CN213125632U - 一种电池控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池控制系统，涉及电池控制技术领域。所述电池控制系统包括：电池包和储能变流器；设置于所述电池包和所述储能变流器之间的电池处理装置；其中，所述电池处理装置用于将所述电池包的电池信息，确定为所述储能变流器要求的有效信息；和/或，所述电池处理装置用于根据所述储能变流器发送的信号对所述电池包进行充放电控制。本实用新型通过电池控制系统，对退役的电池包进行判断，并再次利用，无需拆解即可实现电池包的梯次回收利用，避免了现有技术拆解电池包带来的资源浪费。

Description

一种电池控制系统

技术领域

本实用新型涉及电池控制技术领域，特别涉及一种电池控制系统。

背景技术

目前的储能领域中，为了降低成本及增加电池利用率，有很大一部分来源于新能源汽车退役后的电池包。退役后的电池包经济效益巨大，而退役的电池包均为整包，需要拆解为模组才能应用在储能系统中，现有技术的拆解难度大，且过程耗时耗力，拆掉的电池包的电池管理系统不可重复利用，还需要配置新的电池管理系统，造成资源浪费。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电池控制系统，以解决拆解回收利用电池包带来浪费的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种电池控制系统，包括：

电池包和储能变流器；

设置于所述电池包和所述储能变流器之间的电池处理装置；

其中，所述电池处理装置用于将所述电池包的电池信息，确定为所述储能变流器要求的有效信息；和/或，所述电池处理装置用于根据所述储能变流器发送的信号对所述电池包进行充放电控制。

进一步地，所述电池处理装置包括：

处理模块；

第一通讯电路模块，设置于所述电池包和所述储能变流器之间，用于获取电池包的电池信息和对电池包进行充放电控制；

第二通讯电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述储能变流器连接，用于接收所述储能变流器的通讯信息；

唤醒电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包连接，用于唤醒所述电池包内部的电池管理系统；

继电器驱动电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包连接，用于控制所述电池包内部的高压继电器闭合与断开。

进一步地，所述第一通讯电路模块包括：

第一通讯电路子模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包内部的绝缘检测系统连接，用于获取所述电池包的电池信息，判断所述电池包是否故障；

第二通讯电路子模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包内部的电池管理系统连接，用于控制所述电池包的充放电。

进一步地，所述储能变流器包括：

所述储能变流器一端与电池处理装置连接，另一端与所述电池控制系统的交流母线连接；

所述储能变流器用于进行交直流转换的直流/直流转换器和直流/交流转换器。

进一步地，所述处理模块包括：

协议转化单元，用于控制将储能变流器的通讯协议转化为电池协议，或者，用于控制将所述电池协议转化为储能变流器的通讯协议。

进一步地，所述电池处理装置还包括：

供电电源，所述供电电源分别与所述处理模块、第一通讯电路模块、第二通讯电路模块、唤醒电路模块和继电器驱动电路模块相连；

所述供电电源，用于分别为所述处理模块、第一通讯电路模块、第二通讯电路模块、唤醒电路模块和继电器驱动电路模块提供电能。

进一步地，所述第一通讯电路子模块包括：

绝缘检测单元；所述绝缘检测单元用于采集所述电池包的绝缘参数；

绝缘处理单元，所述绝缘处理单元用于当所述绝缘参数超出标准绝缘参数值时，生成报警信号，并发送至所述处理模块。

进一步地，所述处理模块接收所述绝缘处理单元的报警信号后，发送断开信号控制所述电池包内部的高压继电器断开。

进一步地，所述第二通讯电路子模块还包括：

温度检测单元和控制单元；

所述温度检测单元用于实时采集所述电池包的温度值；

所述控制单元用于当所述温度值超过充电温度值时，生成停止充电信号，或当所述温度值低于放电温度值时，生成停止放电信号。

进一步地，所述处理模块还用于在接收到所述停止充电信号后控制所述电池包停止充电，或在接收到所述停止放电信号后控制所述电池包停止放电。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型电池控制系统设置有电池包和储能变流器，以及设置于所述电池包和所述储能变流器之间的电池处理装置；通过电池控制系统中的电池处理装置，对退役的电池包的电池信息进行判断，并再次利用，无需拆解即可实现电池包的梯次回收利用，避免了现有技术拆解电池包带来的资源浪费。

附图说明

图1表示本实用新型实施例提供的电池控制系统的结构示意图；

图2表示本实用新型实施例提供的电池处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本实用新型的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。

应当说明的是，现在的退役电池数量将在近几年迎来第一个高峰期，经过分类筛选，退役电池大部分还具有比较大的有效利用空间。在一些常规应用场合，规模化的储能应用是承接市场退役电池的一种有效方式，可有效解决退役电池剩余价值再利用问题。一方面使退役电池能够像全新电池一样组建高容量、高功率的储能系统，实现了退役电池的规模化应用，另一方面在提高清洁能源利用率，降低动力电池的应用成本的同时，促进了新能源的行业的推广与发展，完善了动力电池的价值链体系。本实用新型中的电池优选为退役电池，即下文出现的电池为退役电池。

本实用新型针对拆解回收利用电池包带来浪费的问题，提供一种电池控制系统。

如图1所示，本实用新型一可选实施例提供的电池控制系统，包括：

电池包和储能变流器；

设置于所述电池包和所述储能变流器之间的电池处理装置；

其中，所述电池处理装置用于将所述电池包的电池信息，确定为所述储能变流器要求的有效信息；和/或，所述电池处理装置用于根据所述储能变流器发送的信号对所述电池包进行充放电控制。

本实用新型提供的电池控制系统中可以包括多条支路，每一支路分别对应设置有一个电池包和储能变流器，所述电池包和所述储能变流器之间还设置有电池处理装置，即每个电池处理装置对应一个电池包，所述电池处理装置模拟整车控制器的部分功能，对电池包进行控制，包括上下电，充放电控制，故障判断，及电池信息的获取，将获取的电池信息转化为符合储能变流器所需的可用信息，和/或，根据交流母线下发的调度任务对电池包进行对应充放电控制。这里的交流母线指的是电网，即每条支路的交流母线分别连接至电网，根据电网的充放电需求，所述电池控制系统实现电池包进行对应充放电控制。本实用新型通过对整包的电池包进行利用，无需拆解。

下面根据图2进一步地介绍所述电池处理装置和电池处理装置如何对退役电池包进行再次利用的。

需要说明的是，电池包内除了电池模组外还有相应的控制部件主要有电池管理系统(BMS)和电气部件(快充继电器、慢充继电器、预充电继电器、总负继电器、总正继电器、传感器、预充电阻等)，这些电气部件的动作是需要条件的，甚至是相互联锁的，只有满足条件后才能动作形成电流回路。可以从电池包中读出所有电池模组的数据并能对这些继电器进行有效控制。

具体地，所述电池处理装置，包括：

处理模块；

第一通讯电路模块，设置于所述电池包和所述储能变流器之间，用于获取电池包的电池信息和对电池包进行充放电控制；

第二通讯电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述储能变流器连接，用于接收所述储能变流器的通讯信息；

唤醒电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包连接，用于唤醒所述电池包内部的电池管理系统(BMS)；

继电器驱动电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包连接，用于控制所述电池包内部的高压继电器闭合与断开。

该实施例中，所述处理模块即电池处理装置的控制部分，优选为S32K144芯片，当然本实用新型并不对处理装置的种类进行限制，所述处理模块可以用于将所述电池包的电池信息，确定为所述储能变流器要求的有效信息，当然还可以根据所述储能变流器发送的信号对所述电池包进行充放电控制；所述处理装置通过获取或接受信号控制电池处理装置的工作。这里需要进行说明的是，在实际运用过程中，处理模块通常还会连接上位机(例如，电脑终端等)进行显示，以告知相关的管理人员，从而便于管理人员掌握和查看待测试电池组的性能参数。

该实施例的唤醒电路模块用于唤醒所述电池包内部的电池管理系统，唤醒的目的是使待检测电池包保持觉醒或一般的警觉状态，唤醒后的BMS可以接收或发送信号至所述处理模块。

该实施例的继电器驱动电路模块可以根据接收所述处理模块发送的信号，控制电池包内部的继电器的开合或关闭。

该实施例的第一通讯电路模块和第二通讯电路模块为所述电池处理装置的通讯电路，可以用于与储能变流器连接通信，用于接收电网分配要求；还可以用于与电池包连接通讯，用于获取电池包的电池信息以及对电池包进行充放电控制。

进一步地，所述第一通讯电路模块包括：

第一通讯电路子模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包内部的绝缘检测系统连接，用于获取所述电池包的电池信息，判断所述电池包是否故障；

需要说明的是，第一通讯电路模块获取电池包的电池信息，根据电池信息的电阻、电流或电压等信息与预设的电池信息，进行比对，若所述电池信息符合预设的电池范围，则确定电池包没有故障，可以进行整包的再次利用。

该实施例中的电池包的容量值需要在一定的阈值范围内，以满足供电需求，第一通讯电路子模块工作时，用于实时采集流经待测试电池包的电流值，之后，还根据电流值计算待测试电池包的容量值，之后，当容量值超出预先设定的阈值范围时，即电池包的容量值过大或者过小导致不能满足用电需求时，生成容量报警信号，以告知管理人员待测试电池包的容量值不符合规范。

还需要进行说明的是，第一通讯电路子模块将被测电池包按标准方式充满电后，用48V/30A开关电源给其加上反向的充制电压，反向充电电流为30A，0.5h后将正负极断开，反接解除后，用恒流恒压源给电池包1CA电流瞬时充电5S。测试过程中，当检测到电流达到预设反接保护值并且时间达到预设值，保护被触发，所有场效应晶体管将被关断；保护后检测到反接消除后，反接保护释放。

第二通讯电路子模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包内部的电池管理系统连接，用于控制所述电池包的充放电。

该实施例中，所述第二通讯电路子模块通过接收所述处理模块发送的信息，控制电池包的充放电。当所述信息包括充电需求时，控制电池包进行充电，同理，当所述信息包括放电信息时，控制电池包进行放电。

需要说明的是，电池处理装置还用于根据放电均衡信号对各个电池的电压值进行放电均衡控制，以使得待测试电池组在放电过程中保持电流均衡。采用主动均衡技术，具有均衡效率高，结构紧凑，抗扰等级高等特点，主要应用于纯电动、混合动力大巴等公共交通工具及其他领域。所述主动均衡技术：均衡电流最大1A，采用高效双向能量技术，真正做到过高单体电池的放电，过低单体电池充电，与传统的被动式均衡方式有本质差异，有效延长了续航里程和电池寿命。

具体地，所述储能变流器包括：

所述储能变流器一端与电池处理装置连接，另一端与所述电池控制系统的交流母线连接；

所述储能变流器用于进行交直流转换的直流/直流转换器和直流/交流转换器。

需要说明的是，所述直流/交流转换器，负责将交流母线上的电(电网)转换成电池包可以接受的直流电，以及将电池包的直流电转换成交流电，是电池处理系统的电力转换部件。所述直流/直流转换器的作用同理，将高压直流转化为电池包的直流电。

进一步地，所述处理模块包括：

协议转化单元，用于控制将储能变流器的通讯协议转化为电池协议，或者，用于控制将所述电池协议转化为储能变流器的通讯协议。

需要说明的是，所述协议转化单元可以保证电池包和储能变流器两者之间的通讯协议一致，增加了电池处理装置的兼容性。

进一步地，所述电池处理装置还包括：

供电电源，所述供电电源分别与所述处理模块、第一通讯电路模块、第二通讯电路模块、唤醒电路模块和继电器驱动电路模块相连；

所述供电电源，用于分别为所述处理模块、第一通讯电路模块、第二通讯电路模块、唤醒电路模块和继电器驱动电路模块提供电能。

需要说明的是，该电池处理装置还包括供电电源，所述供电电源分别与所述处理模块、第一通讯电路模块、第二通讯电路模块、唤醒电路模块和继电器驱动电路模块相连，优选的，所述供电电源的电压为5V-12V，在具体使用环境中，所述供电电源的电压可根据情况进行灵活设定。

具体地，所述第二通讯电路子模块还包括：

温度检测单元和控制单元；

所述温度检测单元用于实时采集所述电池包的温度值；

所述控制单元用于当所述温度值超过充电温度值时，生成停止充电信号，或当所述温度值低于放电温度值时，生成停止放电信号。

进一步地，所述处理模块还用于在接收到所述停止充电信号后控制所述电池包停止充电，或在接收到所述停止放电信号后控制所述电池包停止放电。

该实施例中，所述第二通讯电路子模块还包括温度检测单元(图示未给出)和控制单元(图示未给出)。在使用过程中，特别是在对电池包进行持续充电的过程中，温度过高会导致电池包炸裂。在该电池处理装置中，先是温度检测单元用于实时采集待测试电池组的温度值，之后，所述控制单元用于当温度值超过预设充电温度值时，生成停止充电信号，这样，所述电池处理装置的处理模块用于在接收到停止充电信号后控制电池包停止充电，以防止电池包温度过高引发安全隐患。并且，当温度值低于放电温度值时，即表明电池包不宜再进行放电，否则，可能会损坏电池包的物理组成，由所述第二通讯电路子模块的控制单元生成停止放电信号，并且，所述电池处理装置的处理模块在接收到停止放电信号后控制电池包停止放电。

综上所述，本实用新型电池控制系统设置有电池包和储能变流器，以及设置于所述电池包和所述储能变流器之间的电池处理装置；通过电池控制系统中的电池处理装置，对退役的电池包的电池信息进行判断，并再次利用，无需拆解即可实现电池包的梯次回收利用，避免了现有技术拆解电池包带来的资源浪费。

以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池控制系统，其特征在于，包括：

电池包和储能变流器；

设置于所述电池包和所述储能变流器之间的电池处理装置；

其中，所述电池处理装置用于将所述电池包的电池信息，确定为所述储能变流器要求的有效信息；和/或，所述电池处理装置用于根据所述储能变流器发送的信号对所述电池包进行充放电控制。

2.根据权利要求1所述的电池控制系统，其特征在于，所述电池处理装置，包括：

处理模块；

第一通讯电路模块，设置于所述电池包和所述储能变流器之间，用于获取电池包的电池信息和对电池包进行充放电控制；

第二通讯电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述储能变流器连接，用于接收所述储能变流器的通讯信息；

唤醒电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包连接，用于唤醒所述电池包内部的电池管理系统；

继电器驱动电路模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包连接，用于控制所述电池包内部的高压继电器闭合与断开。

3.根据权利要求2所述的电池控制系统，其特征在于，所述第一通讯电路模块包括：

第一通讯电路子模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包内部的绝缘检测系统连接，用于获取所述电池包的电池信息，判断所述电池包是否故障；

第二通讯电路子模块，一端与所述处理模块连接，另一端与所述电池包内部的电池管理系统连接，用于控制所述电池包的充放电。

4.根据权利要求1所述的电池控制系统，其特征在于，所述储能变流器包括：

所述储能变流器一端与电池处理装置连接，另一端与所述电池控制系统的交流母线连接；

所述储能变流器用于进行交直流转换的直流/直流转换器和直流/交流转换器。

5.根据权利要求2所述的电池控制系统，其特征在于，所述处理模块包括：

协议转化单元，用于控制将储能变流器的通讯协议转化为电池协议，或者，用于控制将所述电池协议转化为储能变流器的通讯协议。

6.根据权利要求2所述的电池控制系统，其特征在于，所述电池处理装置还包括：

供电电源，所述供电电源分别与所述处理模块、第一通讯电路模块、第二通讯电路模块、唤醒电路模块和继电器驱动电路模块相连；

所述供电电源，用于分别为所述处理模块、第一通讯电路模块、第二通讯电路模块、唤醒电路模块和继电器驱动电路模块提供电能。

7.根据权利要求3所述的电池控制系统，其特征在于，所述第一通讯电路子模块包括：

绝缘检测单元；所述绝缘检测单元用于采集所述电池包的绝缘参数；

绝缘处理单元，所述绝缘处理单元用于当所述绝缘参数超出标准绝缘参数值时，生成报警信号，并发送至所述处理模块。

8.根据权利要求7所述的电池控制系统，其特征在于，所述处理模块接收所述绝缘处理单元的报警信号后，发送断开信号控制所述电池包内部的高压继电器断开。

9.根据权利要求3所述的电池控制系统，其特征在于，所述第二通讯电路子模块还包括：

温度检测单元和控制单元；

所述温度检测单元用于实时采集所述电池包的温度值；

所述控制单元用于当所述温度值超过充电温度值时，生成停止充电信号，或当所述温度值低于放电温度值时，生成停止放电信号。

10.根据权利要求9所述的电池控制系统，其特征在于，所述处理模块还用于在接收到所述停止充电信号后控制所述电池包停止充电，或在接收到所述停止放电信号后控制所述电池包停止放电。

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