弊端：木桶效应，单块电池失效，导致整组失效，电池组性能极大程度上取决于状态较差的单个电池。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力电池组的能量智能管理系统，针对每个单电池小组进行独立的管理，并能在线动态排除失效单电池从而实现电池组的自动重组放电，保障和提高动力电池组在规划的后备时间内的可靠性、可用性，延长电池组的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种动力电池组的能量智能管理系统，包括：主控制器和至少两个单电池智能管理模块；将动力电池组中的单电池分为至少两个小组，每个小组对应一单电池智能管理模块，每个小组至少包括一个单电池；

所述单电池智能管理模块用于对小组内单电池的状态进行持续监测，在监测结果满足单电池异常的判定条件时，将异常的单电池小组隔离，并保持所述动力电池组的连通；

所述主控制器用于对各所述单电池智能管理模块管控后的总输出电压进行电压调节，持续输出预设稳定电流和总电压。

本发明实施方式相对于现有技术而言，可以智能在线自动剔除失效电池，确保整组电池在有不超过某比例的若干电池失效时，电池组还能持续和稳定输出正常的电压和电流。从而保障和提高动力电池组在规划的后备时间内的可靠性、可用性，延长电池组的使用寿命。

作为进一步改进，所述单电池智能管理模块包括内侧端子和外侧端子，所述单电池智能管理模块的内侧端子的正负极与对应的单电池小组的正负极分别对应连接，各单电池智能管理模块的外侧端子的正负极分别依次正负串联，串联后的总正负极与所述主控制器连接；

所述单电池智能管理模块将异常的单电池小组隔离，并保持所述电池组的连通包括：将本单电池智能管理模块外侧端子的正负极短接，同时断开内侧端子与外侧端子之间的连接；

所述主控制器对各所述单电池智能管理模块管控后的总输出电压进行电压调节，持续输出预设稳定电流和总电压包括：所述主控制器根据各所述单电池智能管理模块的外侧端子串联后的总输出电压进行电压调节，输出预设稳定电流和总电压。

作为进一步改进，所述单电池智能管理模块还用于在监测结果正常时，将本单电池智能管理模块外侧端子的正极与内侧端子的正极连通，外侧端子的负极与内侧端子的负极连通。使得检测结果正常的单电池小组能正常供电。

作为进一步改进，所述单电池智能管理模块的内侧端子的正负极与对应的单电池小组的正负极分别对应连接的方式为：

所述单电池小组中包括一个单电池，所述单电池智能管理模块的内侧端子的正负极与该单电池的正负极分别对应连接；