CN110015143B - 锂电池***及锂电池***管理方法和应用 - Google Patents

锂电池***及锂电池***管理方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂电池***及锂电池***管理方法和应用。所述的锂电池***包括：由一个以上锂电芯组成的锂电池组和电池管理***，所述锂电池组的正极端串联有熔断机构；所述锂电池组的负极端分别与第一功率开关、第二功率开关串联，所述锂电池组的负极端与第二功率开关之间还串联有功率电阻；所述电池管理***还分别与所述锂电池组、第一功率开关、第二功率开关连接。本发明提供的锂电池***，能够实现锂电池***直接替代铅酸电池使用，并不需要对原电动车的电机控制***进行电路等硬件更改、亦不需要对电动车的其他结构进行改动，可以与多种型号的电机控制***直接连接。

Description

锂电池***及锂电池***管理方法和应用
技术领域
本发明特别涉及一种锂电池***及锂电池***管理方法和应用。
背景技术
面对日益严峻的能源形势和社会环保压力，锂电叉车被人们认为是电动叉车产业转型升级的必然选择之一。由于锂电池与铅酸电池是两种不同体系的动力电池，其电池原理也不一样，则在电动车辆由铅酸电池转换为锂离子电池的同时，因此其管理方法也需要发生改变：
1)传统的叉车使用铅酸电池组，电池组不具备电池管理***，所以电机控制器与铅酸电池组之间没有通信接口；
2)目前电动叉车使用锂电池组作为动力电源时，锂电池组具备BMS(电池管理***)，该BMS与车辆的电机控***采用CAN方式进行通信，遵循标准的CAN2.0B通信协议，电控***收集电池的荷电状态(SOC)、故障信息，根据制定好的管理机制，实施功率限制，断路电池等措施，以确保整车的安全性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种锂电池***及锂电池***管理方法和应用，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种锂电池***，包括：由一个以上锂电芯组成的锂电池组和电池管理***，所述锂电池组的正极端串联有熔断机构；所述锂电池组的负极端分别与第一功率开关、第二功率开关串联，所述锂电池组的负极端与第二功率开关之间还串联有功率电阻；所述电池管理***还分别与所述锂电池组、第一功率开关、第二功率开关连接，并至少能够控制第一功率开关和第二功率开关处于的闭合或断开状态。
本发明实施例还提供了一种锂电池***管理方法，包括：
提供所述的锂电池***，将所述锂电池***的正极端、负极端与负载设备连接；
所述锂电池***至少能够处于如下两种状态：
状态1：第一功率开关闭合；第二功率开关断开；
状态2：第一功率开关断开，并且保持第二功率开关断开。
本发明实施例还提供了所述的锂电池***或者所述的替代铅酸电池的锂电池***的管理方法于电动能源车领域的应用。
本发明实施例还提供了一种双电源的电动能源车，包括电动车能源车本体以及电机控制***和所述的锂电池***。
与现有技术相比，本发明的优点包括：本发明提供的锂电池***，结构简单，能够实现锂电池***直接替代铅酸电池使用，并不需要对原电动车的电机控制***进行电路等硬件更改、亦不需要对电动车的其他结构进行改动，本发明提供的锂电池***无需增加与电机控制***之间的通信，可以与多种型号的电机控制***直接连接。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例中锂电池***的结构示意图；
图2是本发明一典型实施案例中锂电池***管理方法的原理图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例提供了一种锂电池***，包括：由一个以上锂电芯组成的锂电池组和电池管理***，所述锂电池组的正极端串联有熔断机构；所述锂电池组的负极端分别与第一功率开关、第二功率开关串联，所述锂电池组的负极端与第二功率开关之间还串联有功率电阻；所述电池管理***还分别与所述锂电池组、第一功率开关、第二功率开关连接，并至少能够控制第一功率开关和第二功率开关处于的闭合或断开状态。
本发明实施例还提供了一种锂电池***管理方法，包括：
提供所述的锂电池***，将所述锂电池***的正极端、负极端与负载设备连接；
所述锂电池***至少能够处于如下两种状态：
状态1：第一功率开关闭合；第二功率开关断开；
状态2：第一功率开关断开，并且保持第二功率开关断开；
1)BMS实时监测锂电池组内每一锂电芯的电压、锂电池组的充/放电电流，并计算锂电池组的SOC(荷电状态)；
2)正常充/放电且SOC>SOC1(SOC1为根据具体情况的设定的某一荷电状态值)时，锂电池***处于状态1；
3)BMS在锂电池组充电/放电过程中在过压/欠压、过流、短路中的至少任一情况下，调节所述锂电池***进入状态2；
4)在放电过程中，当SOC<SOC1或者任一单体锂电芯的电压Vi低于V1(V1单体锂电芯的设定电压值，其可以根据具体情况设定)或者锂电池组总电压V低于V2(V2为某一设定电压值)时：
a)当放电电流I始终<I1(I1为某一具体电流值，其可以根据具体情况设定),***正常放电至放电结束；
b)当放电电流I>I1时：
i)先闭合第二功率开关，然后断开第一功率开关，并保持t秒；此后进入状态1；并对此操作次数计数，记为N；
ii)当SOC>SOC1或者任一锂电芯的电压Vi都高于V1或者锂电池组总电压V高于V2时，计数N清零；
iii)当N＝m时，锂电池***进入状态2，并保持，直至其它条件使***进入状态1，比如人为干预、定时、或者检测到充电机等。
本发明实施例还提供了所述的锂电池***或者所述的替代铅酸电池的锂电池***的管理方法于电动能源车领域的应用。
本发明实施例还提供了一种双电源的电动能源车，包括电动车能源车本体以及电机控制***和所述的锂电池***。
进一步的，所述电机控制***与所述锂电池***直接连接。
如下将结合附图对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
请参阅图1，一种锂电池***，包括：由一个以上锂电芯组成的锂电池组1和电池管理***6，锂电池组1的正极端串联有熔断器2(即熔断机构)；锂电池组1的负极端分别与功第一功率开关5、第二功率开关3串联，锂电池组的负极端与第二功率开关3之间还串联有功率电阻4；电池管理***6还分别与所述锂电池组1、第一功率开关5、第二功率开关3连接，并至少能够控制第一功率开关和第二功率开关处于的闭合或断开状态。
请参阅图2，使用锂电池***直接替代铅酸电池时，将锂电池***的正极端、负极端与负载设备连接；
所述锂电池***至少能够处于如下两种状态：
状态1：第一功率开关闭合；第二功率开关断开；
状态2：第一功率开关断开，并且保持第二功率开关断开；
1)BMS实时监测锂电池组内每一锂电芯的电压、锂电池组的充/放电电流，并计算锂电池组的SOC；
2)正常充/放电且SOC>20％状态下，锂电池***处于状态1；
3)BMS在锂电池组充电/放电过程中在过压/欠压、过流、短路中的至少任一情况下，调节所述锂电池***进入状态2；
4)在放电过程中，当SOC<20％或者任一锂电芯的电压Vi低于2.9V或者锂电池组总电压V低于48V时：
a)当放电电流I始终<30A,***正常放电至放电结束；
b)当放电电流I>30A时：
i)先闭合第二功率开关，然后断开第一功率开关，并保持10秒；此后进入状态1；并对此操作次数计数，记为N；
ii)当SOC>20％或者任一锂电芯的电压Vi都高于2.9V或者锂电池组总电压V高于48V时，计数N清零；
iii)当N＝3时，锂电池***进入状态2，并保持，直至其它条件使***进入状态1，比如人为干预、定时、或者检测到充电机等。
本发明提供的锂电池***，结构简单，能够实现锂电池***直接替代铅酸电池使用，并不需要对原电动车的电机控制***进行电路等硬件更改、亦不需要对电动车的其他结构进行改动，本发明提供的锂电池***无需增加与电机控制***之间的通信，可以与多种型号的电机控制***直接连接。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种双电源的电动能源车，其特征在于包括电动车能源车本体以及电机控制***、铅酸电池和锂电池***，所述电机控制***能够直接与所述铅酸电池或锂电池***连接，所述锂电池***的正极端、负极端能够与负载设备连接，而使所述锂电池***直接替代所述铅酸电池使用；
其中，所述锂电池***包括由一个以上锂电芯组成的锂电池组和电池管理***，所述锂电池组的正极端串联有熔断机构；所述锂电池组的负极端分别与第一功率开关、第二功率开关串联，所述锂电池组的负极端与第二功率开关之间还串联有功率电阻；所述电池管理***还分别与所述锂电池组、第一功率开关、第二功率开关连接；
所述锂电池***至少能够处于如下两种状态：
状态1：第一功率开关闭合；第二功率开关断开；
状态2：第一功率开关断开，并且保持第二功率开关断开。
2.根据权利要求1所述的双电源的电动能源车，其特征在于：当使用锂电池***直接替代铅酸电池时，将锂电池***的正极端、负极端与负载设备连接；
所述锂电池***至少能够处于如下两种状态：
状态1：第一功率开关闭合；第二功率开关断开；
状态2：第一功率开关断开，并且保持第二功率开关断开。
3.根据权利要求1所述的双电源的电动能源车，其特征在于：当使用锂电池***直接替代铅酸电池时，所述锂电池***的工作过程至少包括：
1）电池管理***实时监测锂电池组内每一锂电芯的电压、锂电池组的充/放电电流，并计算锂电池组的SOC；
2）正常充/放电且SOC>20%状态下，锂电池***处于状态1；
3）电池管理***在锂电池组充电/放电过程中在过压/欠压、过流、短路中的至少任一情况下，调节所述锂电池***进入状态2；
4）在放电过程中，当SOC<20%或者任一锂电芯的电压Vi低于2.9V或者锂电池组总电压V低于48V时：
a)当放电电流I始终<30A,***正常放电至放电结束；
b)当放电电流 I > 30A时：
i）先闭合第二功率开关，然后断开第一功率开关，并保持10秒；此后进入状态1；并对此操作次数计数，记为N；
ii）当SOC>20%或者任一锂电芯的电压Vi都高于2.9V或者锂电池组总电压V高于48V时，计数N清零；
iii)当N=3 时，锂电池***进入状态2，并保持，直至指定条件使***进入状态1，所述指定条件包括人为干预、定时或者检测到充电机。
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Address before: 215000, Jiangsu, Suzhou Industrial Park, Jinji Lake Road, No. 99, Suzhou nano West North District 11, Room 201, Suzhou

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