[发明专利]一种基于复杂网络控制的电池系统安全隔离装置和控制方法

说明书

本发明涉及一种基于复杂网络控制的电池系统安全隔离装置及方法，属于电动汽车动力电池安全管理技术领域，包括n组动力电池组串联成的动力电池系统，每组动力电池组由n个动力电池并联而成；每个动力电池的正极串联有电流传感器和控制开关；每个动力电池并联有备用回路，在所述备用回路中串联有备用开关；还包括与所述动力电池系统连接的电动汽车负载，作为整车驱动系统和高压附件设备；还包括电池管理和控制装置，用于采集动力电池电压、电流和温度，并将所采集的电压、电流和温度数据与预设阈值进行比较，识别出故障电池，对故障电池的控制开关及备用开关进行控制。本发明能够隔离故障体，消除故障单元，保障系统安全。

技术领域

本发明属于电动汽车动力电池安全管理技术领域，涉及一种基于复杂网络控制的电池系统安全隔离装置和控制方法。

背景技术

电动化是汽车行业发展的大趋势，动力电池是新能源汽车行业链条中的重要一环。我国宏观激励政策已涵盖研发、生产、使用及回收利用各方面，并持续向多场景应用渗透。各部委强调解决动力电池安全体系建设、全气候动力电池及高效热管理技术研发、动力电池全价值链发展等动力电池关键问题以提升新能源汽车竞争力。

目前，行业内普遍采用多并联结构进行电池系统集成成组，主要有如下几种方式：第一是电池包内部单体并联，电池包之间串联组成电池系统；第二是电池包内部单体并联，电池包之间也并联组成电池系统；第三是电池包内单体串联，电池包之间并联组成电池系统。纯电动客车，由于电量多，动力电池系统通常有几百甚至上千个单体串并联组成。由于电池之间是硬连接，无法相互隔离，故障单元也无法从系统中消除，由于电池系统的“木桶短板”效应，整个系统只要有一个单体出现故障，就会影响整个电池系统的使用，轻者会导致车辆抛锚，严重时会导故障扩展，甚至引起安全事故，造成更大的财产损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于复杂网络控制的电池系统安全隔离装置和控制方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种基于复杂网络控制的电池系统安全隔离装置，包括n组动力电池组串联成的动力电池系统，每组动力电池组由n个动力电池并联而成；每个动力电池的正极串联有电流传感器和控制开关；每个动力电池并联有备用回路，在所述备用回路中串联有备用开关；还包括与所述动力电池系统连接的电动汽车负载，作为整车驱动系统和高压附件设备；还包括电池管理和控制装置，用于采集动力电池电压、电流和温度，并将所采集的电压、电流和温度数据与预设阈值进行比较，识别出故障电池，对故障电池的控制开关及备用开关进行控制。

进一步，若电池管理和控制装置检测到某动力电池的电压超过了预设上限电压值，则断开该动力电池的控制开关，闭合与该动力电池并联的备用回路的备用开关；

若电池管理和控制装置检测到某动力电池的电压小于预设下限电压值，则断开该动力电池的控制开关，闭合与该动力电池并联的备用回路的备用开关；

若电池管理和控制装置检测到某动力电池的温度超过了预设上限温度值，则断开该动力电池的控制开关，闭合与该动力电池并联的备用回路的备用开关；

若电池管理和控制装置检测到某动力电池的电流超过了预设上限电流值，则断开该动力电池的控制开关，闭合与该动力电池并联的备用回路的备用开关。

另一方面，本发明通一种基于复杂网络控制的电池系统安全隔离装置控制方法，包括以下步骤：

S1：动力电池系统开始充放电，电池管理和控制装置闭合所有控制开关，断开所有备用开关；

S2：动力电池系统充放电过程中，电池管理和控制装置采集所有动力电池的单体电压值、电流值和温度值；

S3：动力电池系统充放电过程中，电池管理和控制装置将实时采集的电压值、电流值和温度值与相关预设阈值进行比较，识别出故障电池，并将故障电池物理隔离，不参与充放电；