本發(fā)明涉及一種多類蓄電池混合管理系統(tǒng)及方法，屬于電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到不同類型鋰離子蓄電池混合使用管理系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)：

隨著人類對自身生存環(huán)境的重視，對現(xiàn)代文明帶來的巨大副作用危機(jī)的理解，對將來人類社會(huì)工業(yè)文明及物質(zhì)文明的重新定義和認(rèn)識的改變，人們深刻意識到發(fā)展經(jīng)濟(jì)必須遵循兩大原則：環(huán)境保護(hù)和不可再生資源的合理使用。經(jīng)過新能源技術(shù)與儲能技術(shù)的大力發(fā)展，目前電動(dòng)汽車、儲能電站、后備電源系統(tǒng)等大量使用了蓄電池，其中包括了大量的鋰離子蓄電池，鋰離子蓄電池又包括了磷酸鐵鋰蓄電池、三元鋰蓄電池、鈦酸鋰蓄電池等。

現(xiàn)有技術(shù)中對鋰離子蓄電池的使用方式如下：首先，初次使用前需要對相同蓄電池廠家的同一型號的蓄電池經(jīng)過一定的選配成組后；其次，對選配成組的多節(jié)蓄電池串聯(lián)或并聯(lián)使用；經(jīng)過一段時(shí)候使用后，蓄電池壽命低于相應(yīng)的使用標(biāo)準(zhǔn)后可進(jìn)行梯次利用或者退役，梯次利用過程中也是對需要對相同蓄電池廠家的同一型號的蓄電池經(jīng)過一定的選配成組后串聯(lián)或并聯(lián)使用。

由上可見，蓄電池使用的基本要求是在于相同蓄電池廠家同一型號，特別在后續(xù)的梯次利用過程中，由于有各種各樣的鋰離子蓄電池類型，若需要考慮上述的基本要求，靈活性太差，不利于快速利用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提供一種可對不同類型鋰離子蓄電池混合使用的管理方法與系統(tǒng)。

為了達(dá)到目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

本發(fā)明涉及的一種多類蓄電池混合使用方法，其包括以下步驟：

(1)現(xiàn)有多種類型的蓄電池集合N＝{N₁,N₂,...,N_i}，第i種類型的鋰離子蓄電池集合N_i有S_i個(gè)蓄電池模塊，i≥1，i為整數(shù)；

(2)設(shè)定一個(gè)容量基準(zhǔn)值C0；

(3)在各個(gè)蓄電池集合N_i中選擇完全充滿電后容量大于等于(C0-ΔC)并且小于等于(C0+ΔC)的鋰離子蓄電池模塊，0.001≤ΔC/C0≤0.1，進(jìn)而構(gòu)成蓄電池集合newN_k，并形成多種類型的蓄電池集合newN＝{newN₁,newN₂,...,newN_k}，1≤k≤i，k為整數(shù)；

(4)根據(jù)蓄電池模塊需求,從各個(gè)蓄電池集合newN_k選擇出m個(gè)蓄電池模塊，按類型組成集合為useN＝{useN₁,useN₂,...,useN_o}，1≤o≤k，o為整數(shù),第o種類型的鋰離子蓄電池集合useN_o有useS_o個(gè)蓄電池模塊，m＝∑useS_o；

(5)對選擇出來的蓄電池模塊調(diào)整剩余容量SOC，使選擇出來使用的蓄電池模塊集合useN內(nèi)電池模塊最大SOC與最小SOC滿足|MaxSOC-MinSOC|≤ΔS，0.001≤ΔS≤0.1，然后串聯(lián)成電池組使用。

本發(fā)明所述的“滿充容量”是指蓄電池完全充滿電后蓄電池容量，單位為Ah。本發(fā)明所述的SOC指剩余容量與其完全充滿電狀態(tài)的容量的比值，常用百分?jǐn)?shù)表示(0≤SOC≤1)。

優(yōu)選地，當(dāng)蓄電池模塊集合useN中某個(gè)或多個(gè)蓄電池模塊使用一段時(shí)間后損壞或滿充容量下降而需要替換時(shí)，則從蓄電池集合newN中新選擇一個(gè)蓄電池模塊，調(diào)整其蓄電池模塊的SOC，使其處于蓄電池模塊集合useN去除需要替換蓄電池模塊后的MaxSOC與MinSOC之間，然后替換進(jìn)useN使用。

優(yōu)選地，所述的蓄電池為鋰離子蓄電池。

優(yōu)選地，所述的多類蓄電池選自磷酸鐵鋰蓄電池、鈦酸鋰蓄電池、三元鋰蓄電池、錳酸鋰蓄電池、鈷酸鋰蓄電池中的兩類或多類。

優(yōu)選地，ΔC/C0＝0.05，ΔS＝0.05。

優(yōu)選地，蓄電池集合useN中的每個(gè)蓄電池模塊均采用蓄電池管理模塊M_j進(jìn)行管理，1≤j≤m，j為整數(shù)；整個(gè)串聯(lián)電池組采用蓄電池組管理模塊進(jìn)行管理，蓄電池管理模塊M_j均采用通訊單元與蓄電池組管理模塊電連接。

優(yōu)選地，所述的蓄電池管理模塊M_j包括采集模塊、均衡模塊、控制模塊和通訊單元，采集模塊、均衡模塊、通訊單元均與控制模塊連接。

優(yōu)選地，所述的蓄電池組管理模塊包括組端采集模塊、總控模塊和通訊模塊，總控模塊分別與組端采集模塊、通訊模塊和蓄電池管理模塊的控制模塊連接。

優(yōu)選地，所述的通訊單元為CAN通訊總線。

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的一種可對不同類型蓄電池混合使用的管理方法，作為現(xiàn)有使用方式的補(bǔ)充，可以使不同類型的蓄電池在一起安全合理的串聯(lián)使用，更加有效的利用了鋰離子蓄電池。

附圖說明

圖1是本發(fā)明多類鋰電池混合使用方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明電池管理模塊與電池組管理模塊的原理框圖；

圖3是本發(fā)明電池管理模塊的原理框圖；

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述，以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參照圖1，一種多類蓄電池混合使用方法，其包括以下步驟：

(1)現(xiàn)有多種類型的蓄電池集合N＝{N₁,N₂,...,N_i}，第i種類型的鋰離子蓄電池集合N_i有S_i個(gè)蓄電池模塊，i≥1，i為整數(shù)；

(2)設(shè)定一個(gè)容量基準(zhǔn)值C0；

(3)在各個(gè)蓄電池集合N_i中選擇完全充滿電后容量大于等于(C0-ΔC)并且小于等于(C0+ΔC)的鋰離子蓄電池模塊，ΔC/C0＝0.05，進(jìn)而構(gòu)成蓄電池集合newN_k，并形成多種類型的蓄電池集合newN＝{newN₁,newN₂,...,newN_k}，1≤k≤i，k為整數(shù)；

(4)根據(jù)蓄電池模塊需求,從各個(gè)蓄電池集合newN_k選擇出m個(gè)蓄電池模塊，按類型組成集合為useN＝{useN₁,useN₂,...,useN_o}，1≤o≤k，o為整數(shù),第o種類型的鋰離子蓄電池集合useN_o有useS_o個(gè)蓄電池模塊，m＝∑useS_o；

(5)對選擇出來的蓄電池模塊調(diào)整剩余容量SOC，使選擇出來使用的蓄電池模塊集合useN內(nèi)電池模塊最大SOC與最小SOC滿足|MaxSOC-MinSOC|≤ΔS，ΔS＝0.05，然后串聯(lián)成電池組使用。

參照圖1，對于不同的電池容量基準(zhǔn)值C0＝A或B，蓄電池集合N通過本發(fā)明的分類，最終生成不同的串聯(lián)電池組進(jìn)行使用。

比如現(xiàn)有三類蓄電池的集合，其中，磷酸鐵鋰蓄電池N₁共3個(gè)蓄電池模塊，鈦酸鋰蓄電池N₂共4個(gè)蓄電池模塊，三元鋰蓄電池N₃共5個(gè)蓄電池模塊。設(shè)定某容量基準(zhǔn)值C0，從該12個(gè)蓄電池模塊選擇|(C-C0)/C0|≤5％的蓄電池模塊，結(jié)果是：磷酸鐵鋰蓄電池集合newN₁共2個(gè)蓄電池模塊，鈦酸鋰蓄電池集合newN₂共3個(gè)蓄電池模塊，三元鋰蓄電池集合newN₃共4個(gè)蓄電池模塊滿足要求，形成集合newN＝{newN₁,newN₂，newN₃}。

然后根據(jù)電路要求(比如電壓、電流或功率要求)，從集合newN中選擇備用的蓄電池模塊4個(gè)，其中newN₂中選擇2個(gè)鈦酸鋰蓄電池，newN₃中選擇2個(gè)三元鋰蓄電池，構(gòu)成集合useN＝{useN₁,useN₂}。最后，對useN中的4個(gè)蓄電池模塊調(diào)整剩余容量SOC，使蓄電池模塊最大SOC與最小SOC滿足|MaxSOC-MinSOC|≤0.05，然后即可串聯(lián)成電池組使用。調(diào)整容量基準(zhǔn)值C0，即可生成不同的串聯(lián)電池組。

參照圖2-3，蓄電池集合useN中的每個(gè)蓄電池模塊均采用蓄電池管理模塊M_j進(jìn)行管理，1≤j≤m，j為整數(shù)；整個(gè)串聯(lián)電池組采用蓄電池組管理模塊進(jìn)行管理，蓄電池管理模塊M_j均采用通訊單元與蓄電池組管理模塊電連接。即蓄電池模塊S1采用管理模塊M1進(jìn)行管理，蓄電池模塊S2采用管理模塊M2進(jìn)行管理……。所述的通訊單元為CAN通訊總線。所述多個(gè)蓄電池管理模塊M_j通過CAN通訊總線與蓄電池組管理模塊相連,所述蓄電池組管理模塊與多類鋰離子蓄電池混合使用后的串聯(lián)電池組組端相連。

所述蓄電池管理模塊M_j包括包括采集模塊、均衡模塊、控制模塊和通訊單元，采集模塊、均衡模塊、通訊單元均與控制模塊連接。采集模塊用于采集蓄電池模塊的電壓、電流、溫度等數(shù)據(jù)，均衡模塊用于對蓄電池模塊充電或放電均衡，通訊單元用于將采集數(shù)據(jù)與命令上傳至蓄電池組管理模塊以及接收蓄電池組管理模塊下發(fā)數(shù)據(jù)與命令，控制模塊將命令下達(dá)給相應(yīng)模塊。

所述的蓄電池組管理模塊包括組端采集模塊、總控模塊和通訊模塊，總控模塊分別與組端采集模塊、通訊模塊和蓄電池管理模塊的控制模塊連接。組端采集模塊用于采集蓄電池組端電壓、組電流、環(huán)境溫度等數(shù)據(jù)，通訊模塊用于將采集數(shù)據(jù)與命令下發(fā)至蓄電池管理模塊以及接受蓄電池管理模塊上傳的數(shù)據(jù)與命令、并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)與命令向外部傳輸以及接受外部下發(fā)的數(shù)據(jù)與命令，總控模塊將命令下達(dá)給相應(yīng)模塊。蓄電池組管理模塊對蓄電池管理模塊M_j上傳的數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行計(jì)算處理，計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)，如SOC、SOH等數(shù)據(jù)，通過控制蓄電池管理模塊M_j對各鋰離子蓄電池進(jìn)行均衡控制，以及形成相關(guān)告警信號。

需要說明的是，本發(fā)明所述的蓄電池模塊通常由一個(gè)以上的蓄電池單體組成。

當(dāng)蓄電池集合useN中某個(gè)鈦酸鋰蓄電池模塊S₁(或其內(nèi)部的個(gè)別蓄電池單體)大于過壓值如：2.7V或小于欠壓值如：1.9V時(shí)，其對應(yīng)的電池管理模塊M₁會(huì)上傳告警信息，又如當(dāng)蓄電池模塊S₁溫度大于過溫值如：55℃，其對應(yīng)的電池管理模塊M₁會(huì)上傳告警信息。當(dāng)某個(gè)三元鋰蓄電池模塊S₂(或其內(nèi)部的個(gè)別蓄電池單體)大于過壓值如：4.2V或小于欠壓值如：2.5V時(shí)，其對應(yīng)的電池管理模塊M₂會(huì)上傳告警信息；又如當(dāng)模塊S₂溫度小于欠溫值如：0℃，其對應(yīng)的電池管理模塊M₂會(huì)上傳告警信息。當(dāng)該串聯(lián)蓄電池組電流大于過流值如：3倍額定容量電流，蓄電池組管理模塊輸出告警信息，蓄電池組管理模塊會(huì)根據(jù)相應(yīng)的告警進(jìn)行控制。

實(shí)施例2：

一種多類蓄電池混合使用方法，其包括以下步驟：

(1)現(xiàn)有多種類型的蓄電池集合N＝{N₁,N₂,...,N_i}，第i種類型的鋰離子蓄電池集合N_i有S_i個(gè)蓄電池模塊，i≥1，i為整數(shù)；

(2)設(shè)定一個(gè)容量基準(zhǔn)值C0；

(3)在各個(gè)蓄電池集合N_i中選擇完全充滿電后容量大于等于(C0-ΔC)并且小于等于(C0+ΔC)的鋰離子蓄電池模塊，ΔC/C0＝0.05，進(jìn)而構(gòu)成蓄電池集合newN_k，并形成多種類型的蓄電池集合newN＝{newN₁,newN₂,...,newN_k}，1≤k≤i，k為整數(shù)；

(4)根據(jù)蓄電池模塊需求,從各個(gè)蓄電池集合newN_k選擇出m個(gè)蓄電池模塊，按類型組成集合為useN＝{useN₁,useN₂,...,useN_o}，1≤o≤k，o為整數(shù),第o種類型的鋰離子蓄電池集合useN_o有useS_o個(gè)蓄電池模塊，m＝ΣuseS_o；

(5)對選擇出來的蓄電池模塊調(diào)整剩余容量SOC，使選擇出來使用的蓄電池模塊集合useN內(nèi)電池模塊最大SOC與最小SOC滿足|MaxSOC-MinSOC|≤ΔS，ΔS＝0.05，然后串聯(lián)成電池組使用。

當(dāng)蓄電池模塊集合useN中某個(gè)或多個(gè)蓄電池模塊使用一段時(shí)間后損壞或滿充容量下降而需要替換時(shí)，則從各個(gè)蓄電池集合newN_k中新選擇一個(gè)蓄電池模塊，調(diào)整其蓄電池模塊的SOC，使其處于蓄電池模塊集合useN去除需要替換蓄電池模塊后的MaxSOC與MinSOC之間，然后替換進(jìn)useN使用。

比如，實(shí)施例1中集合useN采用了兩個(gè)鈦酸鋰蓄電池模塊，newN₂還剩下一個(gè)鈦酸鋰蓄電池模塊未用。當(dāng)集合useN其中一個(gè)鈦酸鋰蓄電池模塊損壞時(shí)，則可以直接從newN₂選擇剩下的一個(gè)鈦酸鋰蓄電池模塊進(jìn)行替換。替換時(shí)，應(yīng)調(diào)整其蓄電池模塊的SOC，使其處于蓄電池模塊集合useN去除需要替換蓄電池模塊后的MaxSOC與MinSOC之間，然后再串聯(lián)使用。

以上結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。