电池系统以及电池系统控制方法与流程

    技术2025-04-26  19


    本公开涉及电池领域,特别涉及一种电池系统以及电池系统控制方法。


    背景技术:

    1、随着减碳减排越来越受到重视,工程机械全电动化进程逐渐加速。目前工程机械电动化的相关技术一般是将最多4个电池支路直接并联使用。该方案中,因各个电池支路的内阻、电压存在差异,且各支路之间没有控制电流的元件,会导致电池支路之间的充电电流不受控制,容易在电池支路之间形成环流。

    2、上述环流的危害主要包括:由于电池之间的连接电路一般不包括电阻元件,因此较小的电势差也将产生较大的环流电流,使得电池充电电流过大,可能造成过热、电池寿命缩短等危害;由于环流会使得电池之间的充放电不均匀,造成例如部分电池充电完成而部分电池未完成却停止充电的情况,导致整体电池容量不能得到充分利用,从而直接影响电池系统的性能。


    技术实现思路

    1、相关技术的电池系统中,容易在电池支路之间形成环流,影响电池系统的性能。

    2、鉴于此,本公开提供了一种电池系统,能够提高电池系统的效率以及安全性能。

    3、根据本公开的一个方面,提供了一种电池系统,包括:

    4、多个电池支路,每个电池支路包括:

    5、直流/直流变流器,配置为控制所述电池支路中的充电电流或放电电流,包括第一侧和第二侧;

    6、第一继电器,与所述直流/直流变流器的第一侧电连接;

    7、至少一个电池,与所述第一继电器电连接;

    8、输入/输出接口,与所述多个电池支路中每个电池支路的直流/直流变流器的第二侧电连接,配置为对所述多个电池支路的充电电流或放电电流进行汇流;

    9、系统控制单元,与每个电池支路中的直流/直流变流器、第一继电器通信连接,配置为:

    10、控制每个电池支路中的直流/直流变流器,对每个电池支路中的电池进行充电或放电;

    11、在某一电池支路的电流低于第一电流阈值的情况下,控制所述电池支路中的第一继电器断开,结束所述电池支路中电池的充电或放电。

    12、在一些实施例中,所述多个电池支路中的每个电池支路还包括:

    13、传感器,配置为感测所述至少一个电池的状态参数;

    14、支路控制单元,与所述传感器通信连接,配置为根据所述传感器感测的状态参数,确定所述至少一个电池的荷电状态。

    15、在一些实施例中,所述支路控制单元进一步配置为根据所述至少一个电池的荷电状态和所述传感器感测的状态参数,确定电池支路的最大充电电流。

    16、在一些实施例中,所述系统控制单元进一步配置为:

    17、根据所述多个电池支路中每个电池支路的最大充电电流,确定所述电池系统的总充电电流;

    18、控制每个电池支路中的直流/直流变流器,根据所述每个电池支路的最大充电电流,对电池进行充电。

    19、在一些实施例中,所述系统控制单元进一步配置为:

    20、在某一电池支路的电压小于电压阈值的情况下,控制所述电池支路的直流/直流变流器,以恒流模式对每个电池支路中的电池进行充电;

    21、在所述电池支路中的电池电压大于等于电压阈值的情况下,控制所述电池支路的直流/直流变流器,以恒压模式对每个电池支路中的电池进行充电。

    22、在一些实施例中,所述系统控制单元进一步配置为:

    23、控制各个电池支路中的直流/直流变流器,根据每个电池支路中至少一个电池的荷电状态,对电池进行放电,包括:

    24、在某一电池支路中电池的荷电状态低于其他电池支路时,控制所述电池支路的直流/直流变流器,减小所述电池支路的放电电流,提高其他电池支路的放电电流,使得总放电电流不变;

    25、在某一电池支路中电池的荷电状态高于其他电池支路时,控制所述电池支路的直流/直流变流器,提高所述电池支路的放电电流,降低其他电池支路的放电电流,使得总放电电流不变。

    26、在一些实施例中,每个电池支路中还包括预处理子支路,所述预处理子支路包括第二继电器和电阻,所述预处理子支路与电池支路中的所述第一继电器并联。

    27、在一些实施例中,所述系统控制单元进一步配置为:

    28、控制每个电池支路中的直流/直流变流器,对每个电池支路中的电池进行充电之前,控制所述多个电池支路以预处理模式运行;

    29、在某一电池支路中的电流低于第二电流阈值的情况下,或某一电池支路以预处理模式运行的时间超过阈值的情况下,控制所述电池支路以正常模式运行,直至所述多个电池支路均以所述正常模式运行,所述正常模式为电池支路充放电的常规状态。

    30、在一些实施例中,所述系统控制单元进一步配置为:

    31、控制每个电池支路中的直流/直流变流器,对每个电池支路中的电池进行放电之前,控制所述多个电池支路以预处理模式运行;

    32、在某一电池支路中的电流低于第二电流阈值的情况下,或所述电池支路以预处理模式运行的时间超过阈值的情况下,控制所述电池支路以正常模式运行,直至所述多个电池支路均以所述正常模式运行。

    33、在一些实施例中,在预处理模式中,所述多个电池支路中每个电池支路的第一继电器断开,预处理子支路的第二继电器闭合,电流通过所述预处理子支路在直流/直流变流器和电池之间流动;在正常模式中,所述多个电池支路中每个电池支路的第一继电器闭合,预处理子支路的第二继电器断开,电流通过所述第一继电器在直流/直流变流器和电池之间流动。

    34、在一些实施例中,所述传感器包括温度传感器、电压传感器、电流传感器。

    35、在一些实施例中,所述直流/直流变流器包括:微控制模块,与所述系统控制单元通信连接,配置为接收并执行所述系统控制单元的控制指令。

    36、在一些实施例中,所述直流/直流变流器是双向直流/直流变流器。

    37、根据本公开的另一方面,提供了一种电池系统控制方法,包括:

    38、根据多个电池支路中每个电池支路的最大充电电流,确定电池系统的总充电电流;

    39、控制每个电池支路中的直流/直流变流器,根据所述每个电池支路的最大充电电流,对每个电池支路中的电池进行充电;

    40、在某一电池支路的电流低于第一电流阈值的情况下,控制所述电池支路中的第一继电器断开,结束所述电池支路中的电池的充电。

    41、根据本公开的再一方面,提供了一种电池系统控制方法,包括:

    42、控制每个电池支路中的直流/直流变流器,对每个电池支路中的电池进行放电;

    43、在某一电池支路的电流低于第一电流阈值的情况下,控制所述电池支路中的第一继电器断开,结束所述电池支路中的电池的放电。

    44、本公开的电池系统,通过在每个电池支路中包括直流/直流变流器,可以对电池支路进行隔离并分别控制每个电池支路中的电流大小,从而避免环流的产生,提高电池系统的安全性能以及效率。



    技术特征:

    1.一种电池系统,包括:

    2.根据权利要求1所述的电池系统,其中:

    3.根据权利要求2所述的电池系统,其中,所述支路控制单元进一步配置为根据所述至少一个电池的荷电状态和所述传感器感测的状态参数,确定电池支路的最大充电电流。

    4.根据权利要求3所述的电池系统,其中,所述系统控制单元进一步配置为:

    5.根据权利要求4所述的电池系统,其中,所述系统控制单元进一步配置为:

    6.根据权利要求2所述的电流系统,其中,所述系统控制单元进一步配置为:

    7.根据权利要求1所述的电池系统,其中,每个电池支路中还包括预处理子支路,所述预处理子支路包括第二继电器和电阻,所述预处理子支路与电池支路中的所述第一继电器并联。

    8.根据权利要求7所述的电池系统,其中,所述系统控制单元进一步配置为:

    9.根据权利要求7所述的电池系统,其中,所述系统控制单元进一步配置为:

    10.根据权利要求8所述的电池系统,其中:

    11.根据权利要求1所述的电池系统,其中,所述传感器包括温度传感器、电压传感器、电流传感器。

    12.根据权利要求1所述的电池系统,其中,所述直流/直流变流器包括:微控制模块,与所述系统控制单元通信连接,配置为接收并执行所述系统控制单元的控制指令。

    13.根据权利要求1至12中任一项所述的电池系统,其中,所述直流/直流变流器是双向直流/直流变流器。

    14.一种电池系统控制方法,包括:

    15.一种电池系统控制方法,包括:


    技术总结
    本公开涉及一种电池系统以及电池系统控制方法。电池系统包括:多个电池支路、输入/输出接口、系统控制单元。其中,每个电池支路包括:直流/直流变流器,配置为控制电池支路中的充电电流或放电电流,包括第一侧和第二侧;第一继电器,与直流/直流变流器的第一侧电连接;至少一个电池,与第一继电器电连接。上述输入/输出接口与每个电池支路的直流/直流变流器的第二侧电连接,对多个电池支路的充电电流或放电电流进行汇流。系统控制单元配置为:控制每个电池支路中的直流/直流变流器,对电池进行充电或放电;在某一电池支路的电流低于第一电流阈值的情况下,控制该电池支路中的第一继电器断开,结束该电池支路中电池的充电或放电。

    技术研发人员:荣真基,张强,杨宝娟
    受保护的技术使用者:江苏徐工工程机械研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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