CN109742463A - 低温型动力电池管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池管理技术领域，且公开了一种低温型动力电池管理系统，包括由控制模块、采集模块组、评估模块、预测模块、升温模块、降温模块、升温装置与降温装置组成的硬件系统、还包括运行在上述硬件系统上的软件操作系统与应用程序；采集模块组的输出端口与评估模块、预测模块和控制模块的输入端口均连接；控制模块的输入端口与评估模块和预测模块的输出端口均连接；控制模块的输出端口与升温模块和降温模块的输入端口均连接，升温模块的输出端口与升温装置的输入端口连接，降温模块的输出端口与降温装置的输入端口连接。本发明解决了现有的动力电池管理系统，无法实现提高动力电池在低温下工作性能的问题。

Description

低温型动力电池管理系统

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，具体为一种低温型动力电池管理系统。

背景技术

在动力电池模组领域，现占主导地位的是铅酸电池。但由于铅酸电池的使用寿命相对较短、能量密度低、不环保等缺点，正在逐步被具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、环保等优点的锂离子电池模组所取代。行业内已经对锂离子电池模组成为动力电池主流形成共识，未来锂离子动力电池拥有广泛的发展空间。

但是，锂离子电池适宜的工作温度为15至35℃，而电动汽车的实际工作温度为负30至50℃，因此，必须对锂离子电池的工作温度进行有效管理，才能实现锂离子电池在低温下高效率、长寿命运行的目的。

本发明提供一种低温型动力电池管理系统，旨在解决现有的动力电池管理系统，无法实现提高动力电池在低温下工作性能的技术问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种低温型动力电池管理系统，解决了现有的动力电池管理系统，无法实现提高动力电池在低温下工作性能的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

低温型动力电池管理系统，包括由控制模块、采集模块组、评估模块、预测模块、显示模块、升温模块、降温模块、升温装置与降温装置组成的硬件系统、还包括运行在上述硬件系统上的软件操作系统与应用程序；

采集模块组内的温度采集模块的输出端口与评估模块的输入端口、预测模块的输入端口、控制模块的输入端口均呈连接设置；控制模块的输入端口与评估模块的输出端口、预测模块的输出端口均呈连接设置；

控制模块的输出端口一与显示模块的输入端口呈相互连接设置；控制模块的输出端口二与升温模块的输入端口呈相互连接设置，升温模块的输出端口与升温装置的输入端口呈相互连接设置；控制模块的输出端口三与降温模块的输入端口呈相互连接设置，降温模块的输出端口与降温装置的输入端口呈相互连接设置。

优选的，所述采集模块组由相互独立且相互并联连接的温度采集模块A、温度采集模块B、温度采集模块C、温度采集模块D与温度采集模块N组成。

优选的，所述采集模块组内的温度采集模块A的输出端口、温度采集模块B的输出端口、温度采集模块C的输出端口、温度采集模块D的输出端口、温度采集模块N的输出端口依次与控制模块的输入端口一、输入端口二、输入端口三、输入端口四、输入端口N呈相互连接设置。

优选的，所述动力电池管理系统的控制方法包括以下步骤：

S1.采集模块组内的温度采集模块采集锂离子电池组内的单体电池的温度数据，并分别传输至控制模块、评估模块与预测模块；

S2.评估模块接收单体电池的温度数据，并与单体电池的标准温度值进行对比评估后，将评估结果传输至控制模块；

S3.预测模块接收单体电池的温度数据后，根据单体电池的温度数据模型，估算出锂离子电池组的温度场数据；

S4.控制模块接收步骤S1中的温度数据、步骤S2中的评估结果与步骤S3中的温度场数据，结合预先设定的锂离子电池组工作温度范围值，做出执行决定，同时传输至显示模块；

若控制模块做出执行升温决定，则控制模块向升温模块发送升温指令，升温模块接收到升温指令后，向升温装置发送升温命令，升温装置对锂离子电池组作升温处理；

若控制模块做出执行降温决定，则控制模块向降温模块发送降温指令，降温模块接收到降温指令后，向降温装置发送降温命令，降温装置对锂离子电池组作降温处理。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

本发明通过为锂离子电池组内的每一个单体电池独立配置一个温度采集模块，锂离子电池组内的每一个单体电池的温度数据由一个独立的数据采集模块采集，所以每一个单体电池的温度的异常值都会被一个独立负责的数据采集模块监测到，并能够通过控制模块、降温模块、降温装置、升温模块与升温装置组成的温度控制系统进行及时有效地处理，不仅有效地提高了单体电池在高温下的工作性能，而且能够显著地提高单体电池在低温下的工作性能，从而显著地提高锂离子电池组在低温下的工作性能；

这一技术方案取得了显著提高动力电池在低温下的工作性能的技术效果。

附图说明

图1为本发明低温型动力电池管理系统的逻辑框图；

图2为本发明的采集模块组的逻辑框图；

图3为本发明低温型动力电池管理系统的控制方法的逻辑框图。

具体实施方式

低温型动力电池管理系统，参见图1，主要包括由控制模块、采集模块组、评估模块、预测模块、显示模块、升温模块、降温模块、升温装置与降温装置组成的硬件系统、同时还包括运行在上述硬件系统上的软件操作系统与应用程序；

其中，控制模块主要用于存储锂离子电池组的工作温度范围值、接收采集模块组采集的锂离子电池组内的单体电池的温度数据、接收评估模块评估的评估结果、接收预测模块估算的温度场数据、输出对锂离子电池组内各单体电池的执行决定；

如图2所示，采集模块组主要由呈相互独立且相互并联连接设置的温度采集模块A、温度采集模块B、温度采集模块C、温度采集模块D与温度采集模块N组成，采集模块组内的温度采集模块A主要用于实时采集锂离子电池组内的单体电池A的温度数据、温度采集模块B主要用于实时采集锂离子电池组内的单体电池B的温度数据、温度采集模块C主要用于实时采集锂离子电池组内的单体电池C的温度数据、温度采集模块D主要用于实时采集锂离子电池组内的单体电池D的温度数据、温度采集模块N主要用于实时采集锂离子电池组内的单体电池N的温度数据；其中单体电池A、单体电池B、单体电池C、单体电池D与单体电池N串联连接形成锂离子电池组；

采集模块组内的温度采集模块A的输出端口、温度采集模块B的输出端口、温度采集模块C的输出端口、温度采集模块D的输出端口、温度采集模块N的输出端口依次与控制模块的输入端口一、输入端口二、输入端口三、输入端口四、输入端口N呈相互连接设置；

与此同时，采集模块组内的温度采集模块A的输出端口、温度采集模块B的输出端口、温度采集模块C的输出端口、温度采集模块D的输出端口、温度采集模块N的输出端口依次与评估模块的输入端口一、输入端口二、输入端口三、输入端口四、输入端口N呈相互连接设置；且评估模块主要用于接收温度采集模块A、温度采集模块B、温度采集模块C、温度采集模块D、温度采集模块N采集的温度数据，与单体电池的标准温度值进行对比评估，输出评估结果；评估模块的输出端口与控制模块的输入端口N+1呈相互连接设置；

与此同时，采集模块组内的温度采集模块A的输出端口、温度采集模块B的输出端口、温度采集模块C的输出端口、温度采集模块D的输出端口、温度采集模块N的输出端口依次与预测模块的输入端口一、输入端口二、输入端口三、输入端口四、输入端口N呈相互连接设置；且预测模块主要用于接收温度采集模块A、温度采集模块B、温度采集模块C、温度采集模块D、温度采集模块N采集的温度数据，根据单体电池的温度数据模型，估算单体电池A、单体电池B、单体电池C、单体电池D与单体电池N的温度场数据；预测模块的输出端口与控制模块的输入端口N+2呈相互连接设置；

控制模块的输出端口一与显示模块的输入端口呈相互连接设置，且显示模块主要用于接收与显示控制模块传输的执行决定；

控制模块的输出端口二与升温模块的输入端口呈相互连接设置，且升温模块主要用于执行控制模块传输的升温决定、向升温装置发送升温指令；升温模块的输出端口与升温装置的输入端口呈相互连接设置，且升温装置主要用于升高锂离子电池组的工作温度；

控制模块的输出端口三与降温模块的输入端口呈相互连接设置，且降温模块主要用于执行控制模块传输的降温决定、向降温装置发送降温指令；降温模块的输出端口与降温装置的输入端口呈相互连接设置，且降温装置主要用于降低锂离子电池组的工作温度；

如图3所示，上述低温型动力电池管理系统的控制方法包括以下步骤：

S1.采集模块组内的温度采集模块采集锂离子电池组内的单体电池的温度数据，并分别传输至控制模块、评估模块与预测模块

采集模块组内的温度采集模块A实时采集锂离子电池组内的单体电池A的温度数据、温度采集模块B实时采集锂离子电池组内的单体电池B的温度数据、温度采集模块C实时采集锂离子电池组内的单体电池C的温度数据、温度采集模块D实时采集锂离子电池组内的单体电池D的温度数据、温度采集模块N实时采集锂离子电池组内的单体电池N的温度数据；

温度采集模块A、温度采集模块B、温度采集模块C、温度采集模块D与温度采集模块N将各自采集的温度数据分别传输至控制模块、评估模块与预测模块；

S2.评估模块接收单体电池的温度数据，并与单体电池的标准温度值进行对比评估后，将评估结果传输至控制模块

评估模块接收单体电池A的温度数据、单体电池B的温度数据、单体电池C的温度数据、单体电池D的温度数据、单体电池N的温度数据，并将其与单体电池的标准温度值进行对比评估，得出单体电池A、单体电池B、单体电池C、单体电池D、单体电池N的温度评估结果，并将温度评估结果传输至控制模块；

S3.预测模块接收单体电池的温度数据后，根据单体电池的温度数据模型，估算出锂离子电池组的温度场数据

预测模块接收单体电池A的温度数据、单体电池B的温度数据、单体电池C的温度数据、单体电池D的温度数据、单体电池N的温度数据，并将其输入单体电池的温度数据模型，根据单体电池的温度数据模型估算出单体电池A、单体电池B、单体电池C、单体电池D、单体电池N的温度场数据，并传输至控制模块；

S4.控制模块接收步骤S1中的温度数据、步骤S2中的评估结果与步骤S3中的温度场数据，结合预先设定的锂离子电池组工作温度范围值，做出执行决定，同时传输至显示模块

控制模块接收步骤S1中的单体电池A的温度数据、单体电池B的温度数据、单体电池C的温度数据、单体电池D的温度数据、单体电池D的温度数据，接收步骤S2中的单体电池A的温度评估结果、单体电池B的温度评估结果、单体电池C的温度评估结果、单体电池D的温度评估结果、单体电池N的温度评估结果，接收步骤S3中的单体电池A的温度场数据、单体电池B的温度场数据、单体电池C的温度场数据、单体电池D的温度场数据、单体电池N的温度场数据，结合预先设定的锂离子电池组工作温度范围值，做出对锂离子电池组的升温或者降温的执行决定，并将执行决定传输至显示模块，显示模块将执行决定显示在显示屏上；

若控制模块做出执行升温决定，则控制模块向升温模块发送升温指令，升温模块接收到升温指令后，向升温装置发送升温命令，升温装置对锂离子电池组作升温处理；

若控制模块做出执行降温决定，则控制模块向降温模块发送降温指令，降温模块接收到降温指令后，向降温装置发送降温命令，降温装置对锂离子电池组作降温处理。

Claims (4)

1.低温型动力电池管理系统，其特征在于：包括由控制模块、采集模块组、评估模块、预测模块、显示模块、升温模块、降温模块、升温装置与降温装置组成的硬件系统、还包括运行在上述硬件系统上的软件操作系统与应用程序；

采集模块组内的温度采集模块的输出端口与评估模块的输入端口、预测模块的输入端口、控制模块的输入端口均呈连接设置；控制模块的输入端口与评估模块的输出端口、预测模块的输出端口均呈连接设置；

控制模块的输出端口一与显示模块的输入端口呈相互连接设置；控制模块的输出端口二与升温模块的输入端口呈相互连接设置，升温模块的输出端口与升温装置的输入端口呈相互连接设置；控制模块的输出端口三与降温模块的输入端口呈相互连接设置，降温模块的输出端口与降温装置的输入端口呈相互连接设置。

2.根据权利要求1所述的动力电池管理系统，其特征在于：所述采集模块组由相互独立且相互并联连接的温度采集模块A、温度采集模块B、温度采集模块C、温度采集模块D与温度采集模块N组成。

3.根据权利要求2所述的动力电池管理系统，其特征在于：所述采集模块组内的温度采集模块A的输出端口、温度采集模块B的输出端口、温度采集模块C的输出端口、温度采集模块D的输出端口、温度采集模块N的输出端口依次与控制模块的输入端口一、输入端口二、输入端口三、输入端口四、输入端口N呈相互连接设置。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的动力电池管理系统，其特征在于：所述动力电池管理系统的控制方法包括以下步骤：

S1.采集模块组内的温度采集模块采集锂离子电池组内的单体电池的温度数据，并分别传输至控制模块、评估模块与预测模块；

S2.评估模块接收单体电池的温度数据，并与单体电池的标准温度值进行对比评估后，将评估结果传输至控制模块；

S3.预测模块接收单体电池的温度数据后，根据单体电池的温度数据模型，估算出锂离子电池组的温度场数据；

S4.控制模块接收步骤S1中的温度数据、步骤S2中的评估结果与步骤S3中的温度场数据，结合预先设定的锂离子电池组工作温度范围值，做出执行决定，同时传输至显示模块；

若控制模块做出执行升温决定，则控制模块向升温模块发送升温指令，升温模块接收到升温指令后，向升温装置发送升温命令，升温装置对锂离子电池组作升温处理；

若控制模块做出执行降温决定，则控制模块向降温模块发送降温指令，降温模块接收到降温指令后，向降温装置发送降温命令，降温装置对锂离子电池组作降温处理。