[发明专利]一种基于柔性热管的动力电池管理系统及方法

权利要求书

1.一种基于柔性热管的动力电池管理系统，其特征在于，所述基于柔性热管的动力电池管理系统包括：

温度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过温度传感器测量动力电池温度数据；

电量检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电量表检测动力电池电量数据；

电压检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电压表检测动力电池电压数据；

电流检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电流表检测动力电池电流数据；

绝缘强度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过绝缘强度检测仪检测动力电池绝缘强度；

中央控制模块，与温度检测模块、电量检测模块、电压检测模块、电流检测模块、绝缘强度检测模块、温度管理模块、电压管理模块、充放电管理模块、能耗计算模块、续航计算模块、性能测试模块、安全监控模块、故障报警模块、故障保护模块、显示模块连接，用于通过主控器控制各个模块正常工作；

温度管理模块，与中央控制模块连接，用于利用升温装置与降温装置进行电池温度管理调控；

电压管理模块，与中央控制模块连接，用于利用变压器调整动力电池的电压；

充放电管理模块，与中央控制模块连接，用于基于中央控制模块传输的控制信号，进行动力电池的充放电；

能耗计算模块，与中央控制模块连接，用于通过能耗计算程序计算动力电池能耗数据；

续航计算模块，与中央控制模块连接，用于通过续航计算程序计算动力电池续航时间；

性能测试模块，与中央控制模块连接，用于对动力电池性能进行测试；

安全监控模块，与中央控制模块连接，用于基于检测到的电池数据以及性能测试数据、绝缘强度监测结果，判断动力电池是否处于安全状态；

故障报警模块，与中央控制模块连接，用于当检测到的相关电池数据出现异常时或动力电池处于不安全状态，利用声光报警装置进行报警；

故障保护模块，与中央控制模块连接，用于对动力电池故障进行保护；

显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示检测的电量、电压、温度、绝缘强度、电流数据及能耗、续航、性能测试结果数据、故障信息；

所述基于柔性热管的动力电池管理方法包括：

步骤一，通过温度传感器测量动力电池温度数据；通过电量表检测动力电池电量数据；通过电压表检测动力电池电压数据；通过电流表检测动力电池电流数据；通过绝缘强度检测仪检测动力电池绝缘强度；

步骤二，基于充放电控制信号进行动力电池的充放电；利用升温装置与降温装置进行电池温度管理调控；利用变压器调整动力电池的电压；

步骤三，通过能耗计算程序计算动力电池能耗数据；通过续航计算程序计算动力电池续航时间；对动力电池性能进行测试；基于检测到的电池数据以及性能测试数据、绝缘强度监测结果，判断动力电池是否处于安全状态；

步骤四，当检测到的相关电池数据出现异常或电池处于不安定状态时，利用声光报警装置进行报警；并对动力电池故障进行保护；

步骤五，利用显示器显示检测的电量、电压、温度、绝缘强度、电流数据及能耗、续航、性能测试结果数据、故障信息；

步骤三中，所述性能测试模块测试方法如下：

首先，测试动力电池系统低温工作性能、高温工作性能以及均匀工作性能；

其次，对动力电池系统热管理性能进行综合评价：

动力电池系统低温工作性能测试中的加热时间t₁、动力电池系统低温工作性能测试中的能耗w₁、动力电池系统高温工作性能测试中的降温时间t₂、动力电池系统高温工作性能测试中能耗w₂各占约相同总得分，t₁、t₂、w₁、w₂的值越小实际得分越高；动力电池系统温度均匀性性能测试中最大温度差总得分约占动力电池系统低温工作性能加热时间得分的2-3倍，⊿T越小动力电池系统温度均匀性性能实际得分越高，将t₁、t₂、w₁、w₂、⊿T对应的得分相加得到综合得分，综合得分越高动力电池系统热管理性能越好；

所述动力电池系统低温工作性能测试方法包括：

1)将动力电池充满电后，置于超低温环境箱中一定时间，至动力电池的温度与环境箱温度相同或相差±2℃；

2)环境箱保持超低温，启动热管理系统，同时对动力电池进行放电，监测动力电池温度达到电池适宜工作的低温时所用时间t1，直至放电截止条件；

3)记录动力电池放电过程的总放电能量W1，动力电池的额定放电能量为W10；

4)计算动力电池的能耗w₁，则动力电池能耗为

w₁＝(W₁₀-W₁)*100％/W₁₀；

所述动力电池系统高温工作性能测试方法包括：

a)将动力电池充满电后，置于超高温环境箱中一定时间，至动力电池的温度与环境箱温度相同或相差±2℃；

b)环境箱保持超高温，启动热管理系统，同时对动力电池放电，监测动力电池温度达到电池适宜工作的高温时所用时间t₂，直至放电截止条件；

c)记录动力电池放电过程的总放电能量W₂，动力电池的额定放电能量为W20；

d)计算动力电池的能耗，则动力电池能耗为

w₂＝(W₂₀-W₂)*100％/W₂₀；

所述动力电池系统均匀工作性能测试方法包括：

将动力电池充满电后，置于高温环境箱中一定时间；环境箱保持高温，对动力电池进行工况循环测试，同时启动热管理系统；记录动力电池的温度；将动力电池充满电后，置于低温环境箱中一定时间；环境箱保持低温，对动力电池进行工况循环测试，同时启动热管理系统；记录动力电池的温度；计算动力电池的最大温差⊿T；

步骤四中，所述故障保护方法如下：

(1)通过控制设备在动力电池充电过程中，电池管理主控制器和电池管理从控制器相互发送监控报文，以监控对方是否进入离线状态；

(2)若电池管理从控制器监控到电池管理主控制器进入离线状态，则电池管理从控制器控制断开箱内继电器，结束充电过程；

(3)若电池管理主控制器监控到电池管理从控制器进入离线状态，则电池管理主控制器根据功率需求表将充电功率降到预设值后断开充电继电器，结束充电过程。