CN105414058A - 电动汽车用动力电池的分选系统、分选方法和电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车用动力电池的分选系统、分选方法和电动汽车，分选系统包括：动力电池组，包括多个电芯和多个电芯开关，多个电芯开关与多个电芯一一对应设置；下位机，分别与多个电芯和多个电芯开关相连，用于检测所述多个电芯生成第一检测数据并上传给上位机；上位机，用于根据第一检测数据生成第一控制信号控制下位机关闭不具有一致性的电芯。本发明具有如下优点：当下位机接通时，能够一次性实现多只电芯在进行测量，通过上位机设定电芯一致性的判定标准，当实时测量结果超出判定标准时，通过下位机控制将超出标准之外的电芯从电路中移除，从而实现了对动力电池组中多个电芯的分选。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车用动力电池的分选系统、分选方法和电动汽车。
背景技术
随着环境污染和能源匮乏等问题对地球生态和人们生活带来越来越大的影响，开发新能源汽车替代传统的燃油车成为现今社会发展的必然趋势。目前，电动汽车使用的动力电池组都为组合电池，由数十个甚至上百个单体电芯组合而成，要保证动力电池组的性能和使用寿命，最关键的是每个单体电芯的容量、内阻、自放电等特性最大限度趋于一致。
动力电池是电动汽车的心脏，动力电池的性能好坏直接影响到电动汽车的使用效果。由于电动汽车用动力电池由几十乃至上百个电芯通过串联或者串并联的方式进行组合，使用过程中所有电芯同时进行充电或者放电，因此，电芯的一致性是动力电池组使用性能的关键。
传统的电芯分选方法将单个电芯放在分容设备的各通道中进行充放电，通过容量进行分选，然后再使用交流检测仪检测分选出来的电芯的内阻进行二次分选。由于各分容设备甚至是各通道的检测精度存在差异，各个电芯的检测环境也存在差异，将这些电芯组装成电池组以后，这些差异性就会体现出来。并且传统的电芯分选方法检测条件单一、无法模拟电池组实际的使用工况。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车用动力电池的分选系统。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车用动力电池的分选方法。
本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种电动汽车用动力电池的分选系统，包括：动力电池组，所述动力电池组包括多个电芯和多个电芯开关，所述多个电芯开关与所述多个电芯一一对应设置，每个电芯开关用于控制对应设置的电芯接通和移除；下位机，分别与所述多个电芯和所述多个电芯开关相连，用于根据第一检测条件生成所述多个电芯的第一检测数据并将所述第一检测数据上传给上位机，所述下位机还用于根据所述上位机发送的第一控制信号控制所述多个电芯开关的连通和断开；以及上位机，所述上位机用于设定所述第一检测条件，所述上位机还用于根据所述第一检测数据对所述多个电芯进行一致性判断并根据一致性判断结果生成所述第一控制信号。检测检测检测检测
根据本发明实施例的电动汽车用动力电池的分选系统，当下位机接通时，能够一次性实现多只电芯在进行测量，通过上位机设定电芯一致性的判定标准，当实时测量结果超出判定标准时，通过下位机控制将超出标准之外的电芯从电路中移除，从而实现了对动力电池组中多个电芯的分选。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车用动力电池的分选系统，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述多个电芯组成多个电池单元，所述多个电池单元组成所述动力电池组，所述多个电池单元一一对应设置有电池开关，所述多个电池开关均与所述下位机相连，所述上位机还用于通过所述下位机以第二检测条件对多个电池电源进行一致性检测，所述上位机还用于根据一致性检测结果通过所述下位机控制所述多个电池开关的连通和断开。
进一步地，所述上位机还用于通过所述下位机以第三检测条件对不符合一致性电池单元的多个电芯进行一致性检测，所述上位机还用于根据一致性检测结果通过所述下位机控制所述多个电芯开关的连通和断开，其中，所述第三检测条件是根据所述第二检测条件和不符合一致性的电池单元的结构设定的。
进一步地，所述第一检测数据包括所述电芯的电流数据、温度数据和电压数据中的一种或多种。
进一步地，所述电芯开关和所述电池开关均为继电器。
进一步地，在所述下位机和所述动力电池组之间设置有熔断器。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种电动汽车用动力电池的分选方法，包括以下步骤：获取动力电池组中多个电芯的多个第一检测数据，其中，所述多个电芯和所述多个第一检测数据一一对应生成；根据所述多个第一检测数据判断所述多个电芯的一致性；将不具有一致性的电芯从所述动力电池组中移除，其中，每个电芯一一对应设置有电芯开关，所述电芯开关用于控制对应的电芯连通或断开。
根据本发明实施例的电动汽车用动力电池的分选方法，当下位机接通时，能够一次性实现多只电芯在进行测量，通过上位机设定电芯一致性的判定标准，当实时测量结果超出判定标准时，通过下位机控制将超出标准之外的电芯从电路中移除，从而实现了对动力电池组中多个电芯的分选。
另外，根据本发明上述实施例的电动汽车用动力电池的分选方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述多个第一检测数据包括所述多个电芯对应的多个电压值，所述根据所述多个第一检测数据判断所述多个电芯的一致性进一步包括：根据所述多个电芯对应的多个电压值的离散度判断所述多个电芯的一致性。
进一步地，所述多个第一检测数据是通过对所述多个电芯施加相同检测条件生成的。
进一步地，还包括以下步骤：获取所述动力电池组中多个电池单元的多个第二检测数据，其中，所述多个电池单元和所述多个第二检测数据一一对应生成；根据所述多个第二检测数据判断所述多个电池单元的一致性；将不具有一致性的电池单元从所述动力电池组中移除，其中，每个电池单元一一对应设置有电池开关，所述电池开关用于控制对应的电池单元的连通或断开。
进一步地，将不具有一致性的电池单元从所述动力电池组中移除后还包括以下步骤：对不具有一致性的电池单元中的所有电芯进行一致性检测，其中，对所有电芯的一致性检测条件与所述电池单元的一致性检测条件相同；将具有一致性的电芯在所述动力电池组上接通。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种电动汽车，包括上述的电动汽车用动力电池的分选系统。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的电动汽车用动力电池的分选系统的结构示意图；
图2是本发明一个实施例的分选方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车用动力电池的分选系统。
图1是本发明一个实施例的电动汽车用动力电池的分选系统的结构示意图。请参考图1，本发明实施例的电动汽车用动力电池的分选系统包括动力电池组、下位机和上位机。
动力电池组包括多个电芯2和多个电芯开关1，多个电芯开关1与多个电芯2一一对应设置，每个电芯开关1用于控制对应设置的电芯接通和移除。
具体地，多个电芯之间串联、并联或混联。在本发明的一个示例中，多个电芯2之间串联，电芯开关1为继电器，通过继电器控制电芯的接通和移除。
下位机4分别与多个电芯2和多个电芯开关1相连。下位机4用于根据上位机5设定的第一检测条件检测多个电芯2的并生成第一检测数据，下位机4将第一检测数据上传给上位机5。下位机4还用于根据上位机5发送的第一控制信号控制多个电芯开关2的连通和断开。
上位机5，用于设定第一检测条件。上位机5还用于根据下位机4发送的第一检测数据生成第一控制信号。
具体地，将一次分选后的电芯串联成电池组，模拟电动汽车的实际工况进行检测。上位机5设定用于检测一致性的第一检测条件并将第一检测条件发送给下位机4。下位机4接收第一检测条件后根据第一检测条件对动力电池组的多个电芯进行检测生成第一检测数据，然后下位机4将第一检测数据上传给上位机5，由上位机5通过对第一检测数据的离散度与预设标准进行计较来判断电芯2的一致性。上位机5根据一致性检测结果生成相应的第一控制信号。其中，第一控制信号中包括在动力电池组进行检测的所有电芯的接通或断开，即将离散度超过预设标准的电芯从动力电池组中断开，将离散度符合预设标准的电芯在动力电池组中连通。检测本发明能够模拟动力电池在电动汽车中的实际使用情况进行检测，从而最大限度保障了分选后电芯2的一致性。
在本发明的一个实施例中，多个电芯2组成多个电池单元，多个电池单元组成上述动力电池组。多个电池单元一一对应设置有电池开关，多个电池开关均与下位机4相连。上位机5还用于通过下位机4以第二检测条件对多个电池电源进行一致性检测。上位机5还用于根据一致性检测结果通过下位机4控制多个电池开关的连通和断开。
具体地，通过对多个电芯组成的多个电池单元之间的一致性进行检测，并分选符合一致性的电池单元，通过对各个电池单元的第二检测数据的离散性分析电池单元的一致性，如果某个电池单元的离散度超过预设的阈值，则将超过阈值的电池单元从动力电池组中移除。以电池单元为对象能提高动力电池组的分选效率，同时能为接下来的电芯级别的分选做准备。
在本发明的一个实施例中，上位机5还用于通过下位机4以第三检测条件对不符合一致性电池单元的多个电芯进行一致性检测。上位机5还用于根据一致性检测结果通过下位机4控制多个电芯开关的连通和断开。其中，第三检测条件是根据第二检测条件和不符合一致性的电池单元的结构设定的。
在本发明的一个示例中，动力电池组的每个电池单元包括5个串联的电芯。对电池单元的第二检测条件可以是以电压A(A为常熟)伏，温度为B度进行的检测。对不符合一致性的电池单元中每个电芯以第三检测条件分别进行检测。第三检测条件为电压为A/5伏，温度为B度进行检测，这样就能达到第三检测条件与第二检测条件相对应。然后将符合条件的电芯连接至动力电池组中，从而实现了对动力电池组的电池单元和电芯之间的一致性判断。
在本发明的一个实施例中，第一检测数据包括电芯的电流数据、温度数据和电压数据中的一种或多种。第二检测数据包括电池单元的电流数据、温度数据和电压数据中的一种或多种。电压数据通过电压测量线6传输给下位机4，温度数据通过温度测量线7传输给下位机4，电流数据通过电流测量线(图中未示出)传输给下位机4。
在本发明的一个实施例中，下位机4和动力电池组之间设置有熔断器3。当检测电流过大时，熔断器3切断回路。
以下结合附图描述根据本发明实施例的电动汽车用动力电池的分选方法。
图2是本发明一个实施例的电动汽车用动力电池的分选方法的流程图。请参考图2，本发明实施例的电动汽车用动力电池的分选方法包括以下步骤：
S1：获取动力电池组中多个电芯的多个第一检测数据。其中，多个电芯和多个第一检测数据一一对应生成。
具体的，将一次分选后的电芯串联成电池组，模拟电动汽车的实际工况进行检测，通过检测各电芯在检测过程中第一检测数据。
S2：根据多个第一检测数据判断多个电芯的一致性。
在本发明的一个实施例中，根据多个电芯对应的多个电压值的离散度判断多个电芯的一致性。
在本发明的一个实施例中，多个第一检测数据是通过对多个电芯施加相同检测条件生成的，对一致性的检测结果更加准确。
S3：将不具有一致性的电芯从动力电池组中移除。其中，每个电芯一一对应设置有电芯开关，电芯开关用于控制对应的电芯连通或断开。
具体地，通过下位机4控制继电器的吸合和断开，进而控制单个电芯2在电池组中的接通和移除，通过上位机5设定电芯分容参数，显示电芯2检测结果。本发明能够模拟动力电池在电动汽车中的实际使用情况进行检测，从而最大限度保障了分选后电芯的一致性。
在本发明的一个实施例中，发明实施例的电动汽车用动力电池的分选方法还包括：
步骤SA：获取动力电池组中多个电池单元的多个第二检测数据。其中，多个电池单元和多个第二检测数据一一对应生成。
步骤SB：根据多个第二检测数据判断多个电池单元的一致性。
步骤SC：将不具有一致性的电池单元从动力电池组中移除，其中，每个电池单元一一对应设置有电池开关，电芯开关用于控制对应的电池单元的连通或断开。
具体地，通过对多个电芯组成的多个电池单元之间的一致性进行检测，并分选符合一致性的电池单元，通过对各个电池单元的第二检测数据的离散性分析电池单元的一致性，如果某个电池单元的离散度超过预设的阈值，则将超过阈值的电池单元从动力电池组中移除。以电池单元为对象能提高动力电池组的分选效率，同时能为接下来的电芯级别的分选做准备。
在本发明的一个实施例中，在步骤SC后还包括以下步骤：
步骤SD：对不具有一致性的电池单元中的所有电芯进行一致性检测，其中，对所有电芯的一致性检测条件与所述电池单元的一致性检测条件相同。
步骤SE：将具有一致性的电芯在所述动力电池组上接通。
在本发明的一个示例中，动力电池组的每个电池单元包括5个串联的电芯。对电池单元的第二检测条件可以是以电压A(A为常熟)伏，温度为B度进行的检测。对不符合一致性的电池单元中每个电芯以第三检测条件分别进行检测。第三检测条件为电压为A/5伏，温度为B度进行检测，这样就能达到第三检测条件与第二检测条件相对应。然后将符合条件的电芯连接至动力电池组中，从而实现了对动力电池组的电池单元和电芯之间的一致性判断。
本发明的实施还公开了一种电动汽车，包括上述实施例的电动汽车用动力电池的控制系统。
另外，本发明实施例的电动汽车用动力电池的分选系统、分选方法和电动汽车的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。
Claims (11)
1.一种电动汽车用动力电池的分选系统，其特征在于，包括：
动力电池组，所述动力电池组包括多个电芯和多个电芯开关，所述多个电芯开关与所述多个电芯一一对应设置，每个电芯开关用于控制对应设置的电芯接通和移除；
下位机，分别与所述多个电芯和所述多个电芯开关相连，用于根据第一检测条件生成所述多个电芯的第一检测数据检测并将所述第一检测数据上传给上位机，所述下位机还用于根据所述上位机发送的第一控制信号控制所述多个电芯开关的连通和断开；以及
上位机，所述上位机用于设定所述第一检测条件，所述上位机还用于根据所述第一检测数据对所述多个电芯进行一致性判断并根据一致性判断结果生成所述第一控制信号。
2.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池的分选系统，其特征在于，所述多个电芯组成多个电池单元，所述多个电池单元组成所述动力电池组，所述多个电池单元一一对应设置有电池开关，所述多个电池开关均与所述下位机相连，所述上位机还用于通过所述下位机以第二检测条件对多个电池电源进行一致性检测，所述上位机还用于根据一致性检测结果通过所述下位机控制所述多个电池开关的连通和断开。
3.根据权利要求2所述的电动汽车用动力电池的分选系统，其特征在于，所述上位机还用于通过所述下位机以第三检测条件对不符合一致性电池单元的多个电芯进行一致性检测，所述上位机还用于根据一致性检测结果通过所述下位机控制所述多个电芯开关的连通和断开，其中，所述第三检测条件是根据所述第二检测条件和不符合一致性的电池单元的结构设定的。
4.根据权利要求1所述的电动汽车用动力电池的分选系统，其特征在于，所述第一检测数据包括所述电芯的电流数据、温度数据和电压数据中的一种或多种。
5.根据权利要求2或3所述的电动汽车用动力电池的分选系统，其特征在于，所述电芯开关和所述电池开关均为继电器。
6.一种电动汽车用动力电池的分选方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取动力电池组中多个电芯的多个第一检测数据，其中，所述多个电芯和所述多个第一检测数据一一对应生成；
根据所述多个第一检测数据判断所述多个电芯的一致性；
将不具有一致性的电芯从所述动力电池组中移除，其中，每个电芯一一对应设置有电芯开关，所述电芯开关用于控制对应的电芯连通或断开。
7.根据权利要求6所述的电动汽车用动力电池的分选方法，其特征在于，所述多个第一检测数据包括所述多个电芯对应的多个电压值，
所述根据所述多个第一检测数据判断所述多个电芯的一致性进一步包括：
根据所述多个电芯对应的多个电压值的离散度判断所述多个电芯的一致性。
8.根据权利要求6或7所述的电动汽车用动力电池的分选方法，其特征在于，所述多个第一检测数据是通过对所述多个电芯施加相同检测条件生成的。
9.根据权利要求6所述的电动汽车用动力电池的分选方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取所述动力电池组中多个电池单元的多个第二检测数据，其中，所述多个电池单元和所述多个第二检测数据一一对应生成；
根据所述多个第二检测数据判断所述多个电池单元的一致性；
将不具有一致性的电池单元从所述动力电池组中移除，其中，每个电池单元一一对应设置有电池开关，所述电池开关用于控制对应的电池单元的连通或断开。
10.根据权利要求9所述的电动汽车用动力电池的分选方法，其特征在于，将不具有一致性的电池单元从所述动力电池组中移除后还包括以下步骤：
对不具有一致性的电池单元中的所有电芯进行一致性检测，其中，对所有电芯的一致性检测条件与所述电池单元的一致性检测条件相同；
将具有一致性的电芯在所述动力电池组上接通。
11.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-5中任一所述的电动汽车用动力电池的分选系统。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |