CN105470555A - 一种动力电池组结构及其管理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力电池组结构及其管理方法，所述动力电池组结构，其特征在于：包括多个相互串联连接的电池基本单元，每个电池基本单元包括多节相互并联连接的电池，每节电池均连接有电源管理模块，该电源管理模块包含有用于采集电池的电压、电流、温度的信息采集模块、与信息采集模块连接的控制模块及能断开电池与电池基本单元连接的继电器开关，继电器开关与控制模块连接，由控制模块控制继电器开关的开启或关闭，从而使该节电池从电池基本单元中脱离或接入电池基本单元。与现有技术相比，本发明的优点在于：每节电池可以独立使用，不影响其他节电池，从而提高整个动力电池组的可靠性，提高使用效率。

Description

一种动力电池组结构及其管理方法
技术领域
本发明涉及一种动力电池组结构及其管理方法。
背景技术
现有的动力电池组是根据用户电压需求通过对单节电池的串联与并联组合而成,电池组的结构与使用方式简单，而管理方法基本没有。此时如果有一节电池出现问题会导致整串电池组无法使用，这样会造成原本一些仍然可以使用的电池无法使用，不仅浪费资源，还会降低电池组的使用效率。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种每节电池可以单独使用、对其他电池不造成影响的动力电池组结构。
本发明进一步要解决的技术问题是提供一种上述动力电池组结构的管理方法。
本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种动力电池组结构，其特征在于：包括多个相互串联连接的电池基本单元，每个电池基本单元包括多节相互并联连接的电池，每节电池均连接有电源管理模块，该电源管理模块包含有用于采集电池的电压、电流、温度的信息采集模块、与信息采集模块连接的控制模块及能断开电池与电池基本单元连接的继电器开关，继电器开关与控制模块连接，由控制模块控制继电器开关的开启或关闭，从而使该节电池从电池基本单元中脱离或接入电池基本单元。
作为改进，所述电池基本单元还包括电池基本单元控制开关，该电池基本单元控制开关与所有并联连接的电池并联连接，可以将整块电池基本单元从动力电池组中剔除。
再改进，所述电源管理模块还包括能与外网通讯的通讯模块，该通讯模块与管理中心连接。
再改进，与每节电池连接的电源管理模块具有独立的位置编号。
本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：一种具有上述结构的动力电池组的管理方法，其特征在于：所述电源管理模块对动力电池组的管理包含在动力电池组正常使用时对故障电池的排除流程，其方法为：
步骤1、信息采集模块采集电池的电压、电流、温度并传给控制模块；
步骤2、控制模块根据信息采集模块采集的电池电压、电流、温度信号，进入如下判断：如果电池的电压、电流、温度任何一个参数出现异常，均判断该节电池出现故障，并将该故障信息传给管理中心；
步骤3、控制模块根据电池的故障信息控制继电器开关开启从而使节电池从电池基本单元中脱离。
所述电源管理模块对动力电池组的管理还包含在对故障电池的恢复流程，其方法为：
步骤1、根据故障电池的位置编号，找到故障电池；
步骤2、将该故障电池标记为合格电池，并检查该电池的电压、电流和温度参数，如该电池的电压、电流和温度中任意一个参数出现异常，再次标记该电池为故障电池，并返回步骤1重新进入恢复流程，如果执行恢复流程次数大于N、且该电池依然标记为故障电池，则该电池彻底损坏；如该电池的电压、电流和温度这三个参数均正常，延时M秒后，再次检查该电池的电压、电流和温度这三个参数，如果该电池的电压、电流和温度这三个参数依然正常，则标记该电池为合格电池，恢复对该电池的启用，其中N的取值为3～12；M的取值为3～12。
与现有技术相比，本发明的优点在于：电池基本单元中多个相互并联的电池中，只要有一节电池能正常工作，那么整块动力电池组就可以维持正常运转，每节电池可以独立使用，不影响其他节电池，从而提高整个动力电池组的可靠性，提高使用效率；每块电池所配备的电源管理模块，可以使该节电池出现故障时将该节电池从电池基本单元中脱离，不影响整块动力电池组的使用，当损坏电池更换为合格电池后，又可以重新接入电池基本单元。
附图说明
图1为本发明实施例中动力电池组的结构示意图。
图2为本发明实施例中故障电池的排除流程图；
图3为本发明实施例中故障电池的恢复流程。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示的动力电池组结构，其包括多个相互串联连接的电池基本单元1，每个电池基本单元包括多节相互并联连接的电池13，每节电池均连接有电源管理模块11，该电源管理模块包含有用于采集电池的电压、电流、温度的信息采集模块(图中未示出)、与信息采集模块连接的控制模块(图中未示出)及能断开电池与电池基本单元连接的继电器开关14，继电器开关与控制模块连接，由控制模块控制继电器开关的开启或关闭，从而使该节电池从电池基本单元中脱离或接入电池基本单元；所述电池基本单元1还包括电池基本单元控制开关12，该电池基本单元控制开关与所有并联连接的电池并联连接；电源管理模块还包括能与外网通讯的通讯模块，该通讯模块通过总线2与管理中心连接。
另外，与每节电池连接的电源管理模块具有独立的位置编号。
所述电源管理模块对动力电池组的管理包含在动力电池组正常使用时对故障电池的排除流程，其方法为，参见图2所示：
步骤1、信息采集模块采集电池的电压、电流、温度并传给控制模块；
步骤2、控制模块根据信息采集模块采集的电池电压、电流、温度信号，进入如下判断：如果电池的电压、电流、温度任何一个参数出现异常，均判断该节电池出现故障，并将该故障信息传给管理中心，管理中心提示故障电池的位置编号；
步骤3、控制模块根据电池的故障信息控制继电器开关开启从而使该节电池从电池基本单元中脱离。
所述电源管理模块对动力电池组的管理还包含在对故障电池的恢复流程，其方法为，参见图3所示：
步骤1、根据故障电池的位置编号，找到故障电池；
步骤2、将该故障电池标记为合格电池，并检查该电池的电压、电流和温度参数，如该电池的电压、电流和温度中任意一个参数出现异常，再次标记该电池为故障电池，并返回步骤1重新进入恢复流程，如果执行恢复流程次数大于N、且该电池依然标记为故障电池，则该电池彻底损坏；如该电池的电压、电流和温度这三个参数均正常，延时M秒后，再次检查该电池的电压、电流和温度这三个参数，如果该电池的电压、电流和温度这三个参数依然正常，则标记该电池为合格电池，恢复对该电池的启用，其中N的取值为3～12；M的取值为3～12。
这样，电池基本单元中每节电池能够单独使用，不影响其他电池，单节电池损坏后可以脱离系统，不影响整块动力电池组的性能，而且具备提醒功能可以方便维修更换，只需对单节电池处理即可；如果整个电池基本单元中全部电池失效，还可以通过电池基本单元控制开关12将该电池基本单元控制开关12屏蔽出动力电池组，使动力电池组低电压运行，也是可靠性的一种保证。由于控制模块还可以对一些由于电压、电流、温度波动等产生影响的电池，进行故障排除，保证一些被误判的电池可以继续使用。并且每块电池所配备的电源管理模块通过总线与管理中心连接，管理中心可以通过总线可以了解每块电池的使用情况，可以计算电池组的平均电流，电压等相关参数，方便对动力电池组内单节电池状况进行判断，对于损坏的电池也可以进行精准定位方便维修。

Claims (6)

1.一种动力电池组结构，其特征在于：包括多个相互串联连接的电池基本单元，每个电池基本单元包括多节相互并联连接的电池，每节电池均连接有电源管理模块，该电源管理模块包含有用于采集电池的电压、电流、温度的信息采集模块、与信息采集模块连接的控制模块及能断开电池与电池基本单元连接的继电器开关，继电器开关与控制模块连接，由控制模块控制继电器开关的开启或关闭，从而使该节电池从电池基本单元中脱离或接入电池基本单元。
2.根据权利要求1所述的动力电池组结构，其特征在于：所述电池基本单元还包括电池基本单元控制开关，该电池基本单元控制开关与所有并联连接的电池并联连接。
3.根据权利要求1或2所述的动力电池组结构，其特征在于：所述电源管理模块还包括能与外网通讯的通讯模块，该通讯模块与管理中心连接。
4.根据权利要求3所述的动力电池组结构，其特征在于：与每节电池连接的电源管理模块具有独立的位置编号。
5.一种如权利要求1或2或3或4所述动力电池组结构的管理方法，其特征在于：所述电源管理模块对动力电池组的管理包含在动力电池组正常使用时对故障电池的排除流程，其方法为：
步骤1、信息采集模块采集电池的电压、电流、温度并传给控制模块；
步骤2、控制模块根据信息采集模块采集的电池电压、电流、温度信号，进入如下判断：如果电池的电压、电流、温度任何一个参数出现异常，均判断该节电池出现故障，并将该故障信息传给管理中心；
步骤3、控制模块根据电池的故障信息控制继电器开关开启，从而使节电池从电池基本单元中脱离。
6.根据权利要求5所述的管理方法，其特征在于：所述电源管理模块对动力电池组的管理还包含在对故障电池的恢复流程，其方法为：
步骤1、根据故障电池的位置编号，找到故障电池；
步骤2、将该故障电池标记为合格电池，并检查该电池的电压、电流和温度参数，如该电池的电压、电流和温度中任意一个参数出现异常，再次标记该电池为故障电池，并返回步骤1重新进入恢复流程，如果执行恢复流程次数大于N、且该电池依然标记为故障电池，则该电池彻底损坏；如该电池的电压、电流和温度这三个参数均正常，延时M秒后，再次检查该电池的电压、电流和温度这三个参数，如果该电池的电压、电流和温度这三个参数依然正常，则标记该电池为合格电池，恢复对该电池的启用，其中N的取值为3～12；M的取值为3～12。
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