CN105811531A - 新型动力电池健康管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种新型动力电池健康管理系统，包括：动力电池、数据采集模块、数据管理模块、均衡控制模块；其中，所述数据采集模块用于实时采集所述动力电池的当前电参数，并将所述当前电参数发送给所述数据管理模块；所述数据管理模块用于根据所述当前电参数确定指标数据，根据所述指标数据生成指令信号，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块；所述均衡控制模块用于根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制。本发明实施例根据实时采集的当前电参数进行动力电池的均衡控制，避免了因单体电池间的电量不均衡，某些单体电池经常处于过充、过放状态而导致动力电池使用寿命缩短或自燃，延长了电池的使用寿命，提高了动力电池的安全性。

Description

新型动力电池健康管理系统

技术领域

本发明实施例涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种新型动力电池健康管理系统。

背景技术

随着国家对新能源汽车的大力推广，电动汽车以其“零排放”的优点而受到广泛关注，电动汽车的动力电池是否具备安全可靠、经久耐用、经济实惠的特性成为关注热点，健康管理系统作为连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，成为该领域专家研究的热点。

由于生产工业、原辅材料等诸多原因，不同单体电池的一致性存在较大差异，使得动力电池内部部分单体电池经常处于过充过放状态，从而造成动力电池寿命大幅缩减、容易自燃，导致电池寿命短、动力电池的安全性低。

发明内容

本发明实施例提供一种新型动力电池健康管理系统，以延长电池寿命，提高动力电池的安全性。

本发明实施例的一个方面是提供一种新型动力电池健康管理系统，包括：动力电池、数据采集模块、数据管理模块、均衡控制模块；其中，所述数据采集模块用于实时采集所述动力电池的当前电参数，并将所述当前电参数发送给所述数据管理模块；所述数据管理模块用于根据所述当前电参数确定指标数据，根据所述指标数据生成指令信号，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块；所述均衡控制模块用于根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述指标数据至少包括：中值电压，各单体电池的电压差，各单体电池对的电压差，电池载荷状态SOC，电池健康状态SOH，电池功率状态SOP。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，还包括：整车控制器，用于控制所述数据管理模块向所述数据采集模块发送采集指令；所述数据采集模块具体用于根据所述采集指令，采集所述动力电池的当前电参数，所述电参数包括：所述动力电池的总电流、所述动力电池的总电压、所述动力电池外部温度、所述动力电池多个部位的温度和所述动力电池中各单体电池的电压。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述动力电池多个部位的温度包括：所述电池基本模组内正、负极耳温度，所述电池基本模组中心温度，所述电池基本模组环境温度。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述数据管理模块根据所述当前电参数确定指标数据之后，还用于根据所述指标数据生成报警信号，并将所述报警信号发送给所述整车控制器，以使所述整车控制器根据所述报警信号产生报警提示和/或控制所述动力电池停止供电。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述报警信号包括如下至少一种：绝缘故障报警信号，总电压故障报警信号，SOH报警信号，SOP报警信号，温度异常报警信号。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述数据采集模块还用于根据所述动力电池中各单体电池的电压，判断动力电池是否存在电压异常；当所述动力电池存在第一电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第一报警提示；当所述动力电池存在第二电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第二报警提示，并且控制所述动力电池停止供电。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述均衡控制模块包括电流控制单元和/或电量均衡单元；所述指令信号包括电流控制指令和/或电量均衡指令；所述电流控制单元用于根据所述电流控制指令对所述动力电池进行电流控制；所述电量均衡单元用于根据所述电量均衡指令对所述动力电池进行电量均衡控制。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述电量均衡单元具体用于根据所述电量均衡指令对所述动力电池进行静置自然电量均衡控制和/或能量转移均衡控制。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述电流控制单元还用于根据所述电流控制指令向所述整车控制器发送电流控制提示信号，以使所述整车控制器根据所述电流控制提示信号产生第三报警提示并控制所述动力电池停止供电；所述电量均衡单元还用于根据所述电量均衡指令向所述整车控制器发送电量均衡提示信号，以使所述整车控制器根据所述电量均衡提示信号产生第四报警提示并控制所述动力电池停止供电。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，其特征在于，所述动力电池由N个电池基本模组组成，每个电池基本模组由M个基本串联分支组成，每个基本串联分支由n个单体电池串联组成，其中，N、M和n均为正整数。

如上所述的新型动力电池健康管理系统，优选的是，所述数据管理模块与所述数据采集模块，所述数据管理模块与所述均衡模块之间采用内部CAN总线通信进行通信；所述数据管理模块与所述整车控制器，所述均衡模块与所述整车控制器之间采用外部CAN总线进行通信。

本发明实施例提供的新型动力电池健康管理系统，通过数据采集模块实时采集所述动力电池的当前电参数，并将所述当前电参数发送给所述数据管理模块；所述数据管理模块根据所述当前电参数确定指标数据，根据所述指标数据生成指令信号，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块；所述均衡控制模块根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制，实现了动力电池的均衡控制，避免了因单体电池间的电量不均衡，某些单体电池经常处于过充、过放状态而导致动力电池使用寿命缩短或自燃，延长了动力电池的使用寿命，提高了动力电池的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的新型动力电池健康管理系统的结构图；

图2为本发明另一实施例提供的新型动力电池健康管理系统的结构图；

图3为本发明另一实施例提供的动力电池的结构图；

图4为本发明另一实施例提供的数据采集模块的结构图；

图5为本发明另一实施例提供的新型动力电池健康管理系统的结构图；

图6为本发明另一实施例提供的均衡控制模块的结构图；

图7为本发明另一实施例提供的均衡控制模块的结构图；

图8为本发明另一实施例提供的新型动力电池健康管理方法流程图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的新型动力电池健康管理系统的结构图。本发明实施例针对现有的动力电池健康管理系统中不同单体电池的一致性存在较大差异，使得动力电池内部部分单体电池经常处于过充过放状态，从而造成动力电池寿命大幅缩减、容易自燃，导致电池寿命短、动力电池的安全性低，提出了一种新型动力电池健康管理系统，如图1所示，新型动力电池健康管理系统10包括动力电池11、数据采集模块12、数据管理模块13和均衡控制模块14。其中，数据采集模块12用于实时采集所述动力电池的当前电参数，并将所述当前电参数发送给所述数据管理模块13；所述数据管理模块13用于根据所述当前电参数确定指标数据，根据所述指标数据生成指令信号，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块14；所述均衡控制模块用于根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制15。

其中，所述指标数据包括中值电压，各单体电池的电压差，各单体电池对的电压差，电池载荷状态SOC，电池健康状态SOH，电池功率状态SOP。

具体地，中值电压为采集到的同一时刻所有单体电池电压的平均值，电压方差为集到的同一时刻所有单体电池电压的方差；单体电池的电压差为该单体电池电压值与其单体电池数据模型中的电压值的差值；各单体电池对的电压差指组成该单体电池对的两个单体电池电压间的电压差；电池健康状态SOH根据的电压方差的大小确定；电池功率状态SOP为通过安时积分法计算得出动力电池当前的电池载荷状态SOC，再根据动力电池的额定容量和累计电池载荷状态SOC计算得到，另外，电池功率状态计算过程中，可以采用计算SOC1＝(U+Δu)·I·Δt(其中：U为动力电池实时电压值，Δu为动力电池输出电能前和输出电能后的电压差，I为动力电池实时电流值，Δt为运行时间)对所述当前的电池载荷状态SOC进行修正，避免了安时积分法的累计误差，体现动力电池还可以提供电动汽车行驶的公里数。

在本发明实施例中，数据采集模块实时采集到的所述当前电参数至少包括动力电池中所有单体电池的电压，数据管理模块根据所有单体电池的电压，可以确定所述指标数据，根据各单体电池的电压差，当各单体电池间的电压差异较大时，生成均衡控制指令，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块，使得所述均衡控制模块对动力电池中各单体电池进行均衡控制，避免了因单体电池间的电量不均衡，某些单体电池经常处于过充、过放状态而导致动力电池使用寿命缩短或自燃，延长了电池的使用寿命，提高了动力电池的安全性。

本发明实施例提供的新型动力电池健康管理系统，通过数据采集模块实施实时采集所述动力电池的当前电参数，并将所述当前电参数发送给所述数据管理模块；所述数据管理模块根据所述当前电参数确定指标数据，根据所述指标数据生成指令信号，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块；所述均衡控制模块根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制，本发明实施例实现了动力电池的均衡控制，避免了因单体电池间的电量不均衡，某些单体电池经常处于过充、过放状态而导致动力电池使用寿命缩短或自燃，延长了动力电池的使用寿命，提高了动力电池的安全性。

图2为本发明另一实施例提供的新型动力电池健康管理系统的结构图；图3为本发明另一实施例提供的动力电池的结构图；图4为本发明另一实施例提供的数据采集模块的结构图。在上述实施例的基础上，新型动力电池健康管理系统还包括整车控制器15，用于控制所述数据管理模块13向所述数据采集模块12发送采集指令；所述数据采集模块12具体用于根据所述采集指令，采集所述动力电池的当前电参数，所述电参数包括：所述动力电池的总电流、所述动力电池的总电压、所述动力电池外部温度、所述动力电池多个部位的温度和所述动力电池中各单体电池的电压。

在本发明实施例中，以所述新型动力电池健康管理系统用于电动汽车为例进行说明，当电动汽车发动时，所述动力电池开始供电，整车控制器控制所述数据管理模块向所述数据采集模块发送采集指令具体包括：整车控制器向数据管理模块发送启动指令，数据管理模块根据启动指令向数据采集模块发送采集指令；其中，电动汽车发动的方式可以为驾驶员转动钥匙，按发动按钮，或其他方式发动，此处不对电动汽车发动的方式进行限定。

优选地，所述动力电池由N个电池基本模组组成，每个电池基本模组由M个基本串联分支组成，每个基本串联分支由n个单体电池串联组成，其中，N、M和n均为正整数。其中，N，M，n的取值可以根据实际情况进行设定，本发明实施例不对N，M，n的取值做具体限定。所述动力电池输出电能时的结构如图3所示，动力电池10由电池基本模组1，电池基本模组2，…，电池基本模组N组成；电池基本模组1由基本串联分支1，基本串联分支2，…，基本串联分支M组成；基本串联分支1由单体电池1，单体电池2，…，单体电池n串联组成；电池基本模组1中的第一个基本串联分支与电池基本模组2中第一个基本串联分支串联，电池基本模组2中的第一个基本串联分支与电池基本模组3中第一个基本串联分支串联，电池基本模组3中的第一个基本串联分支与电池基本模组4中第一个基本串联分支串联，…，电池基本模组N-1中的第一个基本串联分支与电池基本模组N中第一个基本串联分支串联，组成一个由n×N个单体电池串联的串联电路1，同理可以得到串联电路2，串联电路3，…，串联电路M；串联电路1，串联电路2，…，串联电路M并联构成整个所述动力电池10。

具体地，所述数据采集模块采集所述动力电池的当前电参数中各单体电池的电压的方法均相同，本实施例中仅以采集由4个单体电池串联而成的基本串联分支1中所有单体电池的电压为例进行说明，如图4中所示，采集模块输入端口1与基本串联分支1中4个单体电池的正负引出端一一连接，对基本串联分支1中各单体电池的正极引出端及该回路中第一个单体电池负极的参考地之间采用电阻分压方式进行电压采集，采集得到的电压依次经过第一电阻分压单元分压122，第一模拟多路选通单元123根据选通信号处理，第一模数转换单元124进行模数转换，第一放大处理单元125放大后，经微处理器121的DI端口输入微处理器121，得到基本串联分支1中4个单体电池的当前电压1，微处理器121经将该当前电压1通过内部CAN总线发送给所述数据管理模块13。其中，第一模数转换单元124可以采用16位的A/D采样芯片；对基本串联分支1中各单体电池的正极引出端及该回路中第一个单体电池负极的参考地之间采用电阻分压方式进行电压采集，可采用的分压比为1/2,1/6,1/10,1/16中的一个，或采用其他分压比，本发明实施例对第一模数转换单元及其他部件的选择，以及分压比的取值不做限定；另外，微处理器121输出端口的选通信号是根据微处理器121的DO端口设置，该选通信号达到微秒级别(频率达到30Mhz以上)，在本领域中即可认为采集数据过程为实时采集数据；另外，数据采集模块12包含有多个输入端口，图中仅仅给出了其中的两个输入端口为例进行说明。

所述动力电池多个部位的温度包括：所述电池基本模组内正、负极耳温度，所述电池基本模组中心温度，所述电池基本模组环境温度。如图4中所示，所述数据采集模块对温度的采集是通过在所述动力电池的上述电池基本模组内正、负极耳，电池基本模组中心，和电池基本模组外部等四个部位安装温度传感器126，检测温度传感器126的电阻参数，对所述电阻参数依次经过第二电阻分压单元127分压，第二模拟多路选通单元128根据选通信号处理，第二模数转换单元129进行模数转换，第二放大处理单元130放大后，经微处理器121的DI端口输入微处理器121，得到多个部位的温度参数。

本发明实施例中的数据采集方法，可以使当前电压的采集精度达到误差在10mV内，使当前电流的采集精度达到误差在10mA内，提高了采集电压和电流的精度，从而能够更加准确地评估每个单体电池的健康状态，能够防止单体电池过充或者过放；同时，根据采集到的动力电池外部温度和所述动力电池多个部位的温度，可对动力电源进行温度监控，从而延长了动力电池的使用寿命，提高了动力电池的安全性。

在上述实施例的基础上，所述数据管理模块根据所述当前电参数确定指标数据之后，还用于根据所述指标数据生成报警信号，并将所述报警信号发送给所述整车控制器，以使所述整车控制器根据所述报警信号产生报警提示和/或控制所述动力电池停止供电。

其中，所述报警信号包括如下至少一种：绝缘故障报警信号，总电压故障报警信号，SOH报警信号，SOP报警信号，温度异常报警信号。

具体的，第一，所述数据管理模块根据所述动力电池的总电压和额定电压，当所述动力电池的总电压达到第一临界值时，生成绝缘故障报警信号，将该绝缘故障报警信号发送给所述整车控制器，所述整车控制器根据所述绝缘故障报警信号产生绝缘故障报警提示，以使驾驶员根据该报警提示确定是否停止动力电池供电，其中，第一临界值可以优选为额定电压110％；第二，当所述动力电池的总电压低于第二临界值时，生成总电压故障报警信号，将该总电压故障报警信号发送给所述整车控制器，所述整车控制器根据所述总电压故障报警信号产生总电压故障报警提示，以使驾驶员根据该报警提示确定是否停止动力电池供电，其中，第二临界值优选为额定电压90％；第三，当某一单体电池的电压方差不在第一范围内时，则认为该单体电池电压与该电压方差之间的离散程度较大，说明该单体电池的性能发生衰减，电池健康状态SOH不好，生成SOH报警信号，将该SOH报警信号发送给所述整车控制器，所述整车控制器根据所述SOH报警信号产生SOH报警提示，提醒该单体电池需要更换，以使驾驶员根据该报警提示确定是否停止动力电池供电，其中，第一范围优选为(0.3-0.7)；第四，根据所述电池功率状态SOP，生成SOP报警信号，并将所述SOP报警信号发送给所述整车控制器，所述整车控制器根据所述SOP报警信号产生SOP报警提示，以提醒驾驶员动力电池还可以提供电动汽车行驶的公里数；第五，根据所述动力电池外部温度和所述动力电池多个部位的温度根据所述外部环境温度，当正、负极耳温度均低于第一临界温度，正极耳或负极耳温度达到第二临界温度时，数据管理模块生成第一温度异常报警信号，并将所述第一温度异常报警信号发送给所述整车控制器，所述整车控制器根据所述第一温度异常报警信号产生第一温度异常报警提示，其中，第一临界温度可以优选为90℃，第二临界温度可以优选为70℃；第六，根据所述动力电池外部温度和所述动力电池多个部位的温度根据所述外部环境温度，当满足以下三个条件中任一条件时，数据管理模块生成第二温度异常报警信号，并将所述第二温度异常报警信号发送给所述整车控制器，所述整车控制器根据所述第二温度异常报警信号产生第二温度异常报警提示，并控制所述动力电池停止供电：(1)当外部环境T1温度大于第三临界温度时，电池基本模组内环境温度T2大于等于第四临界温度；(2)当外部环境温度T1小于第三临界温度时，电池基本模组内温度T2与外部环境温度T1的差值T2-T1大于第五临界温度；(3)正极耳或负极耳温度达到第六临界温度，其中，第三临界温度可以优选为40℃，第四临界温度可以优选为65℃，第五临界温度可以优选为25℃，第六临界温度可以优选为90℃。

其中，整车控制器产生报警提示的方式可以为提示灯、语音提示、显示屏显示等，且上述任意两方面中整车控制器产生报警提示的方式可以相同也可以不同，本发明实施例对此不做限定。

本发明实施例通过根据不同的指标数据，实时监控动力电池的电压、电流、温度，并且在发现指标数据异常时，产生相应的报警提示，从而能够及时发现动力电池的绝缘故障和总电压故障，避免绝缘故障和对地短路的总电压故障导致人员过电，防止动力电源温度过高发送自燃。

在上述实施例的基础上，所述数据采集模块还用于根据所述动力电池中各单体电池的电压，判断动力电池是否存在电压异常；当所述动力电池存在第一电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第一报警提示；当所述动力电池存在第二电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第二报警提示，并且控制所述动力电池停止供电。

具体地，所述数据采集模块计算每一个单体电池的电压差，当电压差超过200mV的单体电池数量达到单体电池总数的90％，并且不存在任一单体电池的电压差超过500mV时，确定所述动力电池存在第一电压异常；当任一单体电池电压差超过500mV时，确定所述动力电池存在第二电压异常。

进一步的，当所述动力电池存在第一电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第一报警提示，具体包括：当所述动力电池存在第一电压异常时，所述数据采集模块向所述数据管理模块发送第一电压异常报警信号，使得所述数据管理模块将所述第一电压异常报警信号发送给所述整车控制器，由所述整车控制器产生第一报警提示；当所述动力电池存在第二电压异常时，所述数据采集模块向所述数据管理模块发送第二电压异常报警信号，使得所述数据管理模块将所述第二电压异常报警信号发送给所述整车控制器，由所述整车控制器产生第二报警提示，并且控制所述动力电池停止供电。

需要说明的是，在本发明实施例中，其所述整车控制器产生报警提示的方式可以为提示灯、语音提示、显示屏显示等，所述第一报警提示和第二报警提示的产生方式可以相同也可以不同，本发明实施例对产生报警提示的方式不做限定。

本发明实施例通过实时检测各单体电池的电压差，并能够定位到具体发生故障的单体电池，具有发现故障优先报警的功能，使得该单体电池及时被发现，能够预防单体电池过充、过放，从而可以延长动力电池的使用寿命。

图5为本发明另一实施例提供的新型动力电池健康管理系统的结构图；图6为本发明另一实施例提供的均衡控制模块的结构图；图7为本发明另一实施例提供的均衡控制模块的结构图。在上述实施例的基础上，所述均衡控制模块14包括电流控制单元141和/或电量均衡单元142；所述指令信号包括电流控制指令和/或电量均衡指令；所述电流控制单元141用于根据所述电流控制指令对所述动力电池进行电流控制；所述电量均衡单元142用于根据所述电量均衡指令对所述动力电池进行电量均衡控制。

其中，所述数据管理模块根据各单体电池对的电压差，当电压差超过中值电压的单体电池对的数量达到单体电池对总数的20％时，生成电量均衡指令；当动力电池总电流大于其额定电流的2倍时，生成电流控制指令。

在对所述动力电池进行电流均衡控制或电量均衡控制之前，先停止动力电池供电，对动力电池进行的电流均衡控制或电量均衡控制是在动力电池不输出电能时进行。

优选地，所述电量均衡单元具体用于根据所述电量均衡指令对所述动力电池进行静置自然电量均衡控制和/或能量转移均衡控制。

所述均衡控制模块由继电器组成的阵列和DC-DC转换器组成。

静置自然电量均衡控制是实现同一电池基本模组内不同基本串联分支相同位置的单体电池之间的电量均衡和不同电池基本模组内相同位置的单体电池之间的电量均衡。另外，进行静置自然电量均衡控制时无需用到DC-DC转换器。如图6所示，以两个电池基本模组间的静置自然电量均衡控制为例进行说明，其中，电池基本模组由基本串联分支A和基本串联分支B组成，每个基本串联分支内有4个单体电池串联组成。当电池处于静置自然电量均衡控制时，接触器K1和K2禁止闭合，动力电池不输出电能，电池基本模组1中数据采集模块输入端口1与基本串联分支A对应的各单体电池的引出电极连接、输入端口2与基本串联分支B对应的各单体电池的引出电极连接，电池基本模组2内基本串联分支A的各单体电池的引出电极连接到输入端口4，电池基本模组2中基本串联分支同样方式连接到其他输入端口。通过微处理器DO输出控制所述均衡控制模块中各继电器的开通和关断，实现电池的静置自然电量均衡。

当所述动力电池长期放置不用、或静置自然电量均衡结束后、或其他情况导致各单体电池间电量差异较大时，所述动力电池需要进行能量转移均衡。能量转移均衡是实现同一电池基本模组内，同一基本串联分支内不同位置的单体电池之间的电量均衡。如图7所示，以对基本串联分支A中的单体电池进行电量均衡为例进行说明，假设基本串联分支A中电池4和电池3电量未充满，电池基本模组的电压接入DC-DC转换器输入端，双通道继电器K1与DC-DC转换器输出端口连接，继电器K1线圈得电导通后，通过DC-DC转换器为单体电池4充电，单体电池4充满后，继电器K1断开，继电器2导通，通过DC-DC转换器为单体电池3充电，依次循环后，直至所有单体电池容量达到一致。

优选地，所述电流控制单元还用于根据所述电流控制指令向所述整车控制器发送电流控制提示信号，以使所述整车控制器根据所述电流控制提示信号产生第三报警提示并控制所述动力电池停止供电。所述电量均衡单元还用于根据所述电量均衡指令向所述整车控制器发送电量均衡提示信号，以使所述整车控制器根据所述电量均衡提示信号产生第四报警提示并控制所述动力电池停止供电。

需要说明的是，在本发明实施例中，其所述整车控制器产生报警提示的方式可以为提示灯、语音提示、显示屏显示等，第三报警提示与第四报警提示的产生方式可以相同也可以不同，本发明实施例对产生报警提示的方式不做限定。

本发明实施例中的均衡控制模块的方法通过对动力电池的电流控制防止动力电池过流，通过对动力电池的中各单体电池间的静置自然电量均衡控制和能量转移均衡控制，实现各单体电池的电量均衡，从而延长了动力电池的使用寿命。

图8为本发明另一实施例提供的新型动力电池健康管理方法流程图。在上述实施例的基础上，新型动力电池健康管理方法流程具体如下：

步骤S801、整车控制器向所述数据管理模块发送启动指令；

步骤S802、数据管理模块根据所述启动指令向数据采集模块发送采集指令；

步骤S803、数据采集模块实时采集当前电参数，所述当前电参数包括：动力电池的总电流、所述动力电池的总电压、所述动力电池外部温度、所述动力电池多个部位的温度和所述动力电池中各单体电池的电压；

步骤S804、数据采集模块根据所述动力电池中各单体电池的电压，判断动力电池是否存在电压异常；当存在第一电压异常时，执行步骤S808；当存在第二电压异常时，执行步骤S809；

步骤S805、数据管理模块根据所述当前电参数确定指标数据，判断是否需要报警；如需要报警，执行步骤S810；

步骤S806、数据管理模块根据所述指标数据，判断是否需要均衡控制；如果不需要，结束本轮管理方法流程，可以开始下一轮管理方法流程；

步骤S807、均衡控制模块根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制；结束本轮管理方法流程，可以开始下一轮管理方法流程；

步骤S808、当所述动力电池存在第一电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第一报警提示；执行步骤S805；

步骤S809、当所述动力电池存在第二电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第二报警提示，并且控制所述动力电池停止供电；结束本轮管理方法流程；

步骤S810、根据所述指标数据生成报警信号，并将所述报警信号发送给所述整车控制器；

步骤S811、整车控制器根据所述报警信号产生报警提示和/或控制所述动力电池停止供电，结束本轮管理方法流程。

优选地，所述数据管理模块与所述数据采集模块，所述数据管理模块与所述均衡模块之间采用内部CAN总线通信进行通信；所述数据管理模块与所述整车控制器，所述均衡模块与所述整车控制器之间采用外部CAN总线进行通信。

优选地，所述数据管理模块由车载电源供电，所述数据采集模块由所述动力电源供电。当动力电池处于充电状态时，新型动力电池健康管理系统为动力电池提供充电反馈，实时监控电池基本模组和各单体电池的电压变化，并提供相关的控制指令和报警信号，以防止动力电池过充；当动力电池处于放电状态时，新型动力电池健康管理系统实时监控动力电池、各单体电池电压变化，避免动力电池过放，过流、过温。

优选地，本发明实施例中各个模块对应的物理部件间的连接方式可以根据用户的需要进行配置，各个模块对应的物理部件可以采用螺杆和螺母进行整体固定。

本发明实施例中的各个步骤在上述的实施例中均有详细描述，本发明实施例不在赘述。

本发明实施例提供的新型动力电池健康管理系统，通过数据采集模块实施实时采集所述动力电池的当前电参数，并将所述当前电参数发送给所述数据管理模块；所述数据管理模块根据所述当前电参数确定指标数据，根据所述指标数据生成指令信号，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块；所述均衡控制模块根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制，实现了动力电池的均衡控制，避免了因单体电池间的电量不均衡，某些单体电池经常处于过充、过放状态而导致动力电池使用寿命缩短或自燃，延长了动力电池的使用寿命，提高了动力电池的安全性。

综上所述，本发明实施例提供的新型动力电池健康管理系统，通过数据采集模块实施实时采集所述动力电池的当前电参数，并将所述当前电参数发送给所述数据管理模块；所述数据管理模块根据所述当前电参数确定指标数据，根据所述指标数据生成指令信号，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块；所述均衡控制模块根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制，实现了动力电池的均衡控制，避免了因单体电池间的电量不均衡，某些单体电池经常处于过充、过放状态而导致动力电池使用寿命缩短或自燃，延长了动力电池的使用寿命，提高了动力电池的安全性。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种新型动力电池健康管理系统，其特征在于，包括：动力电池、数据采集模块、数据管理模块、均衡控制模块；其中，

所述数据采集模块用于实时采集所述动力电池的当前电参数，并将所述当前电参数发送给所述数据管理模块；

所述数据管理模块用于根据所述当前电参数确定指标数据，根据所述指标数据生成指令信号，并将所述指令信号发送给所述均衡控制模块；

所述均衡控制模块用于根据所述指令信号对所述动力电池进行均衡控制。

2.根据权利要求1所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述指标数据至少包括：中值电压，各单体电池的电压差，各单体电池对的电压差，电池载荷状态SOC，电池健康状态SOH，电池功率状态SOP。

3.根据权利要求2所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，还包括：

整车控制器，用于控制所述数据管理模块向所述数据采集模块发送采集指令；

所述数据采集模块具体用于根据所述采集指令，采集所述动力电池的当前电参数，所述电参数包括：所述动力电池的总电流、所述动力电池的总电压、所述动力电池外部温度、所述动力电池多个部位的温度和所述动力电池中各单体电池的电压。

4.根据权利要求3所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述动力电池多个部位的温度包括：所述电池基本模组内正、负极耳温度，所述电池基本模组中心温度，所述电池基本模组环境温度。

5.根据权利要求4所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述数据管理模块根据所述当前电参数确定指标数据之后，还用于根据所述指标数据生成报警信号，并将所述报警信号发送给所述整车控制器，以使所述整车控制器根据所述报警信号产生报警提示和/或控制所述动力电池停止供电。

6.根据权利要求5所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述报警信号包括如下至少一种：绝缘故障报警信号，总电压故障报警信号，SOH报警信号，SOP报警信号，温度异常报警信号。

7.根据权利要求6所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述数据采集模块还用于根据所述动力电池中各单体电池的电压，判断动力电池是否存在电压异常；

当所述动力电池存在第一电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第一报警提示；

当所述动力电池存在第二电压异常时，所述数据采集模块控制所述整车控制器产生第二报警提示，并且控制所述动力电池停止供电。

8.根据权利要求7所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述均衡控制模块包括电流控制单元和/或电量均衡单元；

所述指令信号包括电流控制指令和/或电量均衡指令；

所述电流控制单元用于根据所述电流控制指令对所述动力电池进行电流控制；

所述电量均衡单元用于根据所述电量均衡指令对所述动力电池进行电量均衡控制。

9.根据权利要求8所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述电量均衡单元具体用于根据所述电量均衡指令对所述动力电池进行静置自然电量均衡控制和/或能量转移均衡控制。

10.根据权利要求9所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述电流控制单元还用于根据所述电流控制指令向所述整车控制器发送电流控制提示信号，以使所述整车控制器根据所述电流控制提示信号产生第三报警提示并控制所述动力电池停止供电；

所述电量均衡单元还用于根据所述电量均衡指令向所述整车控制器发送电量均衡提示信号，以使所述整车控制器根据所述电量均衡提示信号产生第四报警提示并控制所述动力电池停止供电。

11.根据权利要求1-10任一项所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述动力电池由N个电池基本模组组成，每个电池基本模组由M个基本串联分支组成，每个基本串联分支由n个单体电池串联组成，其中，N、M和n均为正整数。

12.根据权利要求11所述的新型动力电池健康管理系统，其特征在于，所述数据管理模块与所述数据采集模块，所述数据管理模块与所述均衡模块之间采用内部CAN总线通信进行通信；所述数据管理模块与所述整车控制器，所述均衡模块与所述整车控制器之间采用外部CAN总线进行通信。