[发明专利]车载退役动力电池分组主动均衡系统及方法

说明书

本发明提供一种车载退役动力电池分组主动均衡系统，包括电池组模块，由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；单体电池为退役电池单体；均衡主控模块接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令；均衡电路模块根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制。本发明基于模块化思想，对整个大电池组进行分组，分别设计组内均衡和组件均衡拓扑，提高均衡效率。

技术领域

本发明属于电池管理系统技术领域，具体涉及一种车载退役动力电池分组主动均衡系统及方法。

背景技术

当今世界，能源危机越来越引起人们的重视，一大批新能源行业在市场中涌现出来，随着燃油汽车带来的能源和环境问题日益突出，汽车产业逐渐向绿色节能的电动汽车转型。电动汽车核心动力来自于车载电池，而这些电池一般使用3～5年左右性能会大大衰减，因不再满足行车功率要求而被替换下来，这些被替换下来的电池称之为退役电池。至2017年，电动汽车呈指数增长，未来3～5年，动力电池累计报废量将超过10万吨，之后将会以超过12万吨/年的速度增加，进入退役高峰。大量退役电池回收利用难题，不仅是一种能源浪费，还造成环境二次污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种车载退役动力电池分组主动均衡系统及方法，能够将退役电池回收利用。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种车载退役动力电池分组主动均衡系统，其特征在于：它包括：

电池组模块，由若干个电池小组、开关管和储能电感组成，电池小组之间采用分布式电感储能均衡拓扑结构；每个电池小组中包括若干单体电池和开关阵列，电池小组内采用集中式均衡拓扑结构；所述的单体电池为退役电池单体；

信号采集模块，用于采集各单体电池和电池组的电压和电流值；

均衡主控模块，用于接收采集的各单体电池和电池组的电压和电流值，判断是否到达均衡条件，制定均衡策略并发送开关指令；

充放电模块，通过所述的开关管和开关阵列与电池组模块连接，用于在均衡主控模块的控制下给电池小组和单体电池以特定电流进行充放电；

均衡电路模块，用于根据均衡主控模块发送的开关指令，利用对应的开关管和开关阵列选取需要均衡的单体电池和电池组进行均衡控制。

按上述系统，它还包括上位机，与所述的均衡主控模块连接。

按上述系统，所述的均衡主控模块根据OCV-SOC算法对电池小组和各单体电池进行SOC估算和分区，从而制定均衡策略，具体包括以下步骤：

在单体电池充放电初始时刻，测量各节单体电池的开路电压；对每节单体电池进行充放电实验，得到各节单体电池的SOC-OCV曲线，从而获得各节单体退役电池的SOC初值；利用安时积分法实时计算某时刻的SOC；

先进行组内均衡，当电池小组中的单体电池SOC中心极差高于或等于1.5％时，开关阵列选通需要均衡的单体电池，启动组内均衡；退役电池小组内SOC中心极差低于1.5％时，停止组内均衡；

组内均衡后再进行组间均衡，当电池小组内SOC中心极差高于或等于2％时，开关阵列选通需要均衡的电池组，启动组间均衡；电池小组内SOC中心极差低于2％时，停止组间均衡。

按上述系统，根据电池的SOC值从低到高分成A、B、C三个区域，所述的组内均衡时，判断本组内位于A、B、C三个区域中的电池数量，采取以下方法分别建立相应的退役电池能量互补对，以B区域为基准量：

Case1：A区与C区的单体电池数相等且不为零，