電池組或電容器組管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了電池組或電容器組管理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)的一【具體實(shí)施方式】包括：測(cè)量裝置，用于測(cè)量接入的電池或電容器的電壓、接入的電池或電容器的充、放電電流和所述電池組或電容器組中各單體電池或電容器的溫度；充電裝置，用于對(duì)接入的電池或電容器進(jìn)行充電；放電裝置，用于對(duì)接入的電池或電容器進(jìn)行放電，所述放電裝置與所述充電裝置、所述測(cè)量裝置相互并聯(lián)；開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，一端連接電池組或電容器組，另一端連接所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置；處理器，與所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置通信連接。該實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了電池組或電容器組中各個(gè)電池或電容器電量的均衡，提高了電池組或電容器組的整體性能，延長(zhǎng)了電池組或電容器組中電池或電容器的壽命。
【專利說明】
電池組或電容器組管理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及電力技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電池組或電容器組管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電池組或電容器組在通信后備電源、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。然而，電池組或電容器組的性能、使用壽命等往往被串聯(lián)在電池組或電容器組內(nèi)的某節(jié)或某幾節(jié)單體電池或電容器限制住，即電池組或電容器組中經(jīng)常發(fā)生的“木桶效應(yīng)”。
[0003]因此，在電池組或電容器組的使用過程中，對(duì)串聯(lián)在一起的各單體電池或電容器的在線(電池或電容器已安裝在系統(tǒng)中正常工作)檢測(cè)以及均衡非常重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本申請(qǐng)?zhí)峁┝穗姵亟M或電容器組管理系統(tǒng)，以解決【背景技術(shù)】中提到的問題。
[0005]第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N電池組或電容器組管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:測(cè)量裝置，用于測(cè)量接入的電池或電容器的電壓、接入的電池或電容器的充、放電電流和所述電池組或電容器組中各單體電池或電容器的溫度;充電裝置，用于對(duì)接入的電池或電容器進(jìn)行充電；放電裝置，用于對(duì)接入的電池或電容器進(jìn)行放電，所述放電裝置與所述充電裝置、所述測(cè)量裝置相互并聯(lián);開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，一端連接電池組或電容器組，另一端連接所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置，用于通過內(nèi)部開關(guān)的組合，使電池組或電容器組中的至少一個(gè)電池或電容器接入所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置;控制裝置，與處理器以及所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置連接，用于接收所述處理器發(fā)出的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)控制所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部開關(guān)的開閉，所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置的開關(guān)；處理器，與所述測(cè)量裝置以及所述控制裝置連接，用于向控制裝置發(fā)出控制所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部開關(guān)的控制信號(hào)，以及根據(jù)所述測(cè)量裝置測(cè)量出的電壓、電流和溫度，向控制裝置發(fā)出控制所述充電裝置或所述放電裝置的控制信號(hào)。
[0006]在一些實(shí)施例中，所述電池組或電容器組連接有電源或負(fù)載，所述電源用于對(duì)所述電池組或電容器組進(jìn)行充電，所述負(fù)載用于獲取所述電池組或電容器組提供的電能。
[0007]在一些實(shí)施例中，所述充電裝置還用于產(chǎn)生充電脈沖電流，所述放電裝置還用于產(chǎn)生放電脈沖電流，使得所述處理器從向控制裝置發(fā)出開啟所述充電裝置以產(chǎn)生充電脈沖電流或開啟所述放電裝置以產(chǎn)生放電脈沖電流開始，獲取所述測(cè)量裝置測(cè)量出的電壓、電流和溫度。
[0008]在一些實(shí)施例中，所述處理器通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，所述遠(yuǎn)程服務(wù)器用于獲取所述處理器發(fā)送的電壓、電流和溫度，對(duì)所述處理器發(fā)送的電壓、電流和溫度進(jìn)行分析，以確定接入的電池或電容器的健康狀態(tài)。
[0009]在一些實(shí)施例中，所述充電裝置包括直流輸入端，所述放電裝置包括直流輸出端。
[0010]在一些實(shí)施例中，所述充電裝置的直流輸入端連接所述電池組或電容器組，所述電池組或電容器組用于向所述充電裝置提供能量;所述放電裝置的直流輸出端連接所述電池組或電容器組，所述電池組或電容器組用于存儲(chǔ)所述放電裝置吸收的能量；
[0011]在一些實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括儲(chǔ)能裝置，所述儲(chǔ)能裝置與所述放電裝置的直流輸出端連接，用于存儲(chǔ)所述放電裝置吸收的能量，和/或與所述充電裝置的直流輸入端連接，用于向所述充電裝置提供能量。
[0012]在一些實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能裝置包括電池和/或電容。
[0013]在一些實(shí)施例中，所述充電裝置包括交流輸入端，所述交流輸入端與電網(wǎng)連接，所述放電裝置包括逆變器與交流輸出端，所述交流輸出端與電網(wǎng)或交流負(fù)載連接。
[0014]本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾姵亟M或電容器組管理系統(tǒng)，通過處理器發(fā)出控制信號(hào)，使得控制裝置控制測(cè)量裝置，充電裝置，放電裝置和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了電池組或電容器組中各個(gè)電池或電容器電量的均衡，提高了電池組或電容器組的整體性能，延長(zhǎng)了電池組或電容器組中電池或電容器的壽命。
【附圖說明】

[0015]通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0016]圖1是根據(jù)本申請(qǐng)的可以應(yīng)用于其中的示例性系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0017]圖2是根據(jù)本申請(qǐng)的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3A是適于用來實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的一個(gè)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3B是適于用來實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的又一個(gè)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3C是適于用來實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的又一個(gè)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4A是適于用來實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的充電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4B是適于用來實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的放電模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是根據(jù)本申請(qǐng)的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景的一個(gè)示意圖；
[0024]圖6是適于用來實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)實(shí)用新型，而非對(duì)該實(shí)用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與有關(guān)實(shí)用新型相關(guān)的部分。
[0026]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。
[0027]圖1示出了可以應(yīng)用本申請(qǐng)的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的實(shí)施例的示例性系統(tǒng)架構(gòu)100。
[0028]如圖1所示，系統(tǒng)架構(gòu)100可以包括安裝有電池組或電容器組的設(shè)備101，網(wǎng)絡(luò)102、服務(wù)器103。網(wǎng)絡(luò)102用以在設(shè)備101和服務(wù)器103之間提供通信鏈路的介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)102可以包括各種連接類型，例如有線、無線通信鏈路或者光纖電纜等等。
[0029]設(shè)備101可以是通信后備電源、電動(dòng)汽車、電動(dòng)汽車充電粧、儲(chǔ)能電站等。
[0030]服務(wù)器103可以是對(duì)信息進(jìn)行分析和記錄的服務(wù)器，例如對(duì)設(shè)備101中電池組或電容器組管理系統(tǒng)發(fā)來的電池組或電容器組的維護(hù)信息進(jìn)行分析與記錄。如果發(fā)現(xiàn)電池組或電容器組的維護(hù)信息存在異常，可以生成包括異常的設(shè)備的位置或編號(hào)信息的提示消息，以此實(shí)現(xiàn)電池組或電容器組的遠(yuǎn)程管理。服務(wù)器103也可以根據(jù)上傳的電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)，計(jì)算電壓閥值或電量閥值，下傳到處理器206，然后由處理器206根據(jù)上述電壓閥值或電量閥值進(jìn)行操作。此外，服務(wù)器103可以直接下傳指令，控制處理器206進(jìn)行均衡或其他操作。
[0031]需要說明的是，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的電池組或電容器組管理系統(tǒng)一般由設(shè)備101執(zhí)行，相應(yīng)地，電池組或電容器組管理系統(tǒng)的各個(gè)組成部分一般分別設(shè)置于設(shè)備101中。
[0032]應(yīng)該理解，圖1中的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的數(shù)目?jī)H僅是示意性的。根據(jù)實(shí)現(xiàn)需要，可以具有任意數(shù)目的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器。
[0033]繼續(xù)參考圖2，圖2示出了電池組或電容器組管理系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的電池組或電容器組管理系統(tǒng)200包括測(cè)量裝置201，用于測(cè)量接入的電池或電容器的電壓、接入的電池或電容器的充、放電電流和上述電池組或電容器組中各單體電池或電容器的溫度；充電裝置202，用于對(duì)接入的電池或電容器進(jìn)行充電；放電裝置203，用于對(duì)接入的電池或電容器進(jìn)行放電，上述放電裝置203與上述充電裝置202、上述測(cè)量裝置201相互并聯(lián);開關(guān)網(wǎng)絡(luò)204，一端連接電池組或電容器組，另一端連接上述測(cè)量裝置201、上述充電裝置202和上述放電裝置203，用于通過內(nèi)部開關(guān)的組合，使電池組或電容器組中的至少一個(gè)電池或電容器接入上述測(cè)量裝置201、上述充電裝置202和上述放電裝置203;控制裝置205，與處理器206以及上述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)204、上述測(cè)量裝置201、上述充電裝置202和上述放電裝置203連接，用于接收上述處理器206發(fā)出的控制信號(hào)，并根據(jù)上述控制信號(hào)控制上述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)204內(nèi)部開關(guān)的開閉，上述測(cè)量裝置201、上述充電裝置202和上述放電裝置203的開關(guān);處理器206，與測(cè)量裝置201以及控制裝置205連接，用于向控制裝置205發(fā)出控制開關(guān)網(wǎng)絡(luò)204內(nèi)部開關(guān)的控制信號(hào)，以及根據(jù)測(cè)量裝置201測(cè)量出的電壓、電流和溫度，向控制裝置205發(fā)出控制充電裝置202或放電裝置203的控制信號(hào)，以均衡電池組或電容器組中各個(gè)電池或電容器的電量。
[0034]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，可以使用本領(lǐng)域常見的確定電量的方法，也可以預(yù)先建立上述電壓、電流和溫度與電池或電容器的電量值的對(duì)應(yīng)關(guān)系。可以為測(cè)試電池或測(cè)試電容器提供預(yù)定大小的充電電流或放電電流，其中，上述測(cè)試電池或測(cè)試電容與上述電池組中電池或上述電容器組中電容器型號(hào)相同。測(cè)量并記錄上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的電壓、上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的溫度、上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的內(nèi)阻;根據(jù)上述內(nèi)阻計(jì)算上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的電量值，將上述電量值作為與上述預(yù)定大小的充電電流或放電電流、上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的電壓和上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的溫度對(duì)應(yīng)的電量值。充電電流或放電電流的大小可以是充電裝置202、放電裝置203可提供的充電電流或放電電流的大小。可以按照一定的時(shí)間周期采集測(cè)量并記錄上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的電壓、上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的溫度、上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的內(nèi)阻，也可以選取多個(gè)不同電壓的測(cè)試電池或測(cè)試電容器，測(cè)試電池或測(cè)試電容器的溫度可以是其表面的溫度，也可以是其電極的溫度。上述測(cè)試電池或測(cè)試電容器的電量值可以根據(jù)上述內(nèi)阻計(jì)算，也可以通過放電測(cè)試等方式確定。處理器206可以獲取上述測(cè)量裝置201測(cè)量出的電壓、電流和溫度，按照預(yù)先建立的電壓、電流和溫度與電池或電容器的電量值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定接入的電池或電容器的電量值，若上述電量值低于預(yù)先確定的電量閾值，則向控制裝置205發(fā)出開啟上述充電裝置202，并且關(guān)閉上述放電裝置203的控制信號(hào)，若上述電量值高于預(yù)先確定的電量閾值，則向控制裝置205發(fā)出開啟上述放電裝置203，并且關(guān)閉上述充電裝置202的控制信號(hào)。
[0035]在本實(shí)施例中，上述電量閾值可以是電量上限值，也可以是電量下限值。處理器206可以獲取測(cè)量裝置201測(cè)量出的電池組或電容器組中各個(gè)電池或電容器的電壓、電流和溫度，按照預(yù)先建立的電壓、電流和溫度與電池或電容器的電量值的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定各個(gè)電池或電容器的電量值;對(duì)電池組或電容器組中各個(gè)電池或電容器的電量值進(jìn)行排序;根據(jù)上述排序結(jié)果，將第二高的電量值確定為電量上限值或?qū)⒌诙偷碾娏恐荡_定為電量下限值，其中，最高的電量值對(duì)應(yīng)的電池或電容器、最低的電量值對(duì)應(yīng)的電池或電容器可以為一個(gè)或多個(gè)，可以同時(shí)或先后對(duì)其進(jìn)行充放電操作，使得第二高的電量值或第二低的電量值發(fā)生變化，即電量閾值發(fā)生變化，再次選擇進(jìn)行充電或放電操作的電池或電容器，直到所有電池或電容器電量值相同。也可以是計(jì)算電池組或電容器組中所有電池或電容器的電量值的平均值，將平均值作為電量閾值，或是將電量值中出現(xiàn)次數(shù)最多的電量值作為電量閾值。例如，電池組或電容器組中各個(gè)電池或電容器的當(dāng)前儲(chǔ)存電量分別為200Ah，200Ah，200Ah，200Ah，230Ah，220Ah，那么電量閾值為220Ah，對(duì)電量值為230Ah的電池或電容器進(jìn)行放電操作。
[0036]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，處理器206也可以獲取測(cè)量裝置201采集到的電池組或電容器組中各個(gè)單體電池或電容器的電壓。通過放電裝置203對(duì)最高的電壓對(duì)應(yīng)的電池或電容器進(jìn)行放電操作，同樣也可以通過充電裝置202對(duì)最低的電壓對(duì)應(yīng)的電池或電容器進(jìn)行充電操作。其中，最高的電壓對(duì)應(yīng)的電池或電容器、最低的電壓對(duì)應(yīng)的電池或電容器可以為一個(gè)或多個(gè)，可以同時(shí)或先后對(duì)其進(jìn)行充放電操作，使其不再成為最高的電壓對(duì)應(yīng)的電池或電容器、最低的電壓對(duì)應(yīng)的電池或電容器，再次選擇進(jìn)行充電或放電操作的電池或電容器，直到所有電池或電容器電壓相同。例如，電池組或電容器組中各個(gè)電池或電容器的電壓分別為4V，4V，4V，4V，6V，5V，那么對(duì)電壓為6V的電池或電容器進(jìn)行放電操作。
[0037]在本實(shí)施例中，若電池組或電容器組為串聯(lián)電池組或電容器組，作為示例，開關(guān)網(wǎng)絡(luò)204的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可參見圖3A、圖3B、圖3C，圖3A、圖3B、圖3C中的電池符號(hào)也可以表示電容器。開關(guān)網(wǎng)絡(luò)204連接串聯(lián)電池組或電容器組內(nèi)串聯(lián)連接的各單體電池或電容器，通過內(nèi)部開關(guān)的適當(dāng)組合，可將某一節(jié)單體電池或電容器的正、負(fù)極分別連接到正極接口 B+、負(fù)極接口 B-3+和B-與測(cè)量裝置201、充電裝置202和放電裝置203連接。如圖3A所示，設(shè)電池組或電容器組內(nèi)串聯(lián)連接的單體電池或電容器為偶數(shù)個(gè)，若要將單體電池或電容器(m)的正、負(fù)極分別與B+、B-連接，則需要閉合開關(guān)S(2n)、S(2n-l)、SEl和S00。若要將單體電池或電容器(m-l)的正、負(fù)極分別與B+、B-連接，則需要閉合開關(guān)S(2n-l)、S(2n-2)、S01和SE0。其它單體電池或電容器的連接方式以此類推。如圖3B所示，設(shè)電池或電容器組內(nèi)串聯(lián)連接的單體電池或電容器為奇數(shù)個(gè)，若要將單體電池或電容器(m)的正、負(fù)極分別與B+、B-連接，則需要閉合開關(guān)S(2n+l)、S(2n)、S01和SE0。若要將單體電池或電容器(m-l)的正、負(fù)極分別與B+、B-連接，則需要閉合開關(guān)S(2n)、S(2n-l)、SEl和S00。其它單體電池或電容器的連接方式以此類推。如圖3C所示，若要將單體電池或電容器(m)的正、負(fù)極分別與B+、B-連接，則需要閉合開關(guān)S(m)+和S(m)-。若要將單體電池或電容器(m-Ι)的正、負(fù)極分別與B+、B-連接，則需要閉合開關(guān)S(m-l)+和S(m-l)-。其它單體電池或電容器的連接方式以此類推。實(shí)現(xiàn)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)204功能的開關(guān)連接方式還有很多種，其目的就是將至少一節(jié)單體電池或電容器通過開關(guān)連接到測(cè)量裝置201、充電裝置202和放電裝置203。
[0038]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，上述電池組或電容器組連接有電源或負(fù)載，上述電源用于對(duì)上述電池組電容器組進(jìn)行充電，上述負(fù)載用于獲取上述電池組或電容器組提供的電能。如圖5所示，電池組或電容器組管理裝置200管理的電池組或電容器組502可以連接有充電電源501或者負(fù)載503，圖5中的電池符號(hào)也可以表示電容器。
[0039]當(dāng)電池組或電容器組502與充電電源501連接時(shí)，電池組或電容器組處于充電狀態(tài)，電池組或電容器組管理裝置200用于響應(yīng)于檢測(cè)到電池組或電容器組502中有電池或電容器需要進(jìn)行放電均衡，對(duì)其進(jìn)行放電操作。通過進(jìn)行放電操作的電池或電容器的電流有兩部分組成，一部分是充電電源501提供的充電電流I1，另一部分是向電池組或電容器組管理裝置200提供的放電電流I2，通過正在進(jìn)行放電操作的電池或電容器的電流為^與〗:?之差。根據(jù)I^I2的大小關(guān)系確定上述電池或電容器整體處于充電還是放電狀態(tài)。例如，充電電源501向電池組或電容器組502提供的充電電流I1SlOOA,電池組或電容器組502中各個(gè)電池或電容器的當(dāng)前儲(chǔ)存電量分別為400Ah，400Ah，400Ah，400Ah，420Ah，400Ah。電池組或電容器組管理裝置200對(duì)當(dāng)前儲(chǔ)存電量為410Ah的電池或電容器進(jìn)行放電操作，如果放電電流為I2為20A，1小時(shí)后，所有電池或電容器電量都為500Ah，如果放電電流為I2為200A，0.1小時(shí)后，所有電池或電容器電量都為410Ah，以此實(shí)現(xiàn)了均衡的目的。
[0040]當(dāng)電池組或電容器組502與負(fù)載503連接時(shí)，電池組或電容器組處于放電狀態(tài)，電池組或電容器組管理裝置200用于響應(yīng)于檢測(cè)到電池組或電容器組502中的電池或電容器需要充電均衡，對(duì)其進(jìn)行充電操作。通過進(jìn)行充電操作的電池或電容器的電流有兩部分組成，一部分是向負(fù)載503提供的放電電流13，另一部分是電池組或電容器組管理裝置200提供的充電電流14，通過正在進(jìn)行充電操作的電池或電容器的電流為I3與I4之差。根據(jù)I3、l4的大小關(guān)系確定上述電池或電容器整體處于充電還是放電狀態(tài)。例如，電池組或電容器組502向負(fù)載503提供的放電電流I3為100A，電池組或電容器組502中各個(gè)電池或電容器的當(dāng)前儲(chǔ)存電量分別為400Ah，400Ah，400Ah，400Ah，380Ah，400Ah。電池組或電容器組管理裝置200對(duì)當(dāng)前儲(chǔ)存電量為380Ah的電池或電容器進(jìn)行充電操作，如果充電電流為I2為20A，I小時(shí)后，所有電池或電容器電量都為300Ah，如果放電電流為I2為200A，0.1小時(shí)后，所有電池或電容器電量都為390Ah，以此實(shí)現(xiàn)了均衡的目的。對(duì)于鉛酸電池，由于鉛酸電池在后備電源系統(tǒng)中一般處于長(zhǎng)期浮充狀態(tài)，因此在充電過程中對(duì)鉛酸電池的均衡往往沒有效果，但是在放電過程中，可以給電池組中電壓較低的單體電池提供較大的均衡電流(MOA)，因此可以在放電過程中減少電壓較低的單體電池的放電電流。由于放電電流減小，放電時(shí)間必然延長(zhǎng)，以此有效的延長(zhǎng)鉛酸電池的壽命。
[0041]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，上述充電裝置202還用于產(chǎn)生充電脈沖電流，上述放電裝置203還用于產(chǎn)生放電脈沖電流，使得上述處理器206從向控制裝置205發(fā)出開啟上述充電裝置202以產(chǎn)生充電脈沖電流或開啟上述放電裝置203以產(chǎn)生放電脈沖電流開始，獲取上述測(cè)量裝置201測(cè)量出的電壓、電流和溫度。
[0042]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，上述處理器206通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，上述遠(yuǎn)程服務(wù)器用于獲取上述處理器206發(fā)送的電壓、電流和溫度等，并計(jì)算接入的電池或電容器的健康狀態(tài)。電池或電容器的健康狀態(tài)(SOH)是電池組或電容器組管理系統(tǒng)中重要的參數(shù)，精確掌握SOH有助于及時(shí)了解電池組或電容器組各單體電池或電容器的健康狀態(tài)，及時(shí)更換老化的單體電池或電容器，可以提高電池組或電容器組的整體壽命。電池或電容器的SOH與在正、放電脈沖電流激勵(lì)后的電壓波動(dòng)成反比，即電壓波動(dòng)越大，SOH越小，電池或電容器的健康程度越低；電壓波動(dòng)越小，SOH越高，電池或電容器的健康程度越好。所需充、放電脈沖電流的大小與電池或電容器的電量值、溫度等參數(shù)有關(guān)。預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值可以是預(yù)先進(jìn)行SOH測(cè)試實(shí)驗(yàn)?？梢援a(chǎn)生充電脈沖電流或放電脈沖電流，使其通過多節(jié)已知SOH的與電池組或電容器組管理系統(tǒng)管理的電池或電容器型號(hào)相同的電池或電容器樣本，記錄通過脈沖電流時(shí)電池或電容器樣本的電壓曲線?？梢栽谇€上選取一些時(shí)間點(diǎn)，將這些時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電壓作為標(biāo)準(zhǔn)值，選取的時(shí)間點(diǎn)即為預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)。同樣可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法，利用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的電壓曲線訓(xùn)練SOH確定模型，利用訓(xùn)練出的模型，確定處理器206發(fā)送的電壓對(duì)應(yīng)的電池或電容器的SOH。
[0043]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，處理器206中也可以預(yù)先存儲(chǔ)有預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值，處理器206可以對(duì)比計(jì)算的SOH值與預(yù)先設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)值，以確定接入的電池或電容器的健康狀態(tài)，如果健康狀態(tài)低于電池或電容器正常運(yùn)行的健康狀態(tài)，向遠(yuǎn)程服務(wù)器上報(bào)電池或電容器需要更換的信息。
[0044]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，上述充電裝置202包括直流輸入端，上述放電裝置203包括直流輸出端。
[0045]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，上述充電裝置202的直流輸入端可以連接本電池組或電容器組管理系統(tǒng)所管理的整組電池組或電容器組;上述放電裝置203直流輸出端可以連接本電池組或電容器組管理系統(tǒng)所管理的整組電池組或電容器組。
[0046]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖4所示，上述系統(tǒng)還包括儲(chǔ)能裝置，上述儲(chǔ)能裝置與上述放電裝置203的直流輸出端連接，用于存儲(chǔ)上述放電裝置203吸收的能量，和/或與上述充電裝置202的直流輸入端連接，用于向上述充電裝置202提供能量。上述放電裝置203的直流輸出端也可以連接直流負(fù)載。通過儲(chǔ)能裝置的設(shè)置有效利用了電池或電容器中相對(duì)多余的電量，如果發(fā)現(xiàn)某單體電池或電容器的電壓或電量值偏高，系統(tǒng)以儲(chǔ)能裝置為中間部件，通過充、放電模塊將該節(jié)電池或電容器中的電量釋放到其他負(fù)載設(shè)備或儲(chǔ)能設(shè)備，提高了電池或電容器的利用效率。
[0047]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，上述儲(chǔ)能裝置包括電池和/或電容(包括超級(jí)電容)。電池或電容器也可以是多節(jié)電池或電容器串聯(lián)或并聯(lián)組成的電池組或電容器組。超級(jí)電容器是通過極化電解質(zhì)來儲(chǔ)能的一種電化學(xué)元件，是一種介于傳統(tǒng)電容器與電池之間、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原假電容電荷儲(chǔ)存電能。但在其儲(chǔ)能的過程并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這種儲(chǔ)能過程是可逆的，超級(jí)電容器可以反復(fù)充放電數(shù)十萬次。
[0048]在本實(shí)施例的一些可選的實(shí)現(xiàn)方式中，如圖4所示，上述充電裝置202包括交流輸入端，上述交流輸入端與電網(wǎng)連接，上述放電裝置203包括逆變器與交流輸出端，上述交流輸出端與電網(wǎng)或交流負(fù)載連接。上述交流輸出端與電網(wǎng)連接時(shí)，通過逆變器向電網(wǎng)回饋能量。
[0049]本申請(qǐng)的上述實(shí)施例提供的電池組或電容器組管理系統(tǒng)，通過處理器發(fā)出控制信號(hào)，使得控制裝置控制測(cè)量裝置，充電裝置，放電裝置和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了電池組或電容器組中各個(gè)電池或電容器電量的均衡，提高了電池組或電容器組的整體性能，延長(zhǎng)了電池組或電容器組中電池或電容器的壽命。
[0050]下面參考圖6，其示出了適于用來實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的電池組或電容器組管理系統(tǒng)的處理器206的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0051 ] 如圖6所示，處理器206包括中央處理單元(CPU)2061，其可以根據(jù)存儲(chǔ)部分2066中的程序而執(zhí)行各種適當(dāng)?shù)膭?dòng)作和處理。CPU2061與輸入/輸出(I/O)接口 2063通過總線2062相連。
[0052]以下部件連接至I/O接口2063:輸入部分2064 ；輸出部分2065 ；包括硬盤等的存儲(chǔ)部分2066;以及包括諸如LAN卡、調(diào)制解調(diào)器等的網(wǎng)絡(luò)接口卡的通信部分2067。通信部分2067經(jīng)由諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行通信處理。
[0053]以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的實(shí)用新型范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述實(shí)用新型構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池組或電容器組管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括: 測(cè)量裝置，用于測(cè)量接入的電池或電容器的電壓、接入的電池或電容器的充、放電電流和所述電池組或電容器組中各單體電池或電容器的溫度； 充電裝置，用于對(duì)接入的電池或電容器進(jìn)行充電； 放電裝置，用于對(duì)接入的電池或電容器進(jìn)行放電，所述放電裝置與所述充電裝置、所述測(cè)量裝置相互并聯(lián)； 開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，一端連接電池組或電容器組，另一端連接所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置，用于通過內(nèi)部開關(guān)的組合，使電池組或電容器組中的至少一個(gè)電池或電容器接入所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置； 控制裝置，與處理器以及所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)、所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置連接，用于接收所述處理器發(fā)出的控制信號(hào)，并根據(jù)所述控制信號(hào)控制所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部開關(guān)的開閉，所述測(cè)量裝置、所述充電裝置和所述放電裝置的開關(guān)； 處理器，與所述測(cè)量裝置以及所述控制裝置連接，用于向控制裝置發(fā)出控制所述開關(guān)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部開關(guān)的控制信號(hào)，以及根據(jù)所述測(cè)量裝置測(cè)量出的電壓、電流和溫度，向控制裝置發(fā)出控制所述充電裝置或所述放電裝置的控制信號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電池組或電容器組連接有電源或負(fù)載，所述電源用于對(duì)所述電池組或電容器組進(jìn)行充電，所述負(fù)載用于獲取所述電池組或電容器組提供的電能。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述充電裝置還用于產(chǎn)生充電脈沖電流，所述放電裝置還用于產(chǎn)生放電脈沖電流，使得所述處理器從向控制裝置發(fā)出開啟所述充電裝置以產(chǎn)生充電脈沖電流或開啟所述放電裝置以產(chǎn)生放電脈沖電流開始，獲取所述測(cè)量裝置測(cè)量出的電壓、電流和溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述處理器通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接，所述遠(yuǎn)程服務(wù)器用于獲取所述處理器發(fā)送的電壓、電流和溫度，對(duì)所述處理器發(fā)送的電壓、電流和溫度進(jìn)行分析，以確定接入的電池或電容器的健康狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述充電裝置包括直流輸入端，所述放電裝置包括直流輸出端。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述充電裝置的直流輸入端連接所述電池組或電容器組，所述電池組或電容器組用于向所述充電裝置提供能量;所述放電裝置的直流輸出端連接所述電池組或電容器組，所述電池組或電容器組用于存儲(chǔ)所述放電裝置吸收的能量；7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括儲(chǔ)能裝置，所述儲(chǔ)能裝置與所述放電裝置的直流輸出端連接，用于存儲(chǔ)所述放電裝置吸收的能量，和/或與所述充電裝置的直流輸入端連接，用于向所述充電裝置提供能量。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括電池和/或電容。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述充電裝置包括交流輸入端，所述交流輸入端與電網(wǎng)連接，所述放電裝置包括逆變器與交流輸出端，所述交流輸出端與電網(wǎng)或交流負(fù)載連接。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205693405SQ201620605391
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日 公開號(hào)201620605391.4, CN 201620605391, CN 205693405 U, CN 205693405U, CN-U-205693405, CN201620605391, CN201620605391.4, CN205693405 U, CN205693405U
【發(fā)明人】趙恩海, 宋佩, 鄒慶華, 譚婷, 董維勝
【申請(qǐng)人】鹽城市惠眾新能源科技有限公司