[发明专利]面向全生命周期应用的模块化分布式电池管理系统及方法

权利要求书

1.一种面向全生命周期应用的模块化分布式电池管理系统，其特征是：为分布式系统结构，包括一个主控模块和多个智能电池模块，其中：每个智能电池模块包括若干个串并联电池电芯、一个从控模块和一个主动均衡电路；

每个智能电池模块通过一个从控模块连接主控模块，所述主控模块被配置为测量电池组总电压、检测绝缘和收集各个从控模块和高压强电部分的数据，对电池数据进行集中分析和处理，判断当前电池的故障，进行电池预警，根据电池的数据进行电池的SOC/SOH估计，并预测电动汽车的剩余续航里程；

所述每个智能电池模块都配置有主动均衡电路，所述主控模块判断各个电池模块间的一致性以及控制模块间的均衡；

所述从控模块被配置为采集所属电池模块的单体电压和温度数据、判断电池单体一致性以及控制均衡，并响应主控模块的命令，将该电池组的电压、温度信息定期返回主控模块；所述主控模块根据各个电池单体的温度状态，对电池进行主动式冷热管理，实现降温或升温的温度控制；

所述主动均衡电路采用基于正反激变换的自动均衡电路，工作在正激变换和反激变换两种工作状态；

所述的电池模块间的均衡采用相邻结构的交流加热-自动均衡电路，每相邻的两个模块设置一个buck-boost变换；

所述主动均衡电路将电池组分为两组，并且每个电池组内包括多个串联的电池单体；每个电池组的每个电池单体连接一个MOSFET开关和变压器的一个绕组，同组的电池单体对应的绕组具有相同的极性，构成传统的正激变换，以实现组内电池单体的均衡；不同组内的绕组具有相反的极性，构成传统的反激变换，以实现两个电池组间的均衡，以及实现对变压器的自动消磁。

2.如权利要求1所述的一种面向全生命周期应用的模块化分布式电池管理系统，其特征是：所述主控模块通过CAN总线与车辆集成控制单元ECU、车载仪表或充电机进行信息交互。

3.如权利要求1所述的一种面向全生命周期应用的模块化分布式电池管理系统，其特征是：两组电池组的MOSFET开关分别由一对状态互补的PWM信号控制，即第一组电池组内的MOSFET开关由PWM+控制，第二组电池组内的MOSFET开关由 PWM-控制；通过使用一对状态互补的PWM信号驱动MOSFET开关，即可实现电池单体电压的自动均衡。

4.如权利要求1所述的一种面向全生命周期应用的模块化分布式电池管理系统，其特征是：所述的电池管理系统外设有冷却风扇。

5.基于如权利要求1-4中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：每个智能电池模块将自身的单体电压和温度数据上传，以此判断电池单体一致性以及控制均衡数据，根据电池组总电压、检测绝缘和收集各个从控模块和高压强电部分的数据，对电池数据进行集中分析和处理，判断当前电池的故障，进行电池预警，根据电池的数据进行电池的SOC/SOH估计，并预测电动汽车的剩余续航里程并判断各个电池模块间的一致性以及控制模块间的均衡。