一种电池自修复均衡系统的制作方法

1.本实用新型涉及动力、储能电池管理系统技术领域，具体为一种电池自修复均衡系统。


背景技术：

2.随着电动汽车的发展，在国家补贴的大力支持下，5年来我国电动汽车总量已突破150万辆。然而，包括安全、电池衰减、里程恐慌等许多行业痛点日趋明显。除了百姓关心的安全问题外，电池的衰减问题更是制约行业发展的重要因素。调查显示，我国很多城市交通投资集团是新能源的最早推广者，主要是大量的新能源大巴、公交车等。经过几年运营，电池衰减十分严重，大量车辆里程不足新车一半，包括山东、江苏、河南等省的新能源大巴停运超过3000辆，这是一个巨大的浪费。
3.电池衰减的问题涉及到多方面因素，包括温度变化、电流变化、材料晶格变化等，机理十分复杂，但其宏观特征主要表现在每个串联组的电压不一致性上。传统的电池管理均采用单通道一体化管理模式。该技术路线最大的缺陷在于：
4.a、过分依赖软件管理通过上传信号执行异常处理，实际上是“监而不控”；
5.b、必须外接电源为bms供电，会出现异常“动力消失”隐患；
6.c、必须依赖热管理保证安全和电池一致性，最多延缓衰减，不能解决问题；
7.d、只能“一机一电”设计，设计资源浪费严重。
8.因此，研发一种电池自修复均衡系统，用于解决上述至少一种技术问题成为一种必需。


技术实现要素：

9.本实用新型提供了如下技术方案：
10.一种电池自修复均衡系统，其包括：
11.电池管理系统，所述电池管理系统用于连接和管理电池模组的功能；
12.外置式动态均衡器，所述外置式动态均衡器包括耗散器、电源、开关、采样信号模块、rp结构和并储辅助通道，所述耗散器上的多个端口的一端均连接有电源的阴极，所述耗散器上的多个端口的另一端均连接有开关，所述电源的阳极连接有开关，两个所述开关串行连接有采样信号模块，多个所述rp 结构的一端分别连接有多个电源，且多个所述rp结构与多个电源的连接处末端连接有并联辅助通道，多个所述rp结构均连接有电池管理系统。
13.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述电池管理系统包括电池组、安全栓、电池管理单元、预充电继电器、外部快充继电器、常规充电继电器、主继电器、快速充电模块和常规充电模块。
14.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述电池组的多个电池之间连接有安全栓。
15.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述电池组
的多个电池均连接有电池管理单元。
16.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述电池组的一端通过预充电继电器连接有正极。
17.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述电池组的另一端通过主继电器连接有负极。
18.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述电池组的两端均通过外部快充继电器连接有快速充电模块。
19.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述电池组的两端均通过常规充电继电器连接有常规充电模块。
20.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述rp结构是一种专用的信号/均衡共用微通路，和传统信号线共有微通道，兼顾局部补电、均衡充电，可以有效的依托均衡电流来平衡主电池的一致性，同时接受传统bms管理，修复器采用存硬件集成电路管控，过程中不依赖外供电源进行工作，而是直接应用电池本身能量工作，可以保持电池均衡处于常态工作状态，即时停车入库，完全断开辅助供电，修复工作不会停止，直到电池完全一致为止，次项是典型的“向时间要空间”理念，利用一切可利用的时间进行不间断修复。
21.作为本实用新型所述的电池自修复均衡系统的一种优选方案，其中：所述常规充电模块的充电过程，按照以下公式处理获得收敛时间t1/ε1和充电时间t2/ε2，建立以下同时充电时间函数：
[0022][0023][0024][0025]
其中，t1,t2分别表示收敛时间和充电时间，xi(k)和xj(k)表示锂电池组的第i节单体电池k时刻的荷电状态的值，ε1和ε2分别表示收敛过程和充电过程的截止误差，t表示采样时间，τ表示时间变量，i、j表示锂电池组中的单体电池的序数，χd表示单体电池的soc的期望值列向量。
[0026]
与现有技术相比本实用新型上述技术方案的技术优点如下：
[0027]
a、设立辅助通道
[0028]
辅助通道可以有效分解高压，不仅让原保护开关更安全有效，而且可增加续航电量；利用电压钳制，约束原电池尽量减缓保护的触发，整系统安全性得以提高。
[0029]
b、外设动态均衡修复系统
[0030]
动态均衡系统依托辅助电池通道进行“动态均衡”，通过耗散结构平衡电池的一致性能量，保证电池系统的一致性，让传统管理模式下的电池“满血复活”，并提升2倍的寿命；
[0031]
c、通过rp结构进行并储
[0032]
rp结构是一种专用的信号/均衡共用微通路，和传统信号线共有微通道，兼顾局部补电、均衡充电，可以有效的依托均衡电流来平衡主电池的一致性，同时接受传统bms管理；
[0033]
该电池自修复均衡系统，能够充分盘活存量资产，自修复装置可以标配在汽车4s
店，作为电动汽车日常维护的重要设备，具体使用中可以和自修复外挂快速链接，采集信号，上传中心数据库，即时了解每个车辆电池健康状况。可有效维护现有的社会车辆，提高车辆利用率，盘活存量传统电动交通工具资产；提升维修能力，新能源汽车的维护能力是技术难点，标准化维护及自维护系统，使用简单，加以培训可以掌握，有效解决各4s店对新能源汽车的维护能力；引入并储换电运营模式，通过后装市场的维修，逐步引入“多通道并行管理”模式下的电池系统。
附图说明
[0034]
为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本实用新型进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0035]
图1为本实用新型的拓扑结构图；
[0036]
图2为本实用新型的动态均衡器自修复拓扑图。
[0037]
附图说明：100电池管理系统、110电池组、120安全栓、130电池管理单元、140预充电继电器、150外部快充继电器、160常规充电继电器、170 主继电器、180快速充电模块、190常规充电模块、200外置式动态均衡器、 210耗散器、220电源、230开关、240采样信号模块、250rp结构、260并储辅助通道。
具体实施方式
[0038]
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
[0039]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
[0040]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式进一步的详细描述。
[0041]
实施例1：
[0042]
由图1和图2给出，本实用新型提供一种电池自修复均衡系统，包括：
[0043]
电池管理系统100，所述电池管理系统100用于连接和管理电池模组的功能；外置式动态均衡器200，所述外置式动态均衡器200包括耗散器210、电源220、开关230、采样信号模块240、rp结构250和并储辅助通道260，所述耗散器210上的两个端口的一端均连接有电源220的阴极，所述耗散器210 上的两个端口的另一端均连接有开关230，所述电源220的阳极连接有开关 230，两个所述开关230串行连接有采样信号模块240，两个所述rp结构250 的一端分别连接有两个电源220，且两个所述rp结构250与两个电源220的连接处末端连接有并联辅助通道，两个所述rp结构250均连接有电池管理系统100。
[0044]
实施例2：
[0045]
本实施例在实施例1的基础上，由图1和图2给出，所述电池组110的四个电池之间连接有安全栓120，所述电池组110的四个电池均连接有电池管理单元130，所述电池组110
的一端通过预充电继电器140连接有正极，所述电池组110的另一端通过主继电器170连接有负极，所述电池组110的两端均通过外部快充继电器150连接有快速充电模块180，所述电池组110的两端均通过常规充电继电器160连接有常规充电模块190。
[0046]
实施例3：
[0047]
本实施例在实施例1的基础上，由图1和图2给出，所述rp结构250是一种专用的信号/均衡共用微通路，和传统信号线共有微通道，兼顾局部补电、均衡充电，可以有效的依托均衡电流来平衡主电池的一致性，同时接受传统 bms管理。
[0048]
本实用新型上述技术方案的工作原理如下：
[0049]
1、设立辅助通道：辅助通道可以有效分解高压，不仅让原保护开关230 更安全有效，而且可增加续航电量；
[0050]
2、外设动态均衡修复系统：动态均衡系统依托辅助电池通道进行“动态均衡”，通过耗散结构平衡电池的一致性能量，保证电池系统的一致性，让传统管理模式下的电池“满血复活”，并提升2倍的寿命；
[0051]
3、通过rp结构250进行并储：rp结构250是一种专用的信号/均衡共用微通路，和传统信号线共有微通道，兼顾局部补电、均衡充电，可以有效的依托均衡电流来平衡主电池的一致性，同时接受传统bms管理。
[0052]
虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征：
1.一种电池自修复均衡系统，其特征在于，包括：电池管理系统(100)，所述电池管理系统(100)用于连接和管理电池模组的功能；外置式动态均衡器(200)，所述外置式动态均衡器(200)包括耗散器(210)、电源(220)、开关(230)、采样信号模块(240)、rp结构(250)和并储辅助通道(260)，所述耗散器(210)上的多个端口的一端均连接有电源(220)的阴极，所述耗散器(210)上的多个端口的另一端均连接有开关(230)，所述电源(220)的阳极连接有开关(230)，两个所述开关(230)串行连接有采样信号模块(240)，多个所述rp结构(250)的一端分别连接有多个电源(220)，且多个所述rp结构(250)与多个电源(220)的连接处末端连接有并联辅助通道，多个所述rp结构(250)均连接有电池管理系统(100)。2.根据权利要求1所述的一种电池自修复均衡系统，其特征在于，所述电池管理系统(100)包括电池组(110)、安全栓(120)、电池管理单元(130)、预充电继电器(140)、外部快充继电器(150)、常规充电继电器(160)、主继电器(170)、快速充电模块(180)和常规充电模块(190)。3.根据权利要求2所述的一种电池自修复均衡系统，其特征在于，所述电池组(110)的多个电池之间连接有安全栓(120)。4.根据权利要求2所述的一种电池自修复均衡系统，其特征在于，所述电池组(110)的多个电池均连接有电池管理单元(130)。5.根据权利要求2所述的一种电池自修复均衡系统，其特征在于，所述电池组(110)的一端通过预充电继电器(140)连接有正极。6.根据权利要求2所述的一种电池自修复均衡系统，其特征在于，所述电池组(110)的另一端通过主继电器(170)连接有负极。7.根据权利要求2所述的一种电池自修复均衡系统，其特征在于，所述电池组(110)的两端均通过外部快充继电器(150)连接有快速充电模块(180)。8.根据权利要求2所述的一种电池自修复均衡系统，其特征在于，所述电池组(110)的两端均通过常规充电继电器(160)连接有常规充电模块(190)。9.根据权利要求1所述的一种电池自修复均衡系统，其特征在于，所述rp结构(250)是一种专用的信号/均衡共用微通路，和传统信号线共有微通道，兼顾局部补电、均衡充电。

技术总结
本实用新型公开的属于动力、储能电池管理系统技术领域，具体为一种电池自修复均衡系统，能够充分盘活存量资产，自修复装置可以标配在汽车4s店，作为电动汽车日常维护的重要设备，具体使用中可以和自修复外挂快速链接，采集信号，上传中心数据库，即时了解每个车辆电池健康状况。可有效维护现有的社会车辆，提高车辆利用率，盘活存量传统电动交通工具资产；提升维修能力，新能源汽车的维护能力是技术难点，标准化维护及自维护系统，使用简单，加以培训可以掌握，有效解决各4s店对新能源汽车的维护能力；引入并储换电运营模式，通过后装市场的维修，逐步引入“多通道并行管理”模式下的电池系统。池系统。池系统。


技术研发人员：樊朝晖 杨明贺 王永文 苏林 沈斌
受保护的技术使用者：常州智戌新能源电力科技有限公司
技术研发日：2021.08.06
技术公布日：2022/5/25