一種基于電池并聯(lián)的電動汽車模塊化動力系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明具體公開了一種基于電池并聯(lián)的電動汽車模塊化動力系統(tǒng)及控制方法，包括電池系統(tǒng)和電機控制系統(tǒng)，所述的電池系統(tǒng)包括供電電池組和電池管理系統(tǒng)，所述的電機控制系統(tǒng)包括逆變器和逆變控制模塊，所述的電池管理系統(tǒng)對供電電池組進行管理采樣及控制，所述的供電電池組與逆變器通過導線連接，逆變器將直流電逆變?yōu)榭烧{電壓、頻率的三相交流電提供給牽引電動機，所述的逆變控制模塊對逆變器進行控制，且通過總線與電池管理系統(tǒng)通訊。供電電池采用并聯(lián)連接方式，供電電池包分成n組，n組電池分別采用逆變電路給牽引電機提供供電，電機控制結合電池管理系統(tǒng)，從而利于動力系統(tǒng)的標準化、模塊化，便于電池的管理和更換。
【專利說明】一種基于電池并聯(lián)的電動汽車模塊化動力系統(tǒng)及控制方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種基于電池并聯(lián)的電動汽車模塊化動力系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術】
[0003]現(xiàn)有電動汽車動力電池普遍采用多節(jié)電池串聯(lián)的方式，牽引電機采用單個逆變單元執(zhí)行控制。
[0004]為了提高電壓目前普遍采用多節(jié)電池串聯(lián)的方式，由于容量限制，供電電池串聯(lián)的電池系統(tǒng)需要是大量電芯并聯(lián)之后再串聯(lián)組成的電池組，盡管這種方法比較容易實現(xiàn)，對管理系統(tǒng)要求不高，成本低，但維護比較麻煩，而且對各串聯(lián)電池包的性能一致性要求較高，否則，多節(jié)電池串聯(lián)的容量需按照電池最小的容量計算。因此，目前的電池串聯(lián)方式對容量大的電池是一種浪費，而且如果一節(jié)電池出現(xiàn)問題，并聯(lián)電池中的某節(jié)短路，會造成安全性問題，并將對整個電池組的工作造成致命的危害，整個電池組壽命和健康狀態(tài)受到串聯(lián)電芯壽命影響。
[0005]研究表明電池采用并聯(lián)方式連接，并聯(lián)充放電過程中各電池電壓差異較小，單體間通過調整各自電流大小也實現(xiàn)自我均衡，并聯(lián)時均能實現(xiàn)并聯(lián)單體全部滿充滿放，不同SOC狀態(tài)電池并聯(lián)，最終放出的電量與電池整體所含電量相當。
[0006]對于并聯(lián)電池的安全性與可靠性，多個小電池并聯(lián)不比單個大電池差，甚至更安全可靠。如果綜合考慮電池性能、生產(chǎn)成本、工藝成熟度、復雜度及安全性，采用多個小電池并聯(lián)更具有實用性。
[0007]牽引電機采用單個逆變單元執(zhí)行控制，逆變單元在電流較大時，設計困難，對執(zhí)行部分元件如驅動電路、IGBT (MOSFET)開關管要求較高。同時，逆變單元傳動裝置規(guī)格不統(tǒng)一，各功率級別傳動裝置不能互換。
[0008]針對逆變單元模塊并聯(lián)中的線路級并聯(lián)，能夠提高系統(tǒng)總的容量，提高變流器工作的可靠性，因此在很多場合，尤其是大功率應用中，較為常見。
[0009]現(xiàn)實電池管理系統(tǒng)(BMS)—般都實時檢測電池組的單體電壓、總電壓、總電流、溫度等參數(shù)，并對電池組進行過壓、過流、欠壓、過溫及短路等保護及控制，但基本數(shù)據(jù)測量僅限于系統(tǒng)自行測量監(jiān)控，保護控制也多局限于電池管理系統(tǒng)的相應保護措施。
[0010]電池系統(tǒng)與電機牽引系統(tǒng)不能做到資源與信息共享，在電池系統(tǒng)健康狀態(tài)不佳或電量不足時，電機牽引系統(tǒng)不能根據(jù)預警改變控制策略，在保證安全前提下高效運行。

【發(fā)明內容】

[0011]為了解決現(xiàn)有技術存在的缺點，本發(fā)明具體公開了一種基于電池并聯(lián)的電動汽車模塊化動力系統(tǒng)及控制方法。
[0012]本發(fā)明采用的技術方案如下: 一種基于電池并聯(lián)的電動汽車模塊化動力系統(tǒng)，包括電池系統(tǒng)和電機控制系統(tǒng)，所述的電池系統(tǒng)包括供電電池組和電池管理系統(tǒng)，所述的電機控制系統(tǒng)包括逆變器和逆變控制模塊，所述的電池管理系統(tǒng)對供電電池組進行管理采樣及控制，所述的供電電池組與逆變器通過導線連接，逆變器將直流電逆變?yōu)榭烧{電壓、頻率的三相交流電提供給牽引電動機，所述的逆變控制模塊對逆變器進行控制，且通過總線與電池管理系統(tǒng)通訊。
[0013]所述的供電電池組包括并聯(lián)連接的若干電池組，每個電池組包括若干串聯(lián)連接的電池單元，且每個電池組各自連接一個逆變模塊，即所述的逆變器由與電池包相同數(shù)量的逆變模塊并聯(lián)組成，所述的每個逆變模塊采用獨立直流母線為牽引電動機供電。
[0014]所述的每組電池所采用的逆變模塊可以為橋式逆變拓撲、三電平橋式逆變拓撲、多電平橋式逆變拓撲或軟開關橋式逆變拓撲。
[0015]所述的每個逆變模塊結構相同，每個逆變模塊都輸出三相交流電，每個逆變模塊的三個橋臂中點與一個輸出電抗器連接，各個電抗器并聯(lián)連接至牽引電動機。
[0016]所述的電池管理系統(tǒng)負責監(jiān)測充電情況、電機啟動，同時對電池單元進行實時數(shù)據(jù)(包括電壓、電流、溫度)采集，對所采集的數(shù)據(jù)分析及計算，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行SOC及SOH計算，進行均衡管理，根據(jù)電池狀態(tài)選擇控制策略，確定實施具體動作以利于電池的運行。
[0017]對電池單元進行實時數(shù)據(jù)采集，對所采集的數(shù)據(jù)分析及計算，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行SOC及SOH計算，進行均衡管理，這部分算法采用的現(xiàn)有技術中的常規(guī)算法，在此不進行詳細展開。
[0018]所述的電池管理系統(tǒng)控制策略如下:
電池溫度過高時啟動散熱風機進行散熱，電池充電之前溫度過低時，先對電池包加熱至設定溫度，再進行充電；檢測充電槍接入信號，充電時閉合充電回路，監(jiān)測充電過程中充電電流、電池電壓，實現(xiàn)過流保護、過壓保護，完成充電后斷開充電回路；檢測電動汽車鑰匙開關狀態(tài)，檢測啟動信號，監(jiān)測放電過程中放電電流、電池電壓，完成過流保護，過放保護；針對電機控制系統(tǒng)大電容進行預充電，預充完成后閉合主繼電器，斷開預充繼電器；顯示電池組的詳細信息包括:總電壓、總電流、S0C、單體電壓、電池溫度；電池管理保護啟動及電池運行條件差或繼電器等執(zhí)行元件未能正確執(zhí)行控制命令(包括故障導致)時報警。
[0019]模塊化動力系統(tǒng)的控制方法，如下:
針對新啟用的電池組，其采用獨立直流母線的并聯(lián)逆變模塊，逆變控制模塊同時監(jiān)測所有并聯(lián)逆變模塊的電流值，當電動汽車總驅動電流要求較小，即所有供電電池組的并聯(lián)回路電流都小于單個回路所能夠提供的總電流時，供電電池組放電電流通過自均衡功能，逆變控制模塊不必進行均流控制；當電動汽車總驅動電流要求較大，即有并聯(lián)回路電流大于單個回路所能夠提供的總電流時，逆變控制模塊進行均流控制將各模塊電流限制在電池允許最大放電電流范圍內；當電動汽車總驅動電流要求很大，即超過并聯(lián)電池所能夠提供的總電流時，逆變控制模塊進行均流控制，當將各模塊電流限制在電池允許最大放電電流范圍內，同時與電池管理系統(tǒng)通信，要求發(fā)出報警信號并告知用戶；
針對電池剩余容量(SOC)差或電池健康狀況(SOH)差別超過設定值的電池組，所述的電池管理系統(tǒng)采集，根據(jù)每供電電池組的剩余容量及健康狀態(tài)分配其輸出電流，從而控制每組供電電池組的放電電流大小和放電深度，避免過放和過流；逆變控制模塊根據(jù)電池管理系統(tǒng)分配的電流大小進行控制，這樣不僅可使整個電池組中電池的放電時間同步，而且確保系統(tǒng)不因為某一組電池出現(xiàn)問題而導致系統(tǒng)故障，甚至損害電池組，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度；
當電池狀態(tài)不正常時，亦即當供電電池組并聯(lián)回路出現(xiàn)過放(電池電壓低于允許值)、SOC過低、SOH過低情況時，電池管理系統(tǒng)通知逆變控制模塊，通知電機控制系統(tǒng)調整控制策略，將相應出現(xiàn)過放、SOC過低、SOH過低情況的并聯(lián)回路逆變模塊控制信號鎖死，亦即將相應并聯(lián)回路從動力系統(tǒng)中切除，保證個別電池狀態(tài)不佳時電動汽車能正常運行同時也能防止出現(xiàn)電池損壞，同時電池管理系統(tǒng)顯示報警，通告電動汽車動力系統(tǒng)運行狀態(tài)，提醒操作人員注意。
[0020]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果如下:
供電電池采用并聯(lián)連接方式，供電電池包分成η組，η組電池分別采用逆變電路給牽引電機提供供電，電機控制結合電池管理系統(tǒng)，從而利于動力系統(tǒng)的標準化、模塊化，便于電池的管理和更換。
[0021]本發(fā)明提出基于電池并聯(lián)的逆變模塊并聯(lián)系統(tǒng)作為電動汽車牽引系統(tǒng)，該動力系統(tǒng)模塊單元由電池組和逆變裝置共同組成，系統(tǒng)供電電池采用η組電池并聯(lián)連接方式組成供電電池包，η組電池分別采用逆變電路給牽引電機提供供電，各逆變模塊通過電抗器連接，電機控制系統(tǒng)結合電池管理系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共享，根據(jù)電池健康狀態(tài)和電量狀態(tài)實時調整控制策略，該方法能增大牽引系統(tǒng)輸出電流，實現(xiàn)大功率輸出，通過多模塊并聯(lián)分擔負載，可使各個模塊主開關器件電流應力大大減小，同時有利于電池的管理和更換。
[0022]進一步地，本發(fā)明意欲提供一種基于電池并聯(lián)的電動汽車動力系統(tǒng)，其中電池包分成η組，η組電池并聯(lián)連接，每組電池可以由m個電池采用串聯(lián)連接方式組成。電池管理系統(tǒng)負責監(jiān)測每節(jié)電池的放電電壓、電流大小和放電深度，判斷電池目前所處的狀態(tài)，并根據(jù)該狀態(tài)決定允許哪些操作，禁止哪些操作，并通過總線傳輸給電機控制系統(tǒng)，電池狀態(tài)不正常時，它應該能夠及時發(fā)現(xiàn)并提醒電機控制系統(tǒng)改變控制策略。
[0023]η組電池分別采用逆變模塊并聯(lián)給牽引電機提供供電，亦即N個逆變電路采用單獨母線供電。逆變模塊并聯(lián)組成調速系統(tǒng)，解決大功率驅動問題。電機控制系統(tǒng)亦即調速控制系統(tǒng)根據(jù)電池管理系統(tǒng)所提供信息，分配負載電流，適當調整控制策略，保證電池安全運行同時實現(xiàn)并聯(lián)輸出。
[0024]該動力系統(tǒng)與傳統(tǒng)動力系統(tǒng)相比較的優(yōu)點:
1、該方法增大牽引系統(tǒng)輸出電流，采用獨立直流母線并聯(lián)系統(tǒng)，其回路中不包含零序環(huán)流通路，因而能夠抑制某些并聯(lián)控制方式下存在的零序環(huán)流，從而能減小環(huán)流。
[0025]2、根據(jù)并聯(lián)各電池組支路電流計算單體S0C，根據(jù)每組電池的剩余容量及健康狀態(tài)分配其輸出電流，從而控制每組電池的放電電流大小和放電深度，避免過放和過流，可使整個電池組中電池的放電時間同步，而且確保系統(tǒng)不因為某一組電池出現(xiàn)問題而導致系統(tǒng)故障，甚至損害電池組，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。
[0026]3、逆變器模塊可以移植，可以通用，同時可使布局靈活。
[0027]4、逆變器模塊熱源分散，熱設計相對容易。
【專利附圖】

【附圖說明】[0028]圖1傳統(tǒng)動力系統(tǒng)示意圖；
圖2根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的動力系統(tǒng)A相電路圖示意圖；
圖3根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的動力系統(tǒng)示意圖 圖4根據(jù)圖2、3中的動力系統(tǒng)基本控制示意；
圖中B供電電池組，Tr逆變器，ΒΒη電池組，TrfTrn逆變模塊。
【具體實施方式】
[0029]下面結合附圖對本發(fā)明作更進一步說明。
[0030]如圖2所示，本發(fā)明的基于電池并聯(lián)的電動汽車模塊化動力系統(tǒng)包括電池系統(tǒng)和電機控制系統(tǒng)，所述的電池系統(tǒng)包括供電電池組B和電池管理系統(tǒng)，所述的電機控制系統(tǒng)包括逆變器Tr和逆變控制模塊，所述的電池管理系統(tǒng)對供電電池組進行管理采樣及控制，所述的供電電池組與逆變器通過導線連接，逆變器將直流電逆變?yōu)榭烧{電壓、頻率的三相交流電提供給牽引電動機，所述的逆變控制模塊對逆變器進行控制，且通過總線與電池管理系統(tǒng)通訊。
[0031]供電電池組共包括mXn節(jié)電池，由η組并聯(lián)供電池組BfBn組成，其中每組電池由m個電池串聯(lián)連接組成，供電電池組采用先串聯(lián)后并聯(lián)連接方式后，各組電池的一致性不需要完全一致，電池組輸出的電流為多組電池的電流值總和。且每個電池組各自連接一個逆變模塊，即所述的逆變器由與電池包相同數(shù)量的逆變模塊TrfTrn并聯(lián)組成，均為η個(η為自然數(shù))，所述的每個逆變模塊采用獨立直流母線為牽引電動機供電。
[0032]每組電池所采用的逆變模塊電路拓撲可以為橋式逆變拓撲、三電平橋式逆變拓撲、多電平橋式逆變拓撲或軟開關橋式逆變拓撲。
[0033]所述的每個逆變模塊結構相同，每個逆變模塊都輸出三相交流電，每個逆變模塊的三個橋臂中點與一個輸出電抗器連接，各個電抗器并聯(lián)連接至牽引電動機。
[0034]所述的電池管理系統(tǒng)負責監(jiān)測充電情況、電機啟動，同時對電池單元進行實時數(shù)據(jù)(包括電壓、溫度)采集，對所采集的數(shù)據(jù)分析及計算，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行SOC及SOH計算，進行均衡管理，根據(jù)電池狀態(tài)選擇控制策略，確定實施具體動作以利于電池的運行。
[0035]所述的電池管理系統(tǒng)控制策略如下:
電池溫度過高時啟動散熱風機進行散熱，電池充電之前溫度過低時，先對電池包加熱至某特定溫度，再進行充電；檢測充電槍接入信號，充電時閉合充電回路，監(jiān)測充電過程中充電電流、電池電壓，實現(xiàn)過流保護、過壓保護，完成充電后斷開充電回路；檢測電動汽車鑰匙開關狀態(tài)，檢測啟動信號，監(jiān)測放電過程中放電電流、電池電壓，完成過流保護，過放保護；針對電機控制系統(tǒng)大電容進行預充電，預充完成后閉合主繼電器，斷開預充繼電器；顯示電池組的詳細信息包括:總電壓、總電流、S0C、單體電壓、電池溫度；電池管理保護啟動及電池運行條件差或繼電器等執(zhí)行元件未能正確執(zhí)行控制命令(包括故障導致)時報警。
[0036]模塊化動力系統(tǒng)的控制方法，如下:
針對新啟用的電池組，其采用獨立直流母線的并聯(lián)逆變模塊，逆變控制模塊同時監(jiān)測所有并聯(lián)逆變模塊的電流值，當電動汽車總驅動電流要求較小，即所有供電電池組的并聯(lián)回路電流都小于單個回路所能夠提供的總電流時，供電電池組放電電流通過自均衡功能，逆變控制模塊不必進行均流控制；當電動汽車總驅動電流要求較大，即有并聯(lián)回路電流大于單個回路所能夠提供的總電流時，逆變控制模塊進行均流控制將各模塊電流限制在電池允許最大放電電流范圍內；當電動汽車總驅動電流要求很大，即超過并聯(lián)電池所能夠提供的總電流時，逆變控制模塊進行均流控制，當將各模塊電流限制在電池允許最大放電電流范圍內，同時與電池管理系統(tǒng)通信，要求發(fā)出報警信號并告知用戶；
針對電池容量差或電池健康狀況差別超過設定值的電池組，所述的電池管理系統(tǒng)采集，根據(jù)每供電電池組的剩余容量及健康狀態(tài)分配其輸出電流，從而控制每組供電電池組的放電電流大小和放電深度，避免過放和過流；逆變控制模塊根據(jù)電池管理系統(tǒng)分配的電流大小進行控制，這樣不僅可使整個電池組中電池的放電時間同步，而且確保系統(tǒng)不因為某一組電池出現(xiàn)問題而導致系統(tǒng)故障，甚至損害電池組，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度；
當電池狀態(tài)不正常時，亦即當供電電池組并聯(lián)回路出現(xiàn)過放(電池電壓低于允許值)、SOC過低、SOH過低情況時，電池管理系統(tǒng)通知逆變控制模塊，通知電機控制系統(tǒng)調整控制策略，將相應出現(xiàn)過放、SOC過低、SOH過低等情況的并聯(lián)回路逆變模塊控制信號鎖死，亦即將相應并聯(lián)回路從動力系統(tǒng)中切除，保證個別電池狀態(tài)不佳時電動汽車能正常運行同時也能防止出現(xiàn)電池損壞，同時電池管理系統(tǒng)顯示報警，通告電動汽車動力系統(tǒng)運行狀態(tài)，提醒操作人員注意。
[0037]電池管理系統(tǒng)采用以單片機為核心的電路構成智能管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)具有一般電池管理系統(tǒng)的電壓采集、溫度采集、通訊以及保護等功能的同時，根據(jù)并聯(lián)各電池組支路電流計算單體S0C，根據(jù)每組電池的剩余容量及健康狀態(tài)分配其輸出電流，從而控制每組電池的放電電流大小和放電深度,避免過放和過流。不僅可使整個電池組中電池的放電時間同步，而且確保系統(tǒng)不因為某一組電池出現(xiàn)問題而導致系統(tǒng)故障，甚至損害電池組，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度。
[0038]在整個電池管理系統(tǒng)中，單片機能夠根據(jù)電壓、電流采樣，判斷電池目前所處的狀態(tài)，并根據(jù)該狀態(tài)分配供電電池組可以輸出的電流大小，允許哪些操作，禁止哪些操作，并通過液晶顯示告知用戶；電池狀態(tài)不正常時，它應該能夠及時發(fā)現(xiàn)并通知電機控制系統(tǒng)調整控制策略的同時，通過報警手段提醒操作人員的注意。
[0039]并聯(lián)的η組電池每組電池采用一個逆變器進行控制，各組電池的開通與關斷、電池供電電流大小只要控制相應的逆變器即可。η個逆變器單元結構相同，每個逆變其單元都輸出三相交流電，η個逆變器單元的三個橋臂中點都接輸出電抗器，通過電抗器并聯(lián)連接至交流電機。
[0040]并聯(lián)電池之間由于電池兩端的電壓保持一致，具有自均衡的能力。
[0041]逆變器控制器通過總線接收電池管理系統(tǒng)傳遞的電壓電流分配值并根據(jù)電流限制值控制逆變器裝置單元。
[0042]特別地，當電池組中某并聯(lián)支路電池SOC低于特定值或電池電壓低于特定值時，BMS通知電機控制系統(tǒng)，將該組電池逆變電路控制信號鎖死，亦即將該并聯(lián)回路切除，調整控制策略，利用剩余供電電池組進行電機驅動，這樣可在保證安全前提下實現(xiàn)高效運行。
[0043]因此，本發(fā)明是在考慮到現(xiàn)有技術中所存在的上述問題的情況下做出的，本發(fā)明欲提供一種基于電池并聯(lián)的模塊化電動汽車動力系統(tǒng)，解決了大功率電力傳動裝置設計困難且對器件要求高，裝置使用不統(tǒng)一，不能互換等弊端。同時采用電池先串后并連接方式，解決了目前普遍采的先并后串的電池組，維護困難、對各串聯(lián)電池包的性能一致性要求較聞等弊端。
[0044]所述的電池管理系統(tǒng)通過對電池組數(shù)據(jù)的實時采集分析，動態(tài)制定電池管理策略，通過熱管理、均衡管理、充電管理、放電管理、邊界管理等手段控制電池工作在合適的工況，將各種系統(tǒng)異常狀態(tài)反饋并做出保護措施，同時對電池組進行絕緣監(jiān)測和對電機控制系統(tǒng)進行預充電管理，與整車及充電機、電機控制系統(tǒng)進行信息交換。
【權利要求】
1.一種基于電池并聯(lián)的電動汽車模塊化動力系統(tǒng)，其特征在于:包括電池系統(tǒng)和電機控制系統(tǒng)，所述的電池系統(tǒng)包括供電電池組和電池管理系統(tǒng)，所述的電機控制系統(tǒng)包括逆變器和逆變控制模塊，所述的電池管理系統(tǒng)對供電電池組進行管理采樣及控制，所述的供電電池組與逆變器通過導線連接，逆變器將直流電逆變?yōu)榭烧{電壓、可調頻率的三相交流電提供給牽引電動機，所述的逆變控制模塊對逆變器進行控制，且通過總線與電池管理系統(tǒng)通訊。
2.如權利要求1所述的模塊化動力系統(tǒng)，其特征在于:所述的供電電池組包括并聯(lián)連接的若干電池組，每個電池組包括若干串聯(lián)連接的電池單元，且每個電池組各自連接一個逆變模塊，即所述的逆變器由與電池包相同數(shù)量的逆變模塊并聯(lián)組成，所述的每個逆變模塊采用獨立直流母線為牽引電動機供電。
3.如權利要求2所述的模塊化動力系統(tǒng)，其特征在于:所述的每組電池所采用的逆變模塊可以為橋式逆變拓撲、三電平橋式逆變拓撲、多電平橋式逆變拓撲或軟開關橋式逆變拓撲。
4.如權利要求2所述的模塊化動力系統(tǒng)，其特征在于:所述的每個逆變模塊結構相同，每個逆變模塊都輸出三相交流電，每個逆變模塊的三個橋臂中點與一個輸出電抗器連接，各個電抗器并聯(lián)連接至牽弓I電動機。
5.如權利要求1所述的模塊化動力系統(tǒng)，其特征在于，所述的電池管理系統(tǒng)負責監(jiān)測充電情況、電機啟動，同時對電池單元進行實時數(shù)據(jù)采集，對所采集的數(shù)據(jù)分析及計算，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進行SOC及SOH計算，進行均衡管理，根據(jù)電池狀態(tài)選擇控制策略，確定實施具體動作以利于電池的運行。
6.如權利要求6所述的模塊化動力系統(tǒng)，其特征在于，所述的電池管理系統(tǒng)控制策略如下: 電池溫度過高時啟動散熱風機進`行散熱，電池充電之前溫度過低時，先對電池包加熱至設定溫度，再進行充電；檢測充電槍接入信號，充電時閉合充電回路，監(jiān)測充電過程中充電電流、電池電壓，實現(xiàn)過流保護、過壓保護，完成充電后斷開充電回路；檢測電動汽車鑰匙開關狀態(tài)，檢測啟動信號，監(jiān)測放電過程中放電電流、電池電壓，完成過流保護，過放保護；針對電機控制系統(tǒng)大電容進行預充電，預充完成后閉合主繼電器，斷開預充繼電器；顯示電池組的詳細信息，包括:總電壓、總電流、S0C、單體電壓、電池溫度；當電池管理保護啟動、電池電壓低于設定值、電池剩余容量SOC或電池健康狀況SOH低于設定值、繼電器未能正確執(zhí)行控制命令時報警。
7.如權利要求1所述的模塊化動力系統(tǒng)的控制方法，其特征在于: 針對新啟用的電池組，其采用獨立直流母線的并聯(lián)逆變模塊，逆變控制模塊同時監(jiān)測所有并聯(lián)逆變模塊的電流值，當電動汽車總驅動電流要求較小，即所有供電電池組的并聯(lián)回路電流都小于單個回路所能夠提供的總電流時，供電電池組放電電流通過自均衡功能，逆變控制模塊不必進行均流控制；當電動汽車總驅動電流要求較大，即有并聯(lián)回路電流大于單個回路所能夠提供的總電流時，逆變控制模塊進行均流控制將各模塊電流限制在電池允許最大放電電流范圍內；當電動汽車總驅動電流要求很大，即超過并聯(lián)電池所能夠提供的總電流時，逆變控制模塊進行均流控制，當將各模塊電流限制在電池允許最大放電電流范圍內，同時與電池管理系統(tǒng)通信，要求發(fā)出報警信號并告知用戶；針對電池剩余容量SOC或電池健康狀況SOH差別超過設定值的并聯(lián)電池組，所述的電池管理系統(tǒng)采集，根據(jù)每供電電池組的剩余容量及健康狀態(tài)分配其輸出電流，從而控制每組供電電池組的放電電流大小和放電深度，避免過放和過流；逆變控制模塊根據(jù)電池管理系統(tǒng)分配的電流大小進行控制，這樣不僅可使整個電池組中電池的放電時間同步，而且確保系統(tǒng)不因為某一組電池出現(xiàn)問題而導致系統(tǒng)故障，甚至損害電池組，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度； 當電池狀態(tài)不正常時，亦即當供電電池組并聯(lián)回路出現(xiàn)過放、SOC過低、SOH過低情況時，電池管理系統(tǒng)通知逆變控制模塊，通知電機控制系統(tǒng)調整控制策略，將相應出現(xiàn)過放、SOC過低、SOH過低情況的并聯(lián)回路逆變模塊控制信號鎖死，亦即將相應并聯(lián)回路從動力系統(tǒng)中切除，保證個別電池狀態(tài)不佳時電動汽車能正常運行同時也能防止出現(xiàn)電池損壞，同時電池管理系統(tǒng)顯示報警 ，通告電動汽車動力系統(tǒng)運行狀態(tài)，提醒操作人員注意。
【文檔編號】H02P27/06GK103441553SQ201310410349
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權日:2013年9月11日
【發(fā)明者】賀冬梅, 喬昕, 劉廣敏, 侯恩廣, 李楊, 崔立志, 張云, 欒朋, 宋春雷 申請人:山東省科學院自動化研究所