本發(fā)明涉及退役電池再利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電池組管控系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)用于汽車上的動(dòng)力電池的產(chǎn)量逐步提高。新能源汽車對(duì)動(dòng)力電池的要求較高，當(dāng)動(dòng)力電池不滿足要求時(shí)，動(dòng)力電池將被替換下來。目前，替換下來的動(dòng)力電池單體通常用于配對(duì)成電池組，用于建設(shè)退役電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。

但是，不同的退役動(dòng)力電池單體間具有差異性，會(huì)影響在工作狀態(tài)下的電池組的一致性，從而影響電池組的工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)不同的退役動(dòng)力電池單體間具有差異性，會(huì)影響在工作狀態(tài)下的電池組的一致性的缺陷，提供一種電池組管控系統(tǒng)及控制方法。

一種電池組管控系統(tǒng)，包括控制器、若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊和若干個(gè)可重構(gòu)電池組；所述控制器分別連接所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊；所述可重構(gòu)電池組包括若干個(gè)子電池組和傳感器；所述子電池組包括若干個(gè)退役電池單體和若干個(gè)開關(guān)；所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊對(duì)應(yīng)連接所述若干個(gè)開關(guān)，所述控制器通過所述傳感器分別連接所述若干個(gè)退役電池單體，所述若干個(gè)開關(guān)與所述若干個(gè)退役電池單體一一對(duì)應(yīng)連接。

一種電池組管控系統(tǒng)的控制方法，采用所述的電池組管控系統(tǒng)，其控制方法包括步驟：

通過傳感器獲取所述若干個(gè)子電池組中的各個(gè)所述若干個(gè)退役電池單體的電池狀態(tài)信息；

根據(jù)所述電池狀態(tài)信息計(jì)算所述若干個(gè)退役電池單體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息；

通過所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息控制所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊，控制所述若干個(gè)開關(guān)的通斷，改變所述若干個(gè)退役電池單體的連接形式。

通過本發(fā)明所提供的電池組管控系統(tǒng)及控制方法，所述控制器可以通過所述傳感器獲取所述若干個(gè)子電池組中的各個(gè)所述若干個(gè)退役電池單體的電池狀態(tài)信息，并根據(jù)所述電池狀態(tài)信息計(jì)算所述若干個(gè)退役電池單體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，最后通過所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息控制所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊，控制所述若干個(gè)開關(guān)的通斷，改變所述若干個(gè)退役電池單體的連接形式。基于此實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述退役電池單體間的連接結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各可重構(gòu)電池組的均衡控制，提高可重構(gòu)電池組的工作效率。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例的電池組管控系統(tǒng)的模塊連接結(jié)構(gòu)圖；

圖2為同一子電池組內(nèi)的退役電池單體與開關(guān)的連接結(jié)構(gòu)圖；

圖3為退役電池單體的串聯(lián)連接示意圖；

圖4為退役電池單體的并聯(lián)連接示意圖；

圖5為一優(yōu)選實(shí)施例的電池組管控系統(tǒng)的模塊連接結(jié)構(gòu)圖；

圖6為一實(shí)施例的電池組管控系統(tǒng)的控制方法流程圖；

圖7為一優(yōu)選實(shí)施例的電池組管控系統(tǒng)的控制方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及技術(shù)效果，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的講解說明。同時(shí)聲明，以下所描述的實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在一實(shí)施例中，如圖1所示，為一實(shí)施例的電池組管控系統(tǒng)的模塊連接結(jié)構(gòu)圖，包括控制器101、若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102和若干個(gè)可重構(gòu)電池組103；所述控制器101分別連接所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102；所述可重構(gòu)電池組103包括若干個(gè)子電池組113和傳感器123；所述子電池組113包括若干個(gè)退役電池單體133和若干個(gè)開關(guān)143；所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102對(duì)應(yīng)連接所述若干個(gè)開關(guān)143，所述控制器101通過所述傳感器123分別連接所述若干個(gè)退役電池單體133，所述若干個(gè)開關(guān)143與所述若干個(gè)退役電池單體133一一對(duì)應(yīng)連接。

其中，控制器101通過所述傳感器123對(duì)每個(gè)所述退役電池單體133的電壓信息、電流信息和溫度信息進(jìn)行檢測(cè)，傳感器123將檢測(cè)到的每個(gè)所述退役電池單體133的電壓信息、電流信息和溫度信息傳輸?shù)剿隹刂破?01。優(yōu)選地，不同子電池組113間并聯(lián)連接。優(yōu)選地，所述傳感器123以can總線(controllerareanetwork,can總線)通信的方式將所述電壓信息、電流信息和溫度信息傳輸?shù)剿隹刂破?01。所述控制器101根據(jù)所述電壓信息、電流信息和溫度信息計(jì)算出所述若干個(gè)退役電池單體的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，即計(jì)算出不同退役電池單體間的最佳連接結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，控制器101根據(jù)所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息控制所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102，控制所述若干個(gè)開關(guān)143的通斷，改變所述若干個(gè)退役電池單體133的連接形式。

通過本實(shí)施例所提供的電池組管控系統(tǒng)，所述控制器101可以通過所述傳感器123獲取所述若干個(gè)子電池組113中的各個(gè)所述若干個(gè)退役電池單體133的電池狀態(tài)信息，并根據(jù)所述電池狀態(tài)信息計(jì)算所述若干個(gè)退役電池單體133的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，最后通過所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息控制所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102，控制所述若干個(gè)開關(guān)143的通斷，改變所述若干個(gè)退役電池單體133的連接形式?；诖藢?shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述退役電池單體133間的連接結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各可重構(gòu)電池組103的均衡控制，提高可重構(gòu)電池組103的工作效率。

優(yōu)選地，控制器101還可以根據(jù)所述電壓信息、電流信息和溫度信息計(jì)算各個(gè)退役電池單體133的soh(stateofhealth，電池健康狀況)和soc(stateofcharge，電池剩余電量)。由于可重構(gòu)電池組103的性能是由性能最差的退役電池單體133決定的，因此控制器101可以根據(jù)各個(gè)退役電池單體133的soh和soc計(jì)算出性能最差的退役電池單體133，通過控制對(duì)應(yīng)的開關(guān)矩陣模塊102斷開所述性能最差的退役電池單體133兩極的開關(guān)，將所述性能最差的退役電池單體133旁路，以提升所述性能最差的退役電池單體133所在的可重構(gòu)電池組103的性能和工作效率。

通過本實(shí)施例所提供的電池組管控系統(tǒng)，所述控制器101可以通過所述傳感器123獲取所述若干個(gè)子電池組113中的各個(gè)所述若干個(gè)退役電池單體133的電池狀態(tài)信息，并根據(jù)所述電池狀態(tài)信息計(jì)算所述若干個(gè)退役電池單體133的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，最后通過所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息控制所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102，控制所述若干個(gè)開關(guān)143的通斷，改變所述若干個(gè)退役電池單體133的連接形式?；诖藢?shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述退役電池單體133間的連接結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各可重構(gòu)電池組103的均衡控制，提高可重構(gòu)電池組103的工作效率。

在一實(shí)施例中，如圖2所示，為同一子電池組內(nèi)的退役電池單體與開關(guān)的連接結(jié)構(gòu)圖，所述若干個(gè)開關(guān)143包括若干個(gè)第一開關(guān)201、若干個(gè)第二開關(guān)202、若干個(gè)第三開關(guān)203、若干個(gè)第四開關(guān)204和若干個(gè)第五開關(guān)205；各個(gè)所述退役電池單體133的正極分別連接一個(gè)所述第一開關(guān)201，并通過所述第一開關(guān)201互相連接，各個(gè)所述退役電池單體133的負(fù)極分別連接一個(gè)所述第二開關(guān)202，并通過所述第二開關(guān)202后互相連接；相鄰兩個(gè)退役電池單體133的正極之間再通過一個(gè)所述第三開關(guān)203相連接，相鄰兩個(gè)退役電池單體133的負(fù)極之間再通過一個(gè)所述第四開關(guān)204相連接；同一子電池組113的各個(gè)退役電池單體133，從第一個(gè)退役電池單體133開始，所述各個(gè)退役電池單體133的負(fù)極再通過一個(gè)所述第五開關(guān)205連接下一個(gè)相鄰的退役電池單體133的正極。

通過本實(shí)施例所提供的退役電池單體與開關(guān)的連接結(jié)構(gòu)，所述控制器101通過所述開關(guān)矩陣模塊102控制各個(gè)所述開關(guān)143的通斷，以改變所述若干個(gè)退役電池單體133的連接形式，針對(duì)不同退役電池單體133的性能差異調(diào)整連接結(jié)構(gòu)，使所述可重構(gòu)電池組103能夠達(dá)到最佳的工作效率。同時(shí)，改變各個(gè)所述開關(guān)143的通斷可以將出現(xiàn)異常的退役電池單體133旁路，提高整個(gè)可重構(gòu)電池組103的可靠性。

所述控制器101可以通過所述開關(guān)矩陣模塊102控制各個(gè)所述開關(guān)143的通斷，以改變所述若干個(gè)退役電池單體的連接形式。其中，所述開關(guān)矩陣模塊102和所述若干個(gè)開關(guān)143可以選擇合適的開關(guān)器件。優(yōu)選地，所述若干個(gè)開關(guān)143為mosfet管開關(guān)，所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102為mosfet管開關(guān)矩陣模塊。

為了更好地理解如何通過控制所述開關(guān)143的通斷去改變所述若干個(gè)退役電池單體的連接形式，以下通過兩個(gè)例子說明。例1：如圖3所示，為退役電池單體的串聯(lián)連接示意圖，該子電池組113中包括4個(gè)退役電池單體133，分別為第一電池單體301、第二電池單體302、第三電池單體303和第四電池單體304，控制器101通過控制所述開關(guān)矩陣模塊102閉合與第一電池單體301的正極相連接的第一開關(guān)201，閉合與所述第四電池單體304的負(fù)極相連接的第二開關(guān)202，閉合全部第五開關(guān)205，其余開關(guān)143全部斷開。基于此，將所述第一電池單體301、第二電池單體302、第三電池單體303和第四電池單體304實(shí)現(xiàn)串聯(lián)連接。

例2：如圖4所示，為退役電池單體的并聯(lián)連接示意圖，該子電池組113包括4個(gè)退役電池單體133，分別為第一電池單體401、第二電池單體402、第三電池單體403和第四電池單體404，控制器101通過控制所述開關(guān)矩陣模塊102閉合與第一電池單體401的正極相連接的第一開關(guān)201，閉合與第二電池單體402的負(fù)極相連接的第二開關(guān)202，閉合與第三電池單體403的正極相連接的第一開關(guān)201，閉合與第四電池單體404的負(fù)極相連接的第二開關(guān)202，閉合第一電池單體401與第二電池單體402間的第五開關(guān)205，閉合第三電池單體403與第四電池單體404間的第五開關(guān)205，其余開關(guān)143全部斷開。基于此，將所述第一電池單體401與第二電池單體402串聯(lián)、第三電池單體403和第四電池單體404串聯(lián)后實(shí)現(xiàn)并聯(lián)連接。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖5所示，為一優(yōu)選實(shí)施例的電池組管控系統(tǒng)的模塊連接結(jié)構(gòu)圖，所述電池組管控系統(tǒng)還包括雙向逆變器501、若干個(gè)低壓配電柜502和若干個(gè)電池交換機(jī)503；所述雙向逆變器501一端用于連接電網(wǎng)，另一端分別連接所述若干個(gè)低壓配電柜502，所述若干個(gè)低壓配電柜502與所述若干個(gè)電池交換機(jī)503一一對(duì)應(yīng)連接，所述若干個(gè)電池交換機(jī)503與所述若干個(gè)可重構(gòu)電池組103一一對(duì)應(yīng)連接，所述控制器101分別連接所述若干個(gè)電池交換機(jī)503。

其中，所述雙向逆變器501包括交流斷路器、交流接觸器、交流側(cè)濾波器、隔離變壓器、直流側(cè)濾波器和直流接觸器；所述交流斷路器的一端用于連接電網(wǎng)，所述交流斷路器的另一端通過所述交流接觸器連接所述交流側(cè)濾波器的一端，所述交流側(cè)濾波器的另一端通過所述隔離變壓器連接所述直流側(cè)濾波器的一端，所述直流側(cè)濾波器的另一端通過所述直流接觸器分別連接所述若干個(gè)低壓配電柜。

其中，在控制器101在根據(jù)所述電壓信息、電流信息和溫度信息計(jì)算出各退役電池單體133的soc后，若所述soc低于預(yù)設(shè)值，通過雙向逆變器501將電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)化成充電電流，并通過低壓配電柜502配送至每個(gè)電池交換機(jī)503中，再通過每個(gè)電池交換機(jī)503對(duì)對(duì)應(yīng)的可重構(gòu)電池組103進(jìn)行充電。相應(yīng)地，控制器101可以控制電池交換機(jī)503，將所述可重構(gòu)電池組103中的電能通過雙向逆變器501饋入電網(wǎng)線路中?；诖耍ㄟ^雙向逆變器501實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)與可重構(gòu)電池組103的電能的雙向轉(zhuǎn)換，使所述可重構(gòu)電池組103能夠?qū)崿F(xiàn)削峰填谷，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)間的互相調(diào)控。

在一實(shí)施例中，所述電池組管控系統(tǒng)還包括服務(wù)器，所述服務(wù)器連接所述控制器101。

其中，通過無線連接的方式連接控制器101，服務(wù)器可以向控制器101獲取可重構(gòu)電池組103的各種狀態(tài)信息，包括各所述退役電池單體的電壓信息、電流信息和溫度信息。同時(shí)，通過服務(wù)器可以向控制器101下達(dá)指令，通過控制器101對(duì)可重構(gòu)電池組進(jìn)行控制，包括改變所述退役電池單體133的連接結(jié)構(gòu)和對(duì)所述可重構(gòu)電池組103進(jìn)行充放電?；诖藢?shí)現(xiàn)對(duì)可重構(gòu)電池組103的遠(yuǎn)程控制。

在一實(shí)施例中，如圖6所示，為一實(shí)施例的電池組管控系統(tǒng)的控制方法流程圖，包括步驟：

s601，通過傳感器123獲取所述若干個(gè)子電池組113中的各個(gè)所述若干個(gè)退役電池單體133的電池狀態(tài)信息。

其中，控制器101通過傳感器獲取所述退役電池單體的電池狀態(tài)信息。優(yōu)選地，所述電池狀態(tài)信息包括退役電池單體133的電壓信息、電流信息和溫度信息。

s602，根據(jù)所述電池狀態(tài)信息計(jì)算所述若干個(gè)退役電池單體133的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息。

其中，所述若干個(gè)退役電池單體133的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息包括若干個(gè)退役電池單體133的連接結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，控制器101根據(jù)所述電池狀態(tài)信息，計(jì)算出若干個(gè)退役電池單體133的最佳連接結(jié)構(gòu)，所述若干個(gè)退役電池單體133根據(jù)所述最佳連接結(jié)構(gòu)連接，可使該子電池組113輸出最大功率，使所述可重構(gòu)電池組103獲得最大收益。

s603，通過所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息控制所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102，控制所述若干個(gè)開關(guān)143的通斷，改變所述若干個(gè)退役電池單體133的連接形式。

通過本實(shí)施例所提供的電池組管控系統(tǒng)的控制方法，所述控制器101可以通過所述傳感器123獲取所述若干個(gè)子電池組113中的各個(gè)所述若干個(gè)退役電池單體133的電池狀態(tài)信息，并根據(jù)所述電池狀態(tài)信息計(jì)算所述若干個(gè)退役電池單體133的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息，最后通過所述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息控制所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊102，控制所述若干個(gè)開關(guān)143的通斷，改變所述若干個(gè)退役電池單體133的連接形式?；诖藢?shí)時(shí)調(diào)節(jié)所述退役電池單體133間的連接結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各可重構(gòu)電池組103的均衡控制，提高可重構(gòu)電池組103的工作效率。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，如圖7所示，為一優(yōu)選實(shí)施例的電池組管控系統(tǒng)的控制方法流程圖，包括步驟：

s701，根據(jù)所述電池狀態(tài)信息計(jì)算所述可重構(gòu)電池組的剩余容量值和最佳充電電流值。

s702，若所述剩余容量值小于預(yù)設(shè)的容量值，則控制所述電池交換機(jī)對(duì)各個(gè)所述退役電池單體進(jìn)行充電，并將充電電流值調(diào)整為最佳充電電流值。

其中，控制器101可以根據(jù)所述電池狀態(tài)信息計(jì)算所述可重構(gòu)電池組的剩余容量值(soc)和最佳充電電流值，并通過控制電池交換機(jī)503調(diào)整充電電流，為所述可重構(gòu)電池組103提供最佳充電電流值的充電電流，防止充電電流過大導(dǎo)致所述可重構(gòu)電池組出現(xiàn)溫度過高或過度充電等異常情況。

在一實(shí)施例中，所述電池組管控系統(tǒng)的控制方法還包括步驟：

通過服務(wù)器獲取控制指令；根據(jù)所述控制指令控制所述若干個(gè)開關(guān)矩陣模塊，控制所述若干個(gè)開關(guān)的通斷，改變所述若干個(gè)退役電池單體的連接形式；

和/或，

通過服務(wù)器獲取控制指令；根據(jù)所述控制指令控制所述電池交換機(jī)對(duì)各個(gè)所述退役電池單體進(jìn)行充電并調(diào)整充電電流值。

其中，所述服務(wù)器可以向所述控制器101下達(dá)控制指令，通過控制器101改變所述若干個(gè)退役電池單體133的連接形式或?qū)Ω鱾€(gè)所述退役電池單體進(jìn)行充電并調(diào)整充電電流值，同時(shí)結(jié)合所述若干個(gè)退役電池單體133的最佳連接結(jié)構(gòu)和最佳充電電流，使所述可重構(gòu)電池組103獲得最佳充電。優(yōu)選地，所述服務(wù)器還可以向所述控制器101下達(dá)控制指令，通過控制器101控制所述電池交換機(jī)503執(zhí)行放電操作，將所述可重構(gòu)電池組103中的電能分別通過通過低壓配電柜502和雙向逆變器501饋入電網(wǎng)中，使所述可重構(gòu)電池組103能夠?qū)崿F(xiàn)削峰填谷，實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)間的互相調(diào)控。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。