本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電池系統(tǒng)及其啟動(dòng)控制方法。

背景技術(shù)：

在高壓直流供電系統(tǒng)領(lǐng)域，目前鐵鋰電池被越來(lái)越多的應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)高壓輸出，采用的是多個(gè)電池模塊串聯(lián)使用，每個(gè)電池模塊一般由16串鐵鋰電芯組成，輸出48V。目前一般有240V系統(tǒng)(5個(gè)電池模塊串聯(lián))、336V系統(tǒng)(7個(gè)電池模塊串聯(lián))、480V系統(tǒng)(10個(gè)電池模塊串聯(lián))等。另外，為了延長(zhǎng)電池組的備電時(shí)間，又需要將已串聯(lián)的電池組系統(tǒng)并聯(lián)起來(lái)以提升容量，從而提高輸出功率。

電池管理系統(tǒng)，一般采用一個(gè)BMU(電池管理單元)來(lái)管理一個(gè)電池模塊，對(duì)所管理的電池模塊進(jìn)行電壓、溫度的采集及均衡控制等。而所有的BMU則是由BCU(電池控制單元)統(tǒng)一管理，BMU將數(shù)據(jù)發(fā)送給BCU，BCU則對(duì)接收到得整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并發(fā)出各種相應(yīng)的控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制。

相關(guān)技術(shù)中的上電啟動(dòng)管理方案中，普遍會(huì)在并聯(lián)的各組電池組端增加預(yù)充電阻及預(yù)充繼電器，通過(guò)預(yù)充電阻解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題，同時(shí)也避免了冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載的大電流沖擊，如附圖1所示。在系統(tǒng)上電啟動(dòng)時(shí)，先閉合所有的預(yù)充繼電器K2，…Kn2(這里n＝1,2,3...表示第n組電池組上的預(yù)充繼電器序號(hào)，下同)，并且經(jīng)過(guò)預(yù)定設(shè)置時(shí)間t后(如t可設(shè)為1秒)，再相繼切換到正常充電的繼電器K1，K11，…Kn1(這里，K1，K11，…Kn1的接入順序是按照電池組電壓從小到大的順序接入,并且只要有一組正常充電繼電器K1(或Kn1)已接入系統(tǒng)，則可將所有的預(yù)充繼電器K2,K12，…Kn2均斷開(kāi))，但這樣每組電池組都要在正常充電繼電器上并聯(lián)一個(gè)預(yù)充繼電器及預(yù)充電阻。

雖然通過(guò)在正常充電繼電器上并聯(lián)預(yù)充繼電器及預(yù)充電阻的方法解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題，避免了冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載的大電流沖擊。但是，這樣做卻同時(shí)增加了系統(tǒng)成本，尤其對(duì)于有多組電池組并聯(lián)的系統(tǒng)，其預(yù)充繼電器及預(yù)充電阻數(shù)量將隨著增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè) 目的在于提出一種電池系統(tǒng)，避免了冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載的大電流沖擊，解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題，且該電池系統(tǒng)中只使用了一個(gè)預(yù)充電阻和一個(gè)預(yù)充繼電器，從而大大降低了成本。

本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提出一種電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例的電池系統(tǒng)，包括：預(yù)充單元，所述預(yù)充單元包括串聯(lián)連接的預(yù)充電阻和預(yù)充繼電器；M個(gè)繼電器和M個(gè)二極管，其中，M為大于1的整數(shù)；M個(gè)電池組，所述M個(gè)電池組的第一輸出端與所述M個(gè)繼電器一一對(duì)應(yīng)串聯(lián)后與所述預(yù)充單元的第一端相連，所述預(yù)充單元的第一端連接在第一輸出母線(xiàn)上，所述M個(gè)電池組的第二輸出端與第二輸出母線(xiàn)電連接；所述M個(gè)電池組的第一輸出端與所述M個(gè)二極管的第一端一一對(duì)應(yīng)串聯(lián)，所述M個(gè)二極管的第二端連接在一起后與所述預(yù)充單元的第二端相連；M個(gè)電池管理單元，M個(gè)電池管理單元和M個(gè)電池組一一對(duì)應(yīng)連接以采集相應(yīng)電池組的狀態(tài)信息；電池控制單元，所述電池控制單元分別與所述M個(gè)電池管理單元進(jìn)行通信，所述電池控制單元用于在所述電池系統(tǒng)上電啟動(dòng)后控制所述預(yù)充繼電器閉合，并對(duì)所述M個(gè)電池組進(jìn)行輪詢(xún)以獲得每個(gè)電池組的電壓排序，以及在第一預(yù)設(shè)時(shí)間后根據(jù)所述每個(gè)電池組的電壓排序通過(guò)對(duì)所述M個(gè)繼電器進(jìn)行控制以使所述M個(gè)電池組按電壓從小至大的順序依次啟動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)，避免了冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載的大電流沖擊，解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題，且該電池系統(tǒng)中只使用了一個(gè)預(yù)充電阻和一個(gè)預(yù)充繼電器，從而大大降低了成本。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，基于本發(fā)明第一方面實(shí)施例的電池系統(tǒng)，本發(fā)明第二方面實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法，包括以下步驟：在所述電池系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，所述電池控制單元控制所述預(yù)充繼電器閉合；所述電池控制單元對(duì)所述M個(gè)電池組進(jìn)行輪詢(xún)以獲得每個(gè)電池組的電壓排序；以及在所述電池系統(tǒng)上電啟動(dòng)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間后，所述電池控制單元根據(jù)所述每個(gè)電池組的電壓排序通過(guò)對(duì)所述M個(gè)繼電器進(jìn)行控制以使所述M個(gè)電池組按電壓從小至大的順序依次啟動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法，避免了冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載的大電流沖擊，解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題，且電池系統(tǒng)中只使用了一個(gè)預(yù)充電阻和一個(gè)預(yù)充繼電器，從而大大降低了成本。

附圖說(shuō)明

圖1是相關(guān)技術(shù)中的電池系統(tǒng)的原理示意圖；

圖2A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的示意圖；

圖2B是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的順序啟動(dòng)狀態(tài)圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的順序啟動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法的流程圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

下面參考附圖來(lái)描述本發(fā)明實(shí)施例提出的電池系統(tǒng)和電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法。

圖2A是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的示意圖。如圖2A所示，本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)10包括：預(yù)充單元100、M個(gè)電池組200、M個(gè)繼電器(K1、K21、K31…KM1)、M個(gè)二極管(D1、D2、D3…DM)、M個(gè)電池管理單元300和電池控制單元400。其中，M為大于1的整數(shù)。

其中，預(yù)充單元100包括串聯(lián)連接的預(yù)充電阻R0和預(yù)充繼電器K0。如圖2所示，預(yù)充單元100的第一端與第一輸出母線(xiàn)11相連，預(yù)充單元100的第二端與第二輸出母線(xiàn)12相連。

M個(gè)電池組，M個(gè)電池組200的第一輸出端201與M個(gè)繼電器(K1、K21、K31…KM1)一一對(duì)應(yīng)串聯(lián)后與預(yù)充單元100的第一端101相連，預(yù)充單元100的第一端101連接在第一輸出母線(xiàn)11上，M個(gè)電池組200的第二輸出端202與第二輸出母線(xiàn)12電連接；M個(gè)電池組200的第一輸出端201與M個(gè)二極管(D1、D2、D3…DM)的第一端13一一對(duì)應(yīng)串聯(lián)，M個(gè)二極管的第二端14連接在一起后與預(yù)充單元100的第二端102相連。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖2A所示，M個(gè)電池組200的第一輸出端201為正極輸出端，第二輸出端202為負(fù)極輸出端；第一輸出母線(xiàn)11為正極輸出母線(xiàn)，第二輸出母線(xiàn)12為負(fù)極輸出母線(xiàn)。相應(yīng)的，與M個(gè)電池組200的第一輸出端201相連的M個(gè)二極管的第一端為陽(yáng)極，M個(gè)二極管的第二端為陰極。

當(dāng)然，容易理解的是，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，還可以是；M個(gè)電池組的第一輸出端為負(fù)極輸出端，第二輸出端為正極輸出端；第一輸出母線(xiàn)為負(fù)極輸出母線(xiàn)，第二輸出母線(xiàn)為正極輸出母線(xiàn)。相應(yīng)的，與M個(gè)電池組200的第一輸出端201相連的M個(gè)二極管的第一端為陰極，M個(gè)二極管的第二端為陽(yáng)極(在此不再用圖來(lái)示意)。

與相關(guān)技術(shù)中的電池系統(tǒng)相比，在本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)中，即使采用多組電池組 200并聯(lián)，也只需要使用一個(gè)預(yù)充繼電器K0及一個(gè)預(yù)充電阻R0即可，同時(shí)在每組電池組200的第一輸出端201各增加一個(gè)二極管D1，D2，…DM。雖然每組電池組200的第一輸出端201均增加了一個(gè)二極管，但二極管的成本要比預(yù)充電阻及預(yù)充繼電器的成本低，從而降低了系統(tǒng)成本。

M個(gè)電池管理單元300(BMU，Battery Management Unit)，M個(gè)電池管理單元300和M個(gè)電池組200一一對(duì)應(yīng)連接以采集相應(yīng)電池組200的狀態(tài)信息。

具體地，電池管理單元300與電池組200一一對(duì)應(yīng)相連，電池管理單元300用于采集相應(yīng)電池組200整體的狀態(tài)信息。

電池控制單元400(BCU，Battery Control Unit)分別與每個(gè)電池管理單元300進(jìn)行通信，電池控制單元400用于在電池系統(tǒng)上電啟動(dòng)后控制預(yù)充繼電器K0閉合，并對(duì)M個(gè)電池組200進(jìn)行輪詢(xún)以獲得每個(gè)電池組200的電壓排序，以及在第一預(yù)設(shè)時(shí)間后根據(jù)每個(gè)電池組200的電壓排序通過(guò)對(duì)M個(gè)繼電器進(jìn)行控制以使M個(gè)電池組200按電壓從小至大的順序依次啟動(dòng)。其中，電池組200啟動(dòng)是指電池組200接入第一輸出母線(xiàn)11。

其中，電池控制單元400對(duì)M個(gè)電池組200進(jìn)行輪詢(xún)是指：電池控制單元400依次與M個(gè)電池組200的電池管理單元300進(jìn)行通信以獲取M個(gè)電池組200的狀態(tài)信息。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如圖2B所示，M個(gè)電池組200中的每個(gè)電池組200包括N個(gè)串聯(lián)連接的電池模塊210，N為大于等于1的整數(shù)；電池管理單元300包括N個(gè)子電池管理單元310，每個(gè)子電池管理單元310采集一個(gè)電池模塊210的狀態(tài)信息并與電池控制單元400進(jìn)行通信。

以336V系統(tǒng)方案為例，即一個(gè)電池組200由7個(gè)電池模塊210串聯(lián)，每個(gè)電池模塊210又由16串鐵鋰電芯組成，其中每個(gè)電芯內(nèi)阻約為1mΩ，即系統(tǒng)電池組內(nèi)阻總大小為112mΩ(即16*7*1mΩ，這其中還忽略了系統(tǒng)連接銅排，導(dǎo)線(xiàn)等內(nèi)阻)。電芯能夠承受最大充電電流為50A。故電池組200接入系統(tǒng)母排的條件(即電池組200啟動(dòng)的條件)應(yīng)該滿(mǎn)足：準(zhǔn)備要接入系統(tǒng)母排的(即準(zhǔn)備啟動(dòng)的)電池組200的電壓小于已接入的最小電池組電壓加上5V(即112mΩ*50A約等于5V)。此外，準(zhǔn)備接入的電池組200距離上一電池組200接入系統(tǒng)的時(shí)間需滿(mǎn)足大于預(yù)定時(shí)間間隔t1。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在第一預(yù)設(shè)時(shí)間后電池控制單元400根據(jù)每個(gè)電池組200的電壓排序獲得M個(gè)電池組200中電壓最小的電池組200，并控制電壓最小的電池組200對(duì)應(yīng)的繼電器閉合以使電壓最小的電池組200啟動(dòng)，同時(shí)控制預(yù)充繼電器K0斷開(kāi)。

具體地，電池系統(tǒng)上電啟動(dòng)后電池控制單元400控制預(yù)充繼電器K0閉合，且電池控制單元400對(duì)M個(gè)電池組200進(jìn)行輪詢(xún)以獲得每個(gè)電池組200的電壓排序，在距離電池系統(tǒng)上電第一預(yù)設(shè)時(shí)間t(例如，t為1秒)后，電池控制單元400獲得M個(gè)電池組中電壓最小 的電池組200，并控制電壓最小的電池組200對(duì)應(yīng)的繼電器閉合以使電壓最小的電池組啟動(dòng)，同時(shí)控制預(yù)充繼電器K0斷開(kāi)。

其中，在預(yù)充繼電器K0閉合的這段時(shí)間內(nèi)，由于預(yù)充電阻R0存在，避免了冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載的大電流沖擊，又由于在每組電池組200端增加了二極管D1，D2，…DM，故又可避免電池組之間產(chǎn)生環(huán)流，即在此期間電池組200之間不存在環(huán)流回路。

下面具體介紹控制剩余的M-1個(gè)電池組200啟動(dòng)的過(guò)程。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電壓最小的電池組200啟動(dòng)后，如果M個(gè)電池組200之間的電壓壓差小于或等于預(yù)設(shè)電壓閾值，電池控制單元400按照電池組200的電壓從小到大的順序每隔第二預(yù)設(shè)時(shí)間控制M-1個(gè)電池組200依次啟動(dòng)。

具體地，在控制預(yù)充繼電器K0斷開(kāi)之后，判斷M個(gè)電池組200之間的電壓壓差是否小于或等于預(yù)設(shè)電壓閾值(例如，112mΩ*50A約等于5V)，如果電池組200之間的電壓壓差小于或等于預(yù)設(shè)電壓閾值，則進(jìn)一步判斷距離上一電池組200啟動(dòng)的時(shí)間是否已經(jīng)達(dá)到第二預(yù)設(shè)閾值t1，如果是，則控制下一組電池組200啟動(dòng)，依次循環(huán)，直到將剩余的M-1個(gè)電池組200依次啟動(dòng)完畢。其中，電池組200啟動(dòng)的先后順序是按照電池組200的電壓從小到大的順序。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電壓最小的電池組200啟動(dòng)后，如果M個(gè)電池組200之間的電壓壓差大于預(yù)設(shè)電壓閾值，電池控制單元400判斷是否啟動(dòng)下一個(gè)電池組200時(shí)，其中，如果與上一個(gè)啟動(dòng)電池組200的時(shí)間間隔達(dá)到第三預(yù)設(shè)時(shí)間，電池控制單元400控制下一個(gè)電池組200啟動(dòng)；如果下一個(gè)電池組200的電壓小于已啟動(dòng)的電池組200中最小電池組200電壓與預(yù)設(shè)電壓閾值之和且與上一個(gè)啟動(dòng)電池組200的時(shí)間間隔達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間，電池控制單元400控制下一個(gè)電池組200啟動(dòng)；如果已啟動(dòng)的電池組200出現(xiàn)放電電流告警，電池控制單元400控制下一個(gè)電池組200啟動(dòng)?？梢岳斫獾氖?，下一個(gè)電池組200是指未啟動(dòng)的電池組中電壓最小的電池組200。

具體地，在控制預(yù)充繼電器K0斷開(kāi)之后，判斷M個(gè)電池組200之間的電壓壓差是否小于或等于預(yù)設(shè)電壓閾值(例如，112mΩ*50A約等于5V)，如果電池組200之間的電壓壓差大于預(yù)設(shè)電壓閾值，則電池控制單元400判斷是否啟動(dòng)下一個(gè)電池組200，如果滿(mǎn)足下述三種情況的任一種，都控制啟動(dòng)下一個(gè)電池組200：

(1)如果下一個(gè)電池組200的電壓小于已啟動(dòng)的電池組200中最小電池組200電壓與預(yù)設(shè)電壓閾值之和且與上一個(gè)啟動(dòng)電池組200的時(shí)間間隔達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間t1，電池控制單元400則控制下一個(gè)電池組200啟動(dòng)。

(2)如果與上一個(gè)啟動(dòng)電池組200的時(shí)間間隔達(dá)到第三預(yù)設(shè)時(shí)間t2，電池控制單元400則控制下一個(gè)電池組200啟動(dòng)。

其中，對(duì)第三預(yù)設(shè)時(shí)間t2的值進(jìn)行說(shuō)明：由于已啟動(dòng)的電池組200會(huì)進(jìn)行充電，電壓會(huì)逐漸上升，那么，只要第三預(yù)設(shè)時(shí)間t2的值控制的好，那么在距離上一個(gè)啟動(dòng)電池組200的t2時(shí)間內(nèi)，待啟動(dòng)的下一個(gè)電池組200的電壓就會(huì)滿(mǎn)足小于已啟動(dòng)的電池組200中最小電池組200電壓與預(yù)設(shè)電壓閾值之和。

(3)如果已啟動(dòng)的電池組200出現(xiàn)放電過(guò)流告警，電池控制單元400控制所述下一個(gè)電池組200啟動(dòng)。

電池控制單元400依次控制所有的電池組200啟動(dòng)，在電池組200啟動(dòng)的過(guò)程中均按照電池組200電壓從小到達(dá)的順序接入系統(tǒng)母排，從而解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題。

另外，如果電池系統(tǒng)出現(xiàn)了電池模塊數(shù)量不正常、通訊失效、放電過(guò)流等告警情況，其狀態(tài)轉(zhuǎn)換將另行處理，下面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，將電池組200接入系統(tǒng)母排前后(即電池組200啟動(dòng)前后)，分別定義T0、T1、T2三個(gè)狀態(tài)：

(1)T0狀態(tài)

在電池組順序啟動(dòng)過(guò)程開(kāi)始標(biāo)識(shí)位與電池組順序啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束標(biāo)識(shí)位都無(wú)效這段區(qū)間內(nèi)，并且電池系統(tǒng)未完成一次所有電池?cái)?shù)據(jù)掃描，或電池系統(tǒng)從啟動(dòng)到現(xiàn)在所經(jīng)過(guò)的時(shí)間小于預(yù)定的時(shí)間t?；虍?dāng)前系統(tǒng)出現(xiàn)電池組數(shù)量不正常、通訊失效告警，則均轉(zhuǎn)為此種狀態(tài)。

(2)T1狀態(tài)

在電池組順序啟動(dòng)過(guò)程開(kāi)始標(biāo)識(shí)位有效與電池組順序啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束標(biāo)識(shí)位無(wú)效這段區(qū)間內(nèi)，在此階段電池組200按照整體電壓從小到大的順序接入系統(tǒng)母排。

(3)T2狀態(tài)

在電池組順序啟動(dòng)過(guò)程開(kāi)始標(biāo)識(shí)位有效與電池組順序啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束標(biāo)識(shí)位有效這段區(qū)間內(nèi)，電池系統(tǒng)完成電池組200接入母排工作。

圖4所示為電池系統(tǒng)的順序啟動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件示意圖。每種狀態(tài)進(jìn)入到下一狀態(tài)的條件如下：

(1)啟動(dòng)開(kāi)始(T0→T1)

電池控制單元400已完成輪詢(xún)一周M個(gè)電池組200的電壓數(shù)據(jù)，并且系統(tǒng)從啟動(dòng)到現(xiàn)在所經(jīng)過(guò)的時(shí)間大于預(yù)定的時(shí)間t，且當(dāng)前系統(tǒng)電池模塊數(shù)量、通信等功能正常。

(2)啟動(dòng)過(guò)程(T1→T2)

當(dāng)進(jìn)入T1階段，電池組200已經(jīng)按照電壓值從小到大順序排好接入系統(tǒng)，此后根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)電池組200之間的電壓壓差是否都在5V之內(nèi)，分兩種情況啟動(dòng)，前面的實(shí)施例中已 經(jīng)進(jìn)行了說(shuō)明，在此不再贅述。

(3)啟動(dòng)等待(T2→T0或T1→T0)

1、系統(tǒng)在T1或T2狀態(tài)中，出現(xiàn)電池組200放電保護(hù)恢復(fù)；

2、系統(tǒng)在T1或T2狀態(tài)中，電池系統(tǒng)中出現(xiàn)電池模塊數(shù)量、通訊失效告警。

本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)，避免了冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載的大電流沖擊，解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題，且該電池系統(tǒng)中只使用了一個(gè)預(yù)充電阻和一個(gè)預(yù)充繼電器，從而大大降低了成本。

基于上述實(shí)施例中的電池系統(tǒng)，本發(fā)明還提出了一種電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法。

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法的流程圖。如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法，包括以下步驟：

S1，在電池系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，電池控制單元控制預(yù)充繼電器閉合。

具體地，電池系統(tǒng)上電啟動(dòng)后，電池系統(tǒng)中的所有繼電器均處于斷開(kāi)狀態(tài)，電池控制單元首先控制預(yù)充繼電器K0閉合，以避免冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載可能產(chǎn)生的大電流沖擊。

S2，電池控制單元對(duì)M個(gè)電池組進(jìn)行輪詢(xún)以獲得每個(gè)電池組的電壓排序。

其中，對(duì)M個(gè)電池組進(jìn)行輪詢(xún)是指電池控制單元依次與M個(gè)電池組的電池管理單元進(jìn)行通信以獲取M個(gè)電池組的狀態(tài)信息。

具體地，電池控制單元分別與每個(gè)電池管理單元進(jìn)行通信，以獲取所有電池組的電壓、溫度等數(shù)據(jù)，當(dāng)電池控制單元輪詢(xún)完一遍電池系統(tǒng)的所有電池組的數(shù)據(jù)后，將電池組按照電壓從小到大的順序進(jìn)行排序。

S3，在電池系統(tǒng)上電啟動(dòng)的第一預(yù)設(shè)時(shí)間后，電池控制單元根據(jù)每個(gè)電池組的電壓排序通過(guò)對(duì)M個(gè)繼電器進(jìn)行控制以使M個(gè)電池組按電壓從小至大的順序依次啟動(dòng)。

其中，控制電池組啟動(dòng)是指控制電池組接入第一輸出母線(xiàn)11。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟S3具體包括：在第一預(yù)設(shè)時(shí)間后電池控制單元根據(jù)每個(gè)電池組的電壓排序獲得M個(gè)電池組中電壓最小的電池組，并控制電壓最小的電池組對(duì)應(yīng)的繼電器閉合以使電壓最小的電池組啟動(dòng)，同時(shí)控制預(yù)充繼電器斷開(kāi)。

具體地，在距離電池系統(tǒng)上電第一預(yù)設(shè)時(shí)間t(例如，t為1秒)后，電池控制單元控制電壓最小的電池組對(duì)應(yīng)的繼電器閉合以使電壓最小的電池組啟動(dòng)，同時(shí)控制預(yù)充繼電器K0斷開(kāi)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，步驟S3還包括：當(dāng)電壓最小的電池組啟動(dòng)后，如果M個(gè)電池組之間的電壓壓差小于或等于預(yù)設(shè)電壓閾值，電池控制單元按照電池組的電壓從小到大的順序每隔第二預(yù)設(shè)時(shí)間控制M-1個(gè)電池組依次啟動(dòng)。

具體地，在控制預(yù)充繼電器K0斷開(kāi)之后，判斷M個(gè)電池組之間的電壓壓差是否小于或 等于預(yù)設(shè)電壓閾值(例如，112mΩ*50A約等于5V)，如果電池組之間的電壓壓差小于或等于預(yù)設(shè)電壓閾值，則進(jìn)一步判斷距離上一電池組啟動(dòng)的時(shí)間是否已經(jīng)達(dá)到第二預(yù)設(shè)閾值t1，如果是，則控制下一組電池組啟動(dòng)，依次循環(huán)，直到將剩余的M-1個(gè)電池組依次啟動(dòng)完畢。其中，電池組啟動(dòng)的先后順序是按照電池組的電壓從小到大的順序。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，步驟S3還包括：當(dāng)電壓最小的電池組啟動(dòng)后，如果M個(gè)電池組之間的電壓壓差大于預(yù)設(shè)電壓閾值，電池控制單元判斷是否啟動(dòng)下一個(gè)電池組時(shí)，其中，如果與上一個(gè)啟動(dòng)電池組的時(shí)間間隔達(dá)到第三預(yù)設(shè)時(shí)間，電池控制單元控制下一個(gè)電池組啟動(dòng)；如果下一個(gè)電池組的電壓小于已啟動(dòng)的電池組中最小電池組電壓與預(yù)設(shè)電壓閾值之和且與上一個(gè)啟動(dòng)電池組的時(shí)間間隔達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間，電池控制單元控制下一個(gè)電池組啟動(dòng)；如果已啟動(dòng)的電池組出現(xiàn)放電電流告警，電池控制單元控制下一個(gè)電池組啟動(dòng)。

可以理解的是，所述的下一個(gè)電池組是指未啟動(dòng)的電池組中電壓最小的電池組。

具體地，在控制預(yù)充繼電器K0斷開(kāi)之后，判斷M個(gè)電池組之間的電壓壓差是否小于或等于預(yù)設(shè)電壓閾值(例如，112mΩ*50A約等于5V)，如果電池組之間的電壓壓差大于預(yù)設(shè)電壓閾值，則電池控制單元判斷是否啟動(dòng)下一個(gè)電池組，如果滿(mǎn)足下述三種情況的任一種，都控制啟動(dòng)下一個(gè)電池組：

(1)如果下一個(gè)電池組的電壓小于已啟動(dòng)的電池組中最小電池組電壓與預(yù)設(shè)電壓閾值之和且與上一個(gè)啟動(dòng)電池組的時(shí)間間隔達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間t1，電池控制單元?jiǎng)t控制下一個(gè)電池組啟動(dòng)。

(2)如果與上一個(gè)啟動(dòng)電池組的時(shí)間間隔達(dá)到第三預(yù)設(shè)時(shí)間t2，電池控制單元?jiǎng)t控制下一個(gè)電池組啟動(dòng)。

電池控制單元依次控制所有的電池組啟動(dòng)，在電池組啟動(dòng)的過(guò)程中均按照電池組電壓從小到達(dá)的順序接入系統(tǒng)母排，從而解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題。

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法的流程圖。如圖6所示，本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法，包括以下步驟：

S101，在電池系統(tǒng)上電后控制預(yù)充繼電器K0閉合。

S102，BCU判斷是否對(duì)M個(gè)電池組的數(shù)據(jù)輪詢(xún)完一周？若是，執(zhí)行S103，若否，返回S102繼續(xù)判斷。

S103，判斷從電池系統(tǒng)上電到現(xiàn)在的時(shí)間間隔是否已達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)間t？若是，則執(zhí)行S104，若否，返回S103繼續(xù)判斷。

S104，控制電壓最小的電池組啟動(dòng)，并斷開(kāi)預(yù)充繼電器K0。

S105，判斷電池組之間的電壓壓差是否都小于等于預(yù)設(shè)電壓閾值(例如，5V)？若是， 執(zhí)行S107，若否，執(zhí)行S109或S110或S111。

S106，判斷與上一個(gè)電池組啟動(dòng)時(shí)間間隔是否已達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間t1？若是，執(zhí)行S107，若否，返回S106繼續(xù)判斷。

S107，控制下一個(gè)電池組啟動(dòng)。

S108，判斷是否所有電池組都已啟動(dòng)？若是，則電池組順序啟動(dòng)完成，若否，返回執(zhí)行S106。

S109，判斷與上一個(gè)電池組啟動(dòng)時(shí)間間隔是否已達(dá)到第三預(yù)設(shè)時(shí)間t2？若是，執(zhí)行S112，若否，返回執(zhí)行S109或S110或S111。

S110，判斷下一個(gè)要接入的電池組電壓是否小于(已接入的最小電池組電壓+5V)，并且距離上一個(gè)電池組啟動(dòng)時(shí)間間隔達(dá)到第二預(yù)設(shè)時(shí)間t1？若是，執(zhí)行S112，若否，返回執(zhí)行S109或S110或S111。

S111，判斷已啟動(dòng)的電池組是否出現(xiàn)放電過(guò)流告警？若是，執(zhí)行S112，若否，返回執(zhí)行S109或S110或S111。

S112，控制下一個(gè)電池組啟動(dòng)。

S113，判斷是否所有電池組都已啟動(dòng)？若是，則電池組順序啟動(dòng)完成，若否，返回執(zhí)行S109或S110或S111。

本發(fā)明實(shí)施例的電池系統(tǒng)的啟動(dòng)控制方法，避免了冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)容性負(fù)載的大電流沖擊，解決了電池組間環(huán)流回路中電流過(guò)大的問(wèn)題，且電池系統(tǒng)中只使用了一個(gè)預(yù)充電阻和一個(gè)預(yù)充繼電器，從而大大降低了成本。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩 個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。