CN106602157A - 动力电池修复系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种动力电池修复系统和方法，包括上位机、控制器、和电池修复装置，上位机连接控制器，控制器连接电池修复装置，电池修复装置连接电池包，其中，电池包包括多个单体电池，通过控制器计算电池包的最大压差，比较最大压差和预设阈值之间的大小，从而得出电池包是否需要进行修复，若判断电池包需要进行修复，则发送放电指令控制电池修复装置对电池包中的单体电池进行放电降压，以使修复后的电池包中的单体电池的性能基本达到一致，通过单体电池之间的均衡管理，实现对电池包的修复，不需要对电池包进行拆卸，操作简单，成本低，电池修复效率高。

Description

动力电池修复系统和方法
技术领域
本发明涉及新能源技术领域，特别是涉及一种动力电池修复系统和方法。
背景技术
电池包作为电动汽车的动力源，电池包的性能好坏、相关维护措施是否得当，都将直接影响电池包的使用寿命，甚至造成难以想象的安全事故。因此，需要为电动汽车配置高性能的BMS(电池管理系统)。
传统的电池管理系统主要集中在SOC估算、SOH估算、在线诊断与预警以及过充、过放保护等方面，对单体电池之间的均衡管理则比较欠缺。随着电池充放电次数的增加以及电池的老化，会造成电池包中某些单体电池的过压或欠压，从而影响整个电池包的性能和使用寿命，情况严重会造成电池包报废。
传统的电池修复系统，多以剩余容量(SOC)一致性作为修复条件，各厂家SOC估算水平存在较大的差距，精度不高，其次SOC的估算算法复杂，无疑增加了系统软硬件成本，且通常需要对电池包进行拆卸，将浪费大量人力物力财力，因此，传统的电池修复系统修复效率低。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种修复效率高的动力电池修复系统和方法。
一种动力电池修复系统，包括上位机、控制器、和电池修复装置，所述上位机连接所述控制器，所述控制器连接所述电池修复装置，所述电池修复装置用于连接电池包，其中，所述电池包包括多个单体电池，
所述上位机用于设置所述单体电池的放电截止电压，并将所述放电截止电压发送至所述控制器；
所述控制器用于接收所述放电截止电压进行存储，并根据获取的各单体电池的电压，计算所述电池包的最大压差，当所述电池包的最大压差大于或等于预设阈值时，发送放电指令至所述电池修复装置，当所述电池包的最大压差小于预设阈值时及所述各单体电池放电降压至所述放电截止电压时，发送停止放电指令至所述电池修复装置；
所述电池修复装置用于根据接收的所述放电指令对所述各单体电池放电降压，及根据接收的所述放电停止指令对所述各单体电池停止放电降压操作。
一种动力电池修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
上位机设置单体电池的放电截止电压，并将所述放电截止电压发送至控制器；
电压采集装置实时采集所述各单体电池的电压，并将所述各单体电池的电压发送给所述控制器；
所述控制器接收所述放电截止电压进行存储，并获取所述各单体电池的电压，根据获取的所述各单体电池的电压计算所述电池包的最大压差，当所述电池包的最大压差大于或等于预设阈值时，发送放电指令至所述电池修复装置，当所述电池包的最大压差小于预设阈值时及所述各单体电池放电降压至所述放电截止电压时，发送停止放电指令至所述电池修复装置；
所述电池修复装置接收所述放电指令，并根据所述放电指令对所述各单体电池放电降压，及接收所述放电停止指令，并根据所述放电停止指令对所述各单体电池停止放电降压操作。
上述动力电池修复系统和方法，通过控制器计算电池包的最大压差，比较最大压差和预设阈值之间的大小，从而得出电池包是否需要进行修复，若判断电池包需要进行修复，则发送放电指令控制电池修复装置对电池包中的单体电池进行放电降压，以使修复后的电池包中的单体电池的性能基本达到一致，通过单体电池之间的均衡管理，实现对电池包的修复，不需要对电池包进行拆卸，操作简单，成本低，电池修复效率高。
附图说明
图1为一实施例中动力电池修复系统结构图；
图2为另一实施例中动力电池修复系统结构图；
图3为一实施例中动力电池修复方法流程图。
具体实施方式
在一个实施例中，如图1所示，一种动力电池修复系统，包括上位机、控制器120和电池修复装置130，上位机连接控制器120，控制器120连接电池修复装置130，电池修复装置130用于连接电池包，其中，电池包包括多个单体电池，上位机用于设置单体电池的放电截止电压，并将放电截止电压发送至控制器120，控制器120用于接收放电截止电压进行存储，并根据获取的各单体电池的电压，计算电池包的最大压差，当电池包的最大压差大于或等于预设阈值时，发送放电指令至电池修复装置130，当电池包的最大压差小于预设阈值时及各单体电池放电降压至放电截止电压时，发送停止放电指令至电池修复装置130，电池修复装置130用于根据接收的放电指令对各单体电池放电降压，及根据接收的放电停止指令对各单体电池停止放电降压操作。
具体地，电池包200是电动汽车的动力源，通常一个电池包200都是由很多单体电池进行串联组合封装而成，工艺复杂，在本实施例中，对于电池包200的具体类型没有限定，适用于绝大多数厂商生产的电池包200，且对电池包200中单体电池的数量也没有限制；在对电池包200进行修复前，会根据电池包200的具体类型在上位机110中设置电池包200中单体电池的放电截止电压，通过上位机110设置放电截止电压，使电池包200在放电结束后各单体电池性能基本达到一致，大大增强了本系统的控制高效性和灵活性。另外，电池修复装置130根据接收的放电指令对各单体电池放电降压具体是采用先恒流再恒压的方式放电降压，可以最大限度的降低极化电压的影响。可以理解，放电截止电压是指单体电池在放电时，为保护电池不被过放而损坏，设置了一个放电截止电压，在放电到达这个电压时，则停止放电。放电截止电压会根据不同的电池型号，不同的电池使用情况进行单独设定，提高了便利性。上位机110还包括显示屏，用于显示接收到控制器120发送的各单体电池的电压单体电池的电压、电流、放电时间、以及电池包200的电池修复提示等信息，工作人员可以随时看到单体电池的状态信息，同时也可将接收到的参数信息直接进行存储，提高了便利性。
在一个实施例中，如图2所示，控制器120包括主控制器122和从控装置124，主控制器122连接从控装置124，主控制器122连接上位机，从控装置124连接电池修复装置130，主控制器122用于根据接收的各单体电池的电压，计算电池包的最大压差，当电池包的最大压差大于或等于预设阈值时及各单体电池放电降压至放电截止电压时，发送修复指令至从控装置124，当电池包的最大压差小于预设阈值时，发送停止修复指令至从控装置124，从控装置124用于接收放电截止电压进行存储，采集各单体电池的电压，并将各单体电池的电压发送至主控制器122，用于根据接收的主控制器122发送的修复指令并发送放电指令至电池修复装置130，根据接收的主控制器122发送的停止修复指令并发送停止放电指令至电池修复装置130。
具体地，从控装置124用于实时采集各单体电池的参数，如负载电流和端电压，并将参数实时发送至主控制器122，主控制器122对单体电池端电压进行处理并计算电池包200的电压一致性，若最大压差低于预设阈值，说明各单体电池电压一致性较好，不需要继续进行修复；相反，若最大压差高于或等于预设阈值，主控制器122则发送修复指令至从控装置124，从而控制电池修复装置130对电池包200进行修复，在本实施例中，电池修复装置130在对电池包200进行修复时，先对电池包200中的高压单体电池进行放电降压，有效节约能源。
因为电池包中的电池是串联起来的，同时单体电池是独立的，在对每一单体电池进行控制时，需要进行隔离，隔离包括信号隔离和电源隔离，从控装置124能很好的解决相互之间的隔离问题，使动力电池修复系统更简单。
在一个实施例中，电池修复装置130与从控装置124的数量分别与单体电池对应，从控装置124通过电池修复装置130连接单体电池，电池修复装置130为负载板，从控装置124包括与负载板连接的处理器。
具体地，负载板接收从控装置124的放电指令和停止放电指令对电池包200中的单体电池进行放电降压和停止放电降压操作，完成电池包200的修复工作。处理器用于采集对应的单体电池的电压，并发送至主控制器122，以及接收主控制器122发送的修复指令并发送放电指令至电池修复装置130，接收主控制器122发送的停止修复指令并发送停止放电指令至电池修复装置130。
具体地，负载板与处理器的数量分别与单体电池的数量一致，且一一对应，当电池包200中的单体电池数量增加或减少时，只需要根据情况配置具有相应数量负载板的电池修复装置130和相应数量处理器的从控装置124，极大的扩展了动力电池修复系统的应用范围，使整个电池修复过程更快速、准确，有效提高了整个电池修复的效率。
在一个实施例中，负载板之间串联连接，各负载板与相邻负载板进行通信。
具体地，负载板之间采用串联形式连接，则不需要对每个负载板编地址，第一个负载板地址编号后，负载板间通过串联方式连接，后续负载板的地址即可自动获取，各负载板与相邻负载板进行通信可使从控装置124发送的指令准确到达相应的负载板，且能将相应负载板的情况反馈至从控装置124，提高了便利性。
在一个实施例中，从控装置124还包括至少一个负载显示板，负载显示板连接电池修复装置130。
具体地，负载显示板连接负载板，负载显示板的数量与负载板的数量一致且一一对应，负载显示板滚动显示对应负载板的地址号、实时电流和电压，工作人员可以实时得知负载板的相关信息，提高了便利性。
在一个实施例中，动力电池修复系统还包括电压采集装置，电压采集装置连接控制器120，还用于连接电池包，电压采集装置用于采集各单体电池的电压。
在一个实施例中，动力电池修复系统还包括负载转换板，负载转换板连接电池修复装置130，还用于连接电池包200。
具体地，因各大厂家生产的电池包200类型不同，接线不同，负载转换板可使动力电池修复系统更好的适应各大厂家不同类型的电池包200，方便快速将不同类型的电池包连接到动力电池修复系统，提高动力电池修复系统的适应性。
在一个实施例中，上位机110为电脑、手机或平板电脑。
具体地，上位机110的类型并不唯一，在本实施例中，为电脑、手机或平板电脑等。
在一个较为详细的实施例中，动力电池修复装置130包括上位机110、主控制器122、处理器、负载板、负载显示板和负载转换板，负载转换板连接负载板，还用于连接电池包200，处理器、负载板和负载显示板与电池包200中的单体电池数量一致，且一一对应，第N个处理器分别对第n节单体电池的负载电流和端电压进行采集，并发送至主控制器122，并接收主控制器122发送的修复指令并发送放电指令至第N个负载板，接收主控制器122发送的停止修复指令并发送停止放电指令至第N个负载板，控制第N个负载板放电，第N个负载显示板滚动显示第N个负载板的地址号、电流和电压，主控制器122接收N个处理器发送的对应n节单体电池的电压，发送至上位机，并根据接收的n节单体电池的电压计算电池包200的最大压差，当电池包的最大压差大于或等于预设阈值时及各单体电池放电降压至放电截止电压时，发送修复指令至对应的处理器控制对应的负载板对对应的单体电池进行放电降压，当电池包200的最大压差小于预设阈值时，发送停止修复指令至对应的处理器，控制对应的负载板对对应的单体电池停止放电，使得电池包200的中的所有单体电池的电压基本相等，完成电池修复工作。
上述动力电池修复系统，通过主控制器122计算电池包200的最大压差，比较最大压差和预设阈值之间的大小，从而得出电池包200是否需要进行修复，若判断电池包200需要进行修复，则通过从控装置124控制电池修复装置130对电池包200中的单体电池进行修复，以使修复后的电池包200中的单体电池的性能基本达到一致，通过单体电池之间的均衡管理，实现对电池包200的修复，有效延长电池包200寿命，提高整车性能，不需要对电池包200进行拆卸，操作简单，成本低，且可以适用于绝大多数厂商生产的电池包200，对电池包200单体电池的数量没有限制，只需根据情况配置具有相应数量负载板的电池修复装置130和从控装置124即可实现对电池包200的修复。极大的扩展了动力电池修复系统的应用范围，电池修复效率高。
在一个实施例中，如图3所示，一种动力电池修复方法，包括以下步骤：
步骤S110：上位机设置单体电池的放电截止电压，并将放电截止电压发送至控制器。
步骤S120：电压采集装置实时采集各单体电池的电压，并将各单体电池的电压发送给控制器。
步骤S130：控制器接收放电截止电压进行存储，并获取各单体电池的电压，根据获取的各单体电池的电压计算电池包的最大压差，当电池包的最大压差大于或等于预设阈值时，发送放电指令至电池修复装置，当电池包的最大压差小于预设阈值时及各单体电池放电降压至放电截止电压时，发送停止放电指令至电池修复装置。
具体地，控制器包括主控制器和从控装置，步骤S130包括步骤132和134。
步骤132：主控制器获取各单体电池的电压，并根据获取的各单体电池的电压计算电池包的最大压差，当电池包的最大压差大于或等于预设阈值时，发送修复指令至从控装置，当电池包的最大压差小于预设阈值时及各单体电池放电降压至放电截止电压时，发送停止修复指令至从控装置。
具体地，从控装置包括处理器和负载显示板，主控制器接收处理器发送的各单体电池的电压，将各单体电池的电压发送至上位机，并根据接收的各单体电池的电压计算电池包的最大压差，当电池包的最大压差大于或等于预设阈值时及各单体电池放电降压至放电截止电压时，发送修复指令至对应处理器，当电池包的最大压差小于预设阈值时，发送停止修复指令至对应处理器。
步骤134：从控装置接收放电截止电压进行存储，采集各单体电池的电压，并将各单体电池的电压发送至主控制器；接收主控制器发送的修复指令，根据修复指令并发送放电指令至电池修复装置，接收主控制器发送的停止修复指令，根据停止修复指令并并发送停止放电指令至电池修复装置。
具体地，从控装置包括连接负载板的处理器和负载显示板，处理器采集各单体电池的电压，并将各单体电池的电压发送至主控制器，负载显示板连接负载板，用于显示负载板的地址号、实时电压和实时电流。
具体地，处理器接收主控制器发送的修复指令，并根据接收的修复指令并发送放电指令至对应负载板，接收主控制器发送的停止修复指令，并根据接收的停止修复指令并发送停止放电指令至对应负载板。
步骤S140：电池修复装置接收放电指令，并根据放电指令对各单体电池放电降压，及接收放电停止指令，并根据放电停止指令对各单体电池停止放电降压操作。
具体地，对应负载板接收放电指令，并根据放电指令对对应单体电池放电降压，对应负载板接收停止放电指令，并根据停止放电指令对对应单体电压停止放电降压操作。
在一个实施例中，步骤S140包括：电池修复装置接收放电指令，并根据放电指令控制各单体电池采用先恒流再恒压的方式放电降压。
具体地，对应负载板接收放电指令，并根据放电指令控制对应单体电池采用先恒流再恒压的方式放电降压，最大限度的降低极化电压的影响，提高安全性。
上述动力电池修复方法，通过主控制器计算电池包的最大压差，比较最大压差和预设阈值之间的大小，从而得出电池包是否需要进行修复，若判断电池包需要进行修复，则通过从控装置控制电池修复装置对电池包中的单体电池进行修复，以使修复后的电池包中的单体电池的性能基本达到一致，通过单体电池之间的均衡管理，实现对电池包的修复，不需要对电池包进行拆卸，操作简单，成本低，电池修复效率高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种动力电池修复系统，其特征在于，包括上位机、控制器和电池修复装置，所述上位机连接所述控制器，所述控制器连接所述电池修复装置，所述电池修复装置用于连接电池包，其中，所述电池包包括多个单体电池，
所述上位机用于设置所述单体电池的放电截止电压，并将所述放电截止电压发送至所述控制器；
所述控制器用于接收所述放电截止电压进行存储，并根据获取的各单体电池的电压，计算所述电池包的最大压差，当所述电池包的最大压差大于或等于预设阈值时，发送放电指令至所述电池修复装置，当所述电池包的最大压差小于预设阈值时及所述各单体电池放电降压至所述放电截止电压时，发送停止放电指令至所述电池修复装置；
所述电池修复装置用于根据接收的所述放电指令对所述各单体电池放电降压，及根据接收的所述放电停止指令对所述各单体电池停止放电降压操作。
2.根据权利要求1所述的动力电池修复系统，其特征在于，所述控制器包括主控制器和从控装置，所述主控制器连接所述从控装置，所述主控制器连接所述上位机，所述从控装置连接所述电池修复装置，
所述主控制器用于根据接收的所述各单体电池的电压，计算所述电池包的最大压差，当所述电池包的最大压差大于或等于预设阈值时，发送所述修复指令至所述从控装置，当所述电池包的最大压差小于预设阈值时及所述各单体电池放电降压至所述放电截止电压时，发送所述停止修复指令至所述从控装置；
所述从控装置用于接收所述放电截止电压进行存储，采集各单体电池的电压，并将所述各单体电池的电压发送至所述主控制器；用于根据接收的所述主控制器发送的修复指令并发送所述放电指令至所述电池修复装置，根据接收的所述主控制器发送的停止修复指令并发送所述停止放电指令至所述电池修复装置。
3.根据权利要求2所述的动力电池修复系统，其特征在于，所述电池修复装置与所述从控装置的数量分别与所述单体电池对应，所述从控装置通过所述电池修复装置连接所述单体电池，所述电池修复装置为负载板，所述从控装置包括与所述负载板连接的处理器。
4.根据权利要求3所述的动力电池修复系统，其特征在于，所述负载板之间串联连接，各负载板与相邻负载板进行通信。
5.根据权利要求3所述的动力电池修复系统，其特征在于，所述从控装置还包括至少一个负载显示板，所述负载显示板连接负载板。
6.根据权利要求1所述的动力电池修复系统，其特征在于，还包括电压采集装置，所述电压采集装置连接所述控制器，还用于连接所述电池包，所述电压采集装置用于采集所述各单体电池的电压。
7.根据权利要求1所述的动力电池修复系统，其特征在于，还包括负载转换板，所述负载转换板连接所述电池修复装置，还用于连接所述电池包。
8.根据权利要求1所述的动力电池修复系统，其特征在于，所述上位机为电脑、手机或平板电脑。
9.一种动力电池修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
上位机设置单体电池的放电截止电压，并将所述放电截止电压发送至控制器；
电压采集装置实时采集所述各单体电池的电压，并将所述各单体电池的电压发送给所述控制器；
所述控制器接收所述放电截止电压进行存储，并获取所述各单体电池的电压，根据获取的所述各单体电池的电压计算所述电池包的最大压差，当所述电池包的最大压差大于或等于预设阈值时，发送放电指令至所述电池修复装置，当所述电池包的最大压差小于预设阈值时及所述各单体电池放电降压至所述放电截止电压时，发送停止放电指令至所述电池修复装置；
所述电池修复装置接收所述放电指令，并根据所述放电指令对所述各单体电池放电降压，及接收所述放电停止指令，并根据所述放电停止指令对所述各单体电池停止放电降压操作。
10.根据权利要求9所述的动力电池修复方法，其特征在于，所述电池修复装置接收所述放电指令，并根据所述放电指令控制所述各单体电池放电降压的步骤，包括：
所述电池修复装置接收所述放电指令，并根据所述放电指令控制所述各单体电池采用先恒流再恒压的方式放电降压。
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