[发明专利]一种矩阵电池模组精细化状态控制系统及方法

说明书

一种矩阵电池模组精细化状态控制系统及方法，其特征在于：包括控制主机、电气参数检测模块和若干个电池模组；每一个电池模组包括状态控制单元、电池单元、检测控制单元、模式选择单元和充放电单元；可实现在电池组储能系统中，对每一个电芯元素在各种状态下的实时检测，实现全面精确测控。在整个电池储能系统应用保养过程中，可就只针对状态不良的电芯进行更换，不必将整个电池系统更换；从而达到降低应用成本，提高使用寿命的作用。同时可对每一个电池单元进行控制，实现了在不对每一个电芯元素进行同时充放电的前提下，对整个电池模组同时进行充放电作用。在满足实际使用要求的前提下，提高电池使用寿命，降低电池系统应用成本。

技术领域

本发明属于电池控制领域，尤其涉及一种矩阵电池模组精细化状态控制系统及方法。

背景技术

目前，公知的电池组管理系统是基于现有电池电气管理应用技术，尤其是充放电技术的特点所设计的电池管理系统。由于传统的电池管理系统只能够就电池的充电电压、放电电压、充电电流、放电电流进行宏观测试，然后进行粗略的电池状态测评，并进行大系统级别的“过压保护”、“过流保护”、“过充保护”以及“过放保护”等。

然而，对于由多个诸如电芯的电池单体所组成的电池储能系统，尤其像电动汽车、舰船用全电推进系统、工业储能系统等大型和特大型电池储能系统，只依赖对总输入输出节点的电气参数来对其整个电池组的性能状态进行判定及管理是不准确且不可靠的。根据电源系统特性可知，某一个或多个位置的电池单体的状态性能均可能严重影响整个电池组系统的整体性能。虽然现有部分测量方案可以实现单个电芯的测量，但由于电池管理系统的不足，也使得更加先进的电池单体管理技术无法得到兼容应用。从而无法使电池系统的性能价值得到更大的提升。

当前的电池管理系统大都无法实现充放电隔离，即电芯在接受充电的同时又接受放电应用。这样的使用状态会使得电芯的使用寿命大幅的缩减，如此不仅提高了应用成本，且对电芯的安全状态带来极大的隐患。当前电池管理系统大都无法实现可涉及到每一个电芯的全面的，电池参数测量与传感。这样的电池管理系统可靠性不高，存在严重的设计漏洞，为电池应用带来极大的安全隐患，提高应用成本。

随着人工智能、大数据等技术的发展，均为更深层度地测量、计算、控制电池系统带来了新的技术解决方案，但是传统的电池管理系统结构已经无法有效兼容如上新型科技，使其在电池管理领域发挥重要作用，且当前电池管理系统结构以定制化为主，其标准化、模块化、应用兼容能力不足，导致大多数电池管理系统不能够有效实现低成本应用和跨领域应用的要求。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种可对电池单元中的电芯进行单独控制的矩阵电池模组精细化状态控制系统及方法。

本发明所述矩阵电池模组精细化状态控制系统，包括控制主机、电气参数检测模块和若干个电池模组；每一个所述电池模组包括状态控制单元、电池单元、检测控制单元、模式选择单元和充放电单元；所述状态控制单元、电池单元、模式选择单元和充放电单元依次电连接；所述状态控制单元、电池单元、检测控制单元、模式选择单元和充放电单元均与前述控制主机相电连接；所述检测控制单元与前述电池单元相电连接；所述检测控制单元与电气参数检测模块相电连接；所述电气参数检测模块与前述控制主机相电连接；所述检测控制单元设置有用于对电池单元检测进行控制的检测使能控制模块；所述电池单元包括有若干个电芯；所述电池单元设置有用于对每一个前述电芯进行控制的电芯使能控制模块。

进一步，本发明所述矩阵电池模组精细化状态控制系统，所述电池单元包括若干串联连接的电芯；每一个所述电芯设置有独立的引线与状态单元相电连接；每一个所述电芯设置有使能位开关；所述使能位开关与前述控制主机相电连接；所述状态控制单元包括开关控制器；所述开关控制器与前述控制主机相电连接；所述开关控制器与前述电芯通过独立的引线相电连接；所述开关控制器与每一个所述电芯之间设置有独立的状态控制开关。