[发明专利]一种可重构电池组及电池故障诊断方法

说明书

本发明公开了一种可重构电池组及电池故障诊断方法，包括：电池重构电路、电池状态采集电路和控制器；电池重构电路，用于对电池组内的电池单体进行串入或旁路控制，完成电池模组重构；电池状态采集电路，用于在电池组任意重构状态下对任意电池单体的电压和电流进行采集；控制器，用于根据电池状态采集电路的采集数据计算电池的SOC，根据电池的SOC并通过直流脉冲放电测试获取电池的等效直流内阻，根据电池的等效直流判断电池单体是否出现故障。优点：本发明通过检测电池组中各电池单体等效直流内阻判断电池是否故障，发现故障后对电池组进行重构，切除故障电池并接入备用的正常电池，从而实现电池组的性能优化。

技术领域

本发明涉及一种可重构电池组及电池故障诊断方法，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

锂离子电池以其高功率密度、高能量密度和无记忆效应等优点被广泛应用于电动汽车、储能电站和移动电子设备。可是电池成组使用后，单体一致性和老化都对电池组的能量利用效率产生了极大的影响，个别单体的故障或性能衰退会引发电池组的安全隐患。固定连接拓扑电池组的电量一致性只能通过均衡的方式调整电池组电量，但对于个别单体的非正常老化甚至故障仍无能为力。目前在电池健康状态的研究中，电池内阻是衡量电池健康状态的重要参数，随电池循环次数的增加，其内阻也会逐渐增加。

为了保证电池组的工作性能，需要通过诊断发现故障电池，并通过电池组重构将发生故障的电池及时从电池组中切除。目前大部分相关研究集中在可重构系统的构建，或仅是研究电池的故障诊断策略，没有将两者结合考虑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种可重构电池组及电池故障诊断方法，具备电池组重构，故障诊断，被动均衡的功能，能够解决个别电池单体故障影响电池组整体性能和电池组内各单体电量不一致的问题。该可重构电路硬件包括电池重构电路及电池状态采集电路。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可重构电池组，包括：电池重构电路、电池状态采集电路和控制器；

所述电池重构电路，用于对电池组内的电池单体进行串入或旁路控制，完成电池模组重构；

所述电池状态采集电路，用于在电池组任意重构状态下对任意电池单体的电压和电流进行采集；

所述控制器，用于根据电池状态采集电路的采集数据计算电池的SOC，根据电池的SOC并通过直流脉冲放电测试获取电池的等效直流内阻，根据电池的等效直流内阻判断电池单体是否出现故障。

进一步的，所述电池重构电路，包括：若干依次连接的电池电路；所述电池电路包括电池单元、旁路单元、测试单元；

所述旁路单元和测试单元并联接入电池单元，所有所述电池单元依次串联，所有所述旁路单元依次串联，所有所述测试单元依次串联。

进一步的，所述电池单元包括串联的电池单体和接入开关；所述旁路单元包括旁路开关；所述测试单元包括串联的测试开关和测试电阻。

进一步的，若干所述电池单元中的一个电池单元为备用电池单元。

进一步的，所述电池状态采集电路包括：电压采样电路和电流采样电路；

所述电压采样电路，用于采集电池单体两端电压；

所述电流采样电路电路，用于采集电池单体充放电电流。

进一步的，所述电压采样电路包括：电压跟随器、反向比例放大器、反向跟随器；

将采集到的电池端电压依次通过电压跟随器、反向比例放大器、反向跟随器三级转换到控制器能够采集的电压范围。

进一步的，所述电流采样电路包括：霍尔电流传感器、电压跟随器；

通过霍尔电流传感器将电池电流转化为电压信号，再经过电压跟随器输入到控制器中。

一种可重构电池组的电池故障诊断方法，包括：