本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于電動汽車動力電池的檢測及維護系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和電池測試維護單元，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括：遠程網(wǎng)絡(luò)交換機和本地網(wǎng)絡(luò)交換機、遠程調(diào)度服務(wù)器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、防火墻；所述電池測試維護單元包括：電池充放電設(shè)備、均衡裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點是能夠高效地完成電池組的基本電氣功能檢測；通過合理計算電池組及單體電池的容量、內(nèi)阻、極化、一致性等參數(shù)從而給出電池組的各項客觀評價指標；能夠有效地對待測電池組進行異常單體電池故障定位、篩選剔除以及對待測電池組進行均衡維護；具有較強和廣泛的實用價值。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種用于電動汽車動力電池的檢測及維護系統(tǒng)，屬于電池
技術(shù)介紹
目前，伴隨電動汽車的發(fā)展，動力電池技術(shù)也取得了一定的進步，能量密度更高，體積更小，循環(huán)次數(shù)更多的鋰離子動力電池成為眾多汽車廠商優(yōu)選的電動汽車重要動力源。然而隨著應(yīng)用場合的增加，在實踐過程中發(fā)現(xiàn)，動力電池輸出特性受環(huán)境溫度、充放電條件等因素影響較大，尤其動力電池串并聯(lián)成組后，單體之間的不一致性差異導致整組電池在循環(huán)次數(shù)、輸出功率等方面性能下降，無法滿足電動汽車、儲能系統(tǒng)等應(yīng)用場合的要求。針對電動汽車規(guī)模化發(fā)展之后動力電池的定期檢驗和維護問題，為了對整組電池的電氣性能、輸出性能和一致性做出判斷和評價，提示電池廠家或車輛運營單位電池是否需要進行維護，判斷電池性能是否可以繼續(xù)應(yīng)用于電動汽車。因此動力電池檢測及維護系統(tǒng)必不可少，其為電動車輛的規(guī)模化發(fā)展提供了技術(shù)保障，也為更加合理、經(jīng)濟的使用動力電池創(chuàng)造了條件。動力電池檢測及維護系統(tǒng)的核心技術(shù)主要包括大功率高精度AC/DC變換器技術(shù)和動力電池測試軟件系統(tǒng)及評估技術(shù)兩個方面。其中目前國內(nèi)市場上的電池測試設(shè)備多針對鉛酸電池設(shè)計，在電池容量、設(shè)備精度、測試方法等方面難以滿足電動汽車用鋰離子動力電池的需求。而且鋰離子動力電池測試設(shè)備嚴重依賴進口，迪卡龍等國外品牌占據(jù)著絕大部分市場份額，不利于我國在電動汽車鋰離子動力電池領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，而且目前的動力電池檢測設(shè)備只是針對電池的檢測過程設(shè)計，缺乏維護功能，無法實現(xiàn)問題檢測后的維護工作，所以研究鋰離子動力電池檢測及維護系統(tǒng)的研究工作迫在眉睫。目前，針對動力電池容量大、轉(zhuǎn)換效率要求高等特點，動力電池檢測及維護系統(tǒng)著力發(fā)展低壓大電流高效雙向DC/DC變換技術(shù)。其一是結(jié)合動力電池負載特性的雙向充放電設(shè)備電氣拓撲建模技術(shù)，目前該類設(shè)備缺乏該項技術(shù)的深入研究；其二是大容量PWM+DC/DC模塊并聯(lián)技術(shù)。因此，多個模塊并聯(lián)時，需要平均分擔負載功率，采取有效的并聯(lián)控制技術(shù)抑制環(huán)流，從而可以靈活構(gòu)成各種功率等級的電源系統(tǒng)，目前該類設(shè)備大功率DC/DC并聯(lián)技術(shù)包括全數(shù)字化控制技術(shù)缺乏深入研究和應(yīng)用。其三是PWM+DC/DC協(xié)調(diào)控制技術(shù)，目前國內(nèi)外使用的大功率電池測試設(shè)備采用兩級式結(jié)構(gòu)，但兩級相互獨立，基本無配合，而由于動力工況復雜程度的增加對系統(tǒng)響應(yīng)提出了更高要求，因此需要根據(jù)輸出動態(tài)特性對前后進行協(xié)調(diào)整體控制；其四是動力電池高效均衡技術(shù)，目前動力電池的均衡電路拓撲結(jié)構(gòu)較多，而對采用小電流、長時間的車載均衡控制策略，然而由于車載均衡器的均衡容量小，無法滿足大容量電池短時間均衡的需求，也無法配合檢測系統(tǒng)完成單體電池一致性參數(shù)的評估和單體電池的充放電維護。其五是電池檢測及維護系統(tǒng)的軟件控制算法軟件，目前能夠完成電池檢測的軟件都不具備電池自動維護的功能。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種能夠克服上述技術(shù)問題的用于電動汽車動力電池的檢測及維護系統(tǒng)，本專利技術(shù)包括:監(jiān)控系統(tǒng)、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和電池測試維護單元，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括:遠程網(wǎng)絡(luò)交換機和本地網(wǎng)絡(luò)交換機、遠程調(diào)度服務(wù)器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、防火墻；所述遠程調(diào)度服務(wù)器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、防火墻分別與遠程網(wǎng)絡(luò)交換機連接，所述監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)服務(wù)器分別與本地網(wǎng)絡(luò)交換機連接。所述電池測試維護單元包括:電池充放電設(shè)備、均衡裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括同步式電池數(shù)據(jù)采集裝置、電池管理系統(tǒng)；所述電池充放電設(shè)備與CAN總線連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與CAN總線連接，所述均衡裝置通過CAN總線與CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接，所述電池測試維護單元通過CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與本地網(wǎng)絡(luò)交換機連接。所述電池充放電設(shè)備、均衡裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是本專利技術(shù)的硬件基礎(chǔ)和核心部分，主要通過電池輸出電氣性能的檢測完成電池測試過程充放電功率的輸入和輸出控制，同時完成控制策略的實施和過程控制；本專利技術(shù)的通訊總線主·要采用CAN總線和LAN總線。本專利技術(shù)的多單元級聯(lián)方式是:當多個電池測試維護單元同時使用時，則每個電池測試維護單元通過一個CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與本地網(wǎng)絡(luò)交換機連接，以實現(xiàn)多個電池測試維護單元的級聯(lián)使用。本專利技術(shù)按功能劃分執(zhí)行級、用戶級和網(wǎng)絡(luò)級。其中執(zhí)行級是本專利技術(shù)的基本單元，由基本的電池測試維護單元和CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)組成，其硬件執(zhí)行機構(gòu)完成檢測過程的自動控制，并采用CAN2.0轉(zhuǎn)LAN完成協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)上傳；本專利技術(shù)的用戶級負責監(jiān)控充放電過程、故障報警和數(shù)據(jù)庫本地存儲等功能，其包括監(jiān)控計算機、本地網(wǎng)絡(luò)交換機；本專利技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)級負責數(shù)據(jù)的遠程訪問等功能，由遠程網(wǎng)絡(luò)交換機、遠程調(diào)度服務(wù)器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、防火墻構(gòu)成，采用TCP/IP協(xié)議標準。電池狀態(tài)檢測基本策略是:在決定電池的眾多參數(shù)中，整組容量、整組直流等效電阻、單體直流內(nèi)阻以及極化電壓平臺以及極化恢復時間是標志電池特性的幾個重要參數(shù)。而對于電池包而言，電池包系統(tǒng)的電氣功能和精度檢測也是電池包檢測的重要內(nèi)容。考慮電池包參數(shù)和功能檢測或估算過程的準確性和時間性，因此能夠采用分步式檢測過程:1、快速檢測過程；2、維護檢測過程。而這兩個過程中能夠完成檢測的指標也不完全相同。本專利技術(shù)在快速檢測過程中由于檢測時間較短，因此，在這個過程中，更多以檢測電池包的電氣功能和電池等效直流內(nèi)阻:包括通訊功能、靜態(tài)精度校驗、動態(tài)精度校驗、整箱電池等效直流電阻、單體電池等效直流內(nèi)阻。通訊功能是控制系統(tǒng)通過與電池箱BMS系統(tǒng)的通訊，獲取其采集的電池電壓、電流等 目息，測試BMS系統(tǒng)通訊是否正常。靜態(tài)精度校驗是在充放電初始階段沒有電流的情況下，控制系統(tǒng)通過電池數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集電池電壓、電流信息，并與電池箱BMS系統(tǒng)采集的電池電壓、電流進行對比，測試BMS系統(tǒng)的檢測精度。動態(tài)精度校驗是在動力電池充放電測試過程中，控制系統(tǒng)通過電池數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集電池電壓、電流信息，并與電池箱BMS系統(tǒng)采集的電池電壓、電流進行對比，測試BMS系統(tǒng)的檢測精度。整箱電池等效直流電阻是控制系統(tǒng)通過與功率輸出系統(tǒng)的通訊，控制充放電電流的同時，獲取每節(jié)單體電池電壓信息，計算整組電池的直流阻抗。單體電池等效直流內(nèi)阻是控制系統(tǒng)通過與功率輸出系統(tǒng)、電池采集系統(tǒng)的通訊，控制充放電電流的同時，獲取每節(jié)單體電池電壓信息，計算電池直流內(nèi)阻，從而判斷直流內(nèi)阻嚴重超限的個體。本專利技術(shù)的常規(guī)檢測過程是指在電池使用過程中，定期對電池包進行性能檢測和常規(guī)維護功能，這個過程中主要是對現(xiàn)場應(yīng)用過程中出現(xiàn)問題的電池或每間隔半年進行全充電至放電一個流程，即能夠?qū)崿F(xiàn)電池容量、整箱電池等效直流電阻、單體電池等效直流內(nèi)阻、充放電極化平臺、電池組一致性檢測項目，因此，在這個過程中，能夠?qū)Υ龣z電池包進行更多性能相關(guān)的檢測:本專利技術(shù)的控制系統(tǒng)通過與功率輸出系統(tǒng)的通訊，控制充放電電流的同時，計量電池包容量，作為電池包的實際容量；本專利技術(shù)的控制系統(tǒng)通過與功率輸出系統(tǒng)的通訊，控制充放電過程中的電流，同時采集充電一靜置過程，采集各單體電池的電壓變化，同時獲取各節(jié)電池的電壓恢復時間及幅值，作為衡量電池極化電壓的重要指標。本專利技術(shù)的控制系統(tǒng)通過與均衡系統(tǒng)的通訊，控制充放電均衡電流，同時采集各單體電池的電量信息，計算單體電池的容量、SOC差異度，并作為衡量電池本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于電動汽車動力電池的檢測及維護系統(tǒng)，其特征在于，包括：監(jiān)控系統(tǒng)、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和電池測試維護單元，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括：遠程網(wǎng)絡(luò)交換機和本地網(wǎng)絡(luò)交換機、遠程調(diào)度服務(wù)器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、防火墻；所述遠程調(diào)度服務(wù)器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、防火墻分別與遠程網(wǎng)絡(luò)交換機連接，所述監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)服務(wù)器分別與本地網(wǎng)絡(luò)交換機連接；所述電池測試維護單元包括：電池充放電設(shè)備、均衡裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述電池充放電設(shè)備與CAN總線連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與CAN總線連接，所述均衡裝置通過CAN總線與CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接，所述電池測試維護單元通過CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與本地網(wǎng)絡(luò)交換機連接。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于電動汽車動力電池的檢測及維護系統(tǒng)，其特征在于，包括:監(jiān)控系統(tǒng)、CAN轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和電池測試維護單元，所述監(jiān)控系統(tǒng)包括:遠程網(wǎng)絡(luò)交換機和本地網(wǎng)絡(luò)交換機、遠程調(diào)度服務(wù)器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)服務(wù)器、防火墻；所述遠程調(diào)度服務(wù)器、數(shù)據(jù)訪問服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)打印機、防火墻分別與遠程網(wǎng)絡(luò)交換機連接，所述監(jiān)控計算機、數(shù)據(jù)服務(wù)器分別與本地網(wǎng)絡(luò)交換機連接； 所述電池測試維護單元包括:電池充放電設(shè)備、均衡裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述電池...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：溫家鵬，馮韜，李威，宋修明，路其龍，張計濤，劉軍，
申請(專利權(quán))人：北京優(yōu)科利爾能源設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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