CN110350621A - 电池模组重组方法及所获得的梯次利用电池模组 - Google Patents
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Classifications
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Abstract
本发明提供了一种电池模组重组方法及所获得的梯次利用电池模组,该方法包括以下步骤:将BMS模块分别与退役电池模组以及无线通信模块相连接;所述退役电池模组设置有充电口和放电口;获取所述退役电池模组的性能信息;根据所述性能信息和所需的梯次利用电池模组的第一输出电压,获得所需连接的降压模块或升压模块;将所述退役电池模组的放电口与所述降压模块或升压模块相连接。本发明描述的梯次利用电池模组重组方法解决了梯次利用电池模组电压等级与所需电池领域的电压等级不一致导致的难题,同时,获得的梯次利用电池模组通过设置有BMS模块提高电池模组的利用率,防止电池过充或过放等,极大的提高了梯次电池模组的应用领域。
Description
技术领域
本发明涉及车辆电池领域,具体地说,涉及一种电池模组重组方法及所获得的梯次利用电池模组。
背景技术
车用动力电池回收利用包括梯次利用和再生利用。梯次利用指动力蓄电池从电动车上退役后,再次应用到其他目标领域,其功能全部或者部分继续使用的过程。梯次利用主要有三种利用方式,整包利用、模组利用和单体利用。整包利用不需要拆解和重组,只需要对接口、通讯协议及控制策略进行修改即可再次应用到其他领域。模组利用需要将动力蓄电池包拆解至以模组为最小单元,并且需要重组,增加电池管理系统(BATTERY MANAGEMENTSYSTEM,BMS)、线束、外壳等才能再次应用到其他领域。单体利用需要将动力蓄电池包拆解至以单体电池为最小单元,之后直接利用,或者重组为模组利用,或者重组为电池包利用。
整包利用由于整车厂较难开放通讯协议导致利用存在困难;单体利用由于越来越多的单体电池采用焊接的方式连接导致拆解困难,并且拆解过程可能会损坏电池。模组利用是比较可行的方式,但是由于模组内单体电池的串数不统一,例如有3串、4串、5串、6串、8串、12串、13串等多种规格,造成模组的输出电压不统一,限制了模组利用的领域。
梯次利用锂电池可利用的领域主要为原铅酸电池利用的领域,铅酸电池的电压等级包括12V、24V、36V、48V、60V、72V、84V、96V等,目前还没有方法可以使不同串数的退役电池模组的输出电压等级与上述铅酸电池电压一致。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明的目的在于提供了电池模组重组方法及所获得的梯次利用电池模组,该方法克服不同串数的退役电池模组的输出电压与所需电池领域的电压等级不一致的难题。
本发明的实施例提供了一种电池模组重组方法,用于获得梯次利用电池模组,包括以下步骤:
S100:将BMS模块分别与退役电池模组以及无线通信模块相连接;所述退役电池模组设置有充电口和放电口;
S200:获取所述退役电池模组的性能信息;根据所述性能信息和所需的梯次利用电池模组的第一输出电压,获得所需连接的降压模块或升压模块;
S300:将所述退役电池模组的放电口与所述降压模块或所述升压模块相连接。
根据本发明的一示例,所述性能信息包括所述退役电池模组的第二输出电压。
根据本发明的一示例,所述S200步骤包括:
服务端通过所述无线通信模块获取所述BMS模块检测到的退役电池模组的第二输出电压;
服务端获取所需的梯次利用电池模组的第一输出电压;
服务端根据所述第一输出电压和所述第二输出电压,选择所需连接的降压模块或升压模块。
本发明的实施例还提供了一种梯次利用电池模组,通过上述的方法获得,包括:BMS模块、无线通信模块、退役电池模组、设置于所述退役电池模组的充电口和放电口以及设置于所述放电口的升压模块或降压模块;其中:
所述BMS模块分别与所述退役电池模组以及所述无线通信模块相连接,所述BMS模块用于获取所述退役电池模组的性能信息。
根据本发明的一示例,所述充电口和所述放电口为异口设置。
根据本发明的一示例,所述充电口还包括用于与电池充电器连接的第一保险丝和第一防反二极管。
根据本发明的一示例,所述放电口还包括用于与负载连接的第二保险丝和第二防反二极管。
根据本发明的一示例,所述无线通信模块还具有定位功能。
根据本发明的一示例,所述无线通信模块与服务端无线网络连接,所述无线通信模块将所述BMS模块检测到的退役电池模组的性能信息发送给所述服务端。
根据本发明的一示例,所述梯次利用电池模组还包括与服务端无线连接的人机交互界面模块。
根据本发明的一示例,所述性能信息包括退役电池模组的第二输出电压,以及
工作电流、工作温度、SOC值、SOH值、退役电池模组中的单体电池的电压以及报警信号中的至少一种。
本发明的提供一种退役电池模组组重组方法,退役电池模组主要为车用动力电池退役后的动力蓄电池包拆解至以模组为最小单元得到的部件,通过本发明的方法可获得与所需电池领域的电压等级一致的梯次利用锂电池模组;同时,获得的梯次利用电池模组设置有BMS模块,从而提高梯次利用电池模组的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,可用于电动汽车,电瓶车,机器人,无人机等。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理,通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的电池模组重组方法的流程图;
图2为本发明一实施例的梯次利用电池模组的结构示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。
此外,附图仅为本公开的示意性图解,并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分,因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体,不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
图1为本发明一实施例的电池模组重组方法的流程图,该方法用于获得梯次利用电池模组,包括以下步骤:
S100:将BMS模块分别与退役电池模组以及无线通信模块相连接;所述退役电池模组设置有充电口和放电口;此处的退役电池模组可以为车用动力电池退役后,将动力蓄电池包拆解至以模组为最小单元得到的部件。电池体系可以是磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池、三元材料电池、聚合物锂离子电池、钛酸锂电池。电池串数可以是3串、4串、5串、6串、8串、12串、13串等多种规格,电池容量不受限制。
S200:获取所述退役电池模组的性能信息;根据所述性能信息和所需的梯次利用电池模组的第一输出电压,获得所需连接的降压模块或升压模块;本发明的一实施例中,所述性能信息包括所述退役电池模组的第二输出电压。
在上述S200步骤中,具体地,可以包括服务端通过所述无线通信模块获取所述BMS模块检测到的退役电池模组的第二输出电压;
服务端获取所需的梯次利用电池模组的第一输出电压;
服务端根据所述第一输出电压和所述第二输出电压,选择所需连接的降压模块或升压模块。举例来说,退役电池模组为1并12串37Ah三元材料电池模组,其第二输出电压为44.4V,如果电动自行车所需的电压为60V,则退役电池模组需要升压模块;如果退役电池模组为1并15串时,其第二输出电压为55.5V,如果电动自行车所需的电压为48V,则退役电池模组需要降压模块。升压模块可以采用如包括boost升压电路的电源模块,降压模块可以采用如包括buck降压电路的电源模块,但本发明不限于此。
S300:将所述退役电池模组的放电口与所述降压模块或升压模块相连接。
本发明的实施例还提供了一种梯次利用电池模组,通过上述的方法获得,图2为本发明一实施例的梯次利用电池模组的结构示意图。
具体地,梯次利用电池模组包括BMS模块M100、无线通信模块M200、退役电池模组M300、设置于所述退役电池模组M300的充电口M310和放电口M320以及设置于所述放电口M320的升压模块或降压模块M321。其中:所述BMS模块M100分别与所述退役电池模组M300以及所述无线通信模块M200相连接。无线通信模块M200与BMS模块M100可以通过但不限于CAN接口相连接。实际的使用中,BMS模块M100和无线通信模块M200可以如上所述是分立的,也可以是一个整体,即BMS模块内集成有无线通信模块,在此不再赘述。
在一实施例中,充电口M310还设置有防反接保护电路,防反接保护电路包括用于与电池充电器连接的第一保险丝和第一防反二极管;同样地,在实施例中,放电口M320还包括用于与负载连接的第二保险丝和第二防反二极管,用于防止梯次利用电池模组正负极接反损坏负载。优选地,第一保险丝和第二保险丝为自恢复的保险丝。
充电口和放电口可以用一个接口,即同口设置,同口设置的缺点是要求保护电路充电控制和放电控制的MOS管相同,放电时电流会经过充电控制MOS管,这样就增加了成本、内阻和热量。在本发明的实施例中,充电口M310和放电口M320采用异口设置,由于一般情况下电池放电电流要比充电电流大很多,分口的充电控制二极管就可以选用较小电流的二极管,本发明的梯次利用电池模组的放电充电是互不影响的。
本发明的一实施例中,无线通信模块M200可以与服务端无线网络连接,所述无线通信模块M200将所述BMS模块M100检测到的退役电池模组M300的性能信息发送给所述服务端。所述性能信息可以包括退役电池模组的第二输出电压,还包括工作电流、工作温度、SOC值、SOH值、退役电池模组中的单体电池的电压以及报警信号的至少一种。但BMS模块M100检测的信息不限于上述列举的,例如还包括检测到退役电池模组是否发送严重报警等。无线通信模块M200还可以具有定位功能,也可将梯次利用电池模组的位置信息通过网络上传至服务端。
无线通讯模块M200与服务端之间通过无线网络相连采用的网络协议包括但不限于如下协议中的至少一种:
基于Zigbee(Zigzag Flying of Bees,紫蜂)协议的网络协议;
基于无线组网规格Z-Wave的网络协议;
基于Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线保真)协议的网络协议;
基于BLE(Bluetooth Low Energy,蓝牙低功耗)协议的网络协议;
基于RF(Radio Frequency,射频)433协议的网络协议,该网络协议使用433Mhz频段;
基于RF2.4G协议的网络协议,该网络协议使用2.4Ghz频段;
基于射频RF5G协议的网络协议,该网络协议使用5Ghz频段。
此处服务端可以是云平台,也可以直接是自带蓝牙或wifi等无线收发功能的移动用户终端,即可以是手机、笔记本电脑、平板电脑等,但不以此为限。云平台或移动用户终端通过无线网络进行信号接收与发送,以此与无线通信模块M200进行无线通信。
实际的使用中无线通信模块M200除了发送的功能外,同样具有接收的功能。梯次利用电池模组还可以包括与所述服务端无线连接的人机交互界面模块。云平台或移动用户终端通过安装的人机交互界面模块,可以获得BMS模块M100检测到的退役电池模组M300的性能信息,同时,实现对梯次利用电池模组的BMS模块的一定程度的控制。以云平台为例,如云平台检测到无线通信模块M200发送的报警信号,则会下发切断BMS模块中控制充电和/或放电的MOS管,实现禁止退役电池模组M300充电或放电的功能。本发明的梯次利用电池模组利用云平台或移动用户终端实现了对退役电池模组的无线实时诊断和控制。
综上所述,本发明提供了一种电池模组重组方法及所获得的梯次利用电池模组,该方法包括以下步骤:将BMS模块分别与退役电池模组以及无线通信模块相连接;所述退役电池模组设置有充电口和放电口;获取所述退役电池模组的性能信息;根据所述性能信息和所需的梯次利用电池模组的第一输出电压,获得所需连接的降压模块或升压模块;将所述退役电池模组的放电口与所述降压模块或所述升压模块相连接。本发明描述的梯次利用电池模组重组方法解决了梯次利用电池模组电压等级与所需电池领域的电压等级不一致导致的难题,退役电池模组主要为车用动力电池退役后的动力蓄电池包拆解至以模组为最小单元得到的部件,通过本发明的方法获得与所需电池领域的电压等级一致的梯次利用锂电池模组;同时,获得的梯次利用电池模组设置有BMS模块,从而提高梯次利用电池模组的利用率,防止电池出现过度充电和过度放电,可用于电动汽车,电瓶车,机器人,无人机等。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他单元或步骤,单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称,而并不表示任何特定的顺序。
Claims (11)
1.一种电池模组重组方法,用于获得梯次利用电池模组,其特征在于,包括以下步骤:
S100:将BMS模块分别与退役电池模组以及无线通信模块相连接;所述退役电池模组设置有充电口和放电口;
S200:获取所述退役电池模组的性能信息;根据所述性能信息和所需的梯次利用电池模组的第一输出电压,获得所需连接的降压模块或升压模块;
S300:将所述退役电池模组的放电口与所述降压模块或所述升压模块相连接。
2.根据权利要求1所述的电池模组重组方法,其特征在于,所述性能信息包括所述退役电池模组的第二输出电压。
3.根据权利要求2所述的电池模组重组方法,其特征在于,所述S200步骤包括:
服务端通过所述无线通信模块获取所述BMS模块检测到的退役电池模组的第二输出电压;
服务端获取所需的梯次利用电池模组的第一输出电压;
服务端根据所述第一输出电压和所述第二输出电压,选择所需连接的降压模块或升压模块。
4.一种梯次利用电池模组,其特征在于,通过权利要求1所述的方法获得,包括:BMS模块、无线通信模块、退役电池模组、设置于所述退役电池模组的充电口和放电口以及设置于所述放电口的升压模块或降压模块;其中:
所述BMS模块分别与所述退役电池模组以及所述无线通信模块相连接,所述BMS模块用于获取所述退役电池模组的性能信息。
5.根据权利要求4所述的梯次利用电池模组,其特征在于,所述充电口和所述放电口为异口设置。
6.根据权利要求5所述的梯次利用电池模组,其特征在于,所述充电口还包括用于与电池充电器连接的第一保险丝和第一防反二极管。
7.根据权利要求5所述的梯次利用电池模组,其特征在于,所述放电口还包括用于与负载连接的第二保险丝和第二防反二极管。
8.根据权利要求4所述的梯次利用电池模组,其特征在于,所述无线通信模块还具有定位功能。
9.根据权利要求4所述的梯次利用电池模组,其特征在于,所述无线通信模块与服务端无线网络连接,所述无线通信模块将所述BMS模块检测到的退役电池模组的性能信息发送给所述服务端。
10.根据权利要求4所述的梯次利用电池模组,其特征在于,还包括与服务端无线连接的人机交互界面模块。
11.根据权利要求4或9所述的梯次利用电池模组,其特征在于,
所述性能信息包括退役电池模组的第二输出电压,以及
工作电流、工作温度、SOC值、SOH值、退役电池模组中的单体电池的电压以及报警信号中的至少一种。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20191018 |
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |