一种钠盐电池管理系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钠盐电池管理系统，涉及电池管理领域，安装作用于钠盐电池模块和充放电控制系统，包括：高压控制系统，包括与钠盐电池模块连接的动力输入端、与充放电控制系统连接的动力输出端；电池控制板，与高压控制系统通过线束连接，用于采集和检测钠盐电池模块的信息、加热钠盐电池模块使达到工作温度、判断钠盐电池模块的工作状态模式、控制钠盐电池模块的充放电切换和下发指令控制钠盐电池模块进入故障关机状态。本发明专利技术的集中式钠盐电池管理系统，能保证钠盐电池模块温度稳定在工作温度范围内，实时检测电池参数和估算电池电量状态，保证电池模块安全、可靠地工作，而且安装、调试及维护方便，成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种钠盐电池管理系统及控制方法
本专利技术涉及电池管理领域，尤其涉及一种钠盐电池管理系统及控制方法。
技术介绍
钠盐电池，简称Zebra电池，是以钠离子传导的β″-Al2O3固体电解质构成的一种高能电池，它具有开路电压高、比能量高、比功率高、能量转换效率高、容量与放电率无关、可快速充电、免维护、制作工艺简单、耐过充过放、耐冷热循环、安全性高等优点，作为动力电池在汽车和水下航行器上都有推广应用。Zebra电池同样也适合用作储能电池，性能上已超越这一领域应用的钠硫电池。Zebra电池工作需要保持在300℃上下的温度，冷热循环启动需要12h～15h的时间，另外电池在不工作时也需要维持90W的热能损耗。Zebra电池组正常运行后可由电池自身供电保温，需要控制内外部加热电源切换。Zebra电池组允许某节单体电池失效后继续运行，但必须对电池状态进行监测、故障诊断和保护。Zebra电池组需要受监控系统管理，实时通信传输状态数据和控制指令。因此Zebra电池组需要配备特定的电池管理系统满足上述多种功能要求，但目前市场上的电池管理系统并不满足Zebra电池组的要求。为了满足Zebra电池对温度控制、参数采集、系统控制等要求，本专利技术提出了一种钠盐电池管理系统及控制方法，可为钠盐电池提供稳定、可靠的温度管控和充放电状态管理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钠盐电池管理系统。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种钠盐电池管理系统，安装作用于钠盐电池模块和充放电控制系统，包括：高压控制系统，包括与钠盐电池模块连接的动力输入端、与充放电控制系统连接的动力输出端；电池控制板，与高压控制系统通过线束连接，用于采集和检测钠盐电池模块的信息、加热钠盐电池模块使达到工作温度、判断钠盐电池模块的工作状态模式、控制钠盐电池模块的充放电切换和下发指令控制钠盐电池模块进入故障关机状态。进一步的，所述钠盐电池模块低于240℃时为冷态休眠模式，保持在285℃时为正常工作模式，高于285℃时为故障关机状态；正常工作模式包括放电模式和自我消耗模式。进一步的，所述电池控制板包括包括MCU、与MCU连接的电池信息采集电路和加热控制电路；MCU通过电池信息采集电路实时采集和检测钠盐电池模块的信息，判断钠盐电池模块的工作状态模式和下发指令控制钠盐电池模块进入故障关机状态，通过加热控制电路控制钠盐电池模块的工作温度，并控制钠盐电池模块的充放电切换，保证钠盐电池模块正常工作。进一步的，还包括箱体，箱体中集成安装所述高压控制系统和电池控制板，箱体安装作用于钠盐电池模块上。进一步的，所述电池信息采集电路包括电压采集电路、绝缘检测电路、电流采集电路和温度采集电路，分别用于检测钠盐电池模块的电压、绝缘电阻、电流和温度。进一步的，所述电池控制板还包括RS485/CAN通信电路、DI/DO接口、多路电源模块、DCDC模块和时钟模块；RS485/CAN通信电路用于实现与外部的EMS系统交互钠盐电池模块和系统工作状态信息；MCU通过DI/DO接口用于连接并控制外部的柴油机、风机的启停；DCDC模块可将动力总线电压降至12V，接入DC12V供电总线；DC12V供电总线通过多路电源模块降压，为MCU及电池信息采集电路供电。进一步的，所述高压控制系统包括正极回路和负极回路，正极回路包括动力输出端的正极端子、熔断器、直流接触器、正极分流器和动力输入端的正极端子；负极回路包括动力输出端的负极端子、负极分流器和动力输入端的负极端子。一种钠盐电池管理系统的控制方法，包括以下步骤：S1，DCDC模块为钠盐电池管理系统供电，钠盐电池管理系统进行初始化运行；S2，初始化正常后，对钠盐电池模块进行温度检测；S3，确定钠盐电池管理系统为冷态休眠模式后，加热控制电路将钠盐电池模块加热至正常工作模式的温度，使钠盐电池模块进入可充放电的工作状态；S4，钠盐电池模块工作时，电池控制板实时监测钠盐电池模块的温度是否处于正常工作模式的温度，实时计算电池电量变化和剩余电量变化，高于正常工作模式的温度后，进行故障排查；S5，故障解决后，从步骤S3开始运行。进一步的，所述步骤S1中，初始化运行包括：电池控制板采集、检查和判断钠盐电池模块的电压、绝缘电阻、电流、温度是否正常，检查直流接触器、DI/DO接口的外部装置的开关、指示灯状态是否正常。进一步的，所述步骤S4中的故障排查包括：A1，电池控制板检测加热控制电路、电池信息采集电路和钠盐电池模块的绝缘电阻是否正常；A2，在允许钠盐电池管理系统运行之前，检查钠盐电池模块的温度、电压、内阻和剩余电量情况；A3，电池控制板控制钠盐电池模块进入故障关机状态，直到故障解决。与现有技术相比，本专利技术的集中式钠盐电池管理系统，能保证钠盐电池模块温度稳定在工作温度范围内，实时检测电池参数和估算电池电量状态，保证电池模块安全、可靠地工作，而且安装、调试及维护方便，成本低；钠盐电池管理系统采用集成式结构设计，安装、调试及维护方便，成本低；钠盐电池管理系统具备电压、电流、温度和绝缘电阻检测功能，同时能控制钠盐电池模块加热、调节温度，保证钠盐电池模块安全、可靠工作；电池控制板采用DCDC模块、DC12V总线和多路电源为各类芯片供电，增加了供电的灵活性和可靠性；DCDC模块高压端并联了稳压电阻，减少了动力回路供电时电压波动；高压控制系统采用熔断器、直流接触器和正负极双电流检测机构，保障了电池动力回路的安全，使控制更加可靠。附图说明图1为本专利技术电池控制板的电气原理图。图2为本专利技术高压控制系统的装置分布图。图3为本专利技术箱体内部的结构示意图。图4为本专利技术电池管理系统的控制流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种钠盐电池管理系统，请参阅图1-3，安装作用于钠盐电池模块和充放电控制系统(PCS)，钠盐电池模块低于240℃时为冷态休眠模式，保持在285℃时为正常工作模式，高于285℃时为故障关机状态；正常工作模式包括放电模式和自我消耗模式，若是外部断电，又没有负载，则钠盐电池管理系统会切换到电池模块内部用电，维持285℃，为自我消耗模式；若外部断电，外部有负载在用，即放电模式。冷态休眠模式：包括两种类型，即强制断开和故障。强制断开是暂时隔离钠盐电池模块，以保护其不受不安全操作条件的影响；当故障条件清除时，正常操作将恢复。外部没有负载，则钠盐电池管理系统会切换到钠盐电池模块内部用电，维持控制温度阈值。当故障出现后，钠盐电池管理系统隔离钠盐电池模块并保持此状态，直到可以维修钠盐电池模块。钠盐电池管理系统运行的温度范围为是250-3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钠盐电池管理系统，安装作用于钠盐电池模块和充放电控制系统，其特征在于，包括：/n高压控制系统，包括与钠盐电池模块连接的动力输入端、与充放电控制系统连接的动力输出端；/n电池控制板，与高压控制系统通过线束连接，用于采集和检测钠盐电池模块的信息、加热钠盐电池模块使达到工作温度、判断钠盐电池模块的工作状态模式、控制钠盐电池模块的充放电切换和下发指令控制钠盐电池模块进入故障关机状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种钠盐电池管理系统，安装作用于钠盐电池模块和充放电控制系统，其特征在于，包括：
高压控制系统，包括与钠盐电池模块连接的动力输入端、与充放电控制系统连接的动力输出端；
电池控制板，与高压控制系统通过线束连接，用于采集和检测钠盐电池模块的信息、加热钠盐电池模块使达到工作温度、判断钠盐电池模块的工作状态模式、控制钠盐电池模块的充放电切换和下发指令控制钠盐电池模块进入故障关机状态。


2.根据权利要求1所述的一种钠盐电池管理系统，其特征在于，所述钠盐电池模块低于240℃时为冷态休眠模式，保持在285℃时为正常工作模式，高于285℃时为故障关机状态；正常工作模式包括放电模式和自我消耗模式。


3.根据权利要求1所述的一种钠盐电池管理系统，其特征在于，所述电池控制板包括包括MCU、与MCU连接的电池信息采集电路和加热控制电路；MCU通过电池信息采集电路实时采集和检测钠盐电池模块的信息，判断钠盐电池模块的工作状态模式和下发指令控制钠盐电池模块进入故障关机状态，通过加热控制电路控制钠盐电池模块的工作温度，并控制钠盐电池模块的充放电切换，保证钠盐电池模块正常工作。


4.根据权利要求1所述的一种钠盐电池管理系统，其特征在于，还包括箱体，箱体中集成安装所述高压控制系统和电池控制板，箱体安装作用于钠盐电池模块上。


5.根据权利要求3所述的一种钠盐电池管理系统，其特征在于，所述电池信息采集电路包括电压采集电路、绝缘检测电路、电流采集电路和温度采集电路，分别用于检测钠盐电池模块的电压、绝缘电阻、电流和温度。


6.根据权利要求3所述的一种钠盐电池管理系统，其特征在于，所述电池控制板还包括RS485/CAN通信电路、DI/DO接口、多路电源模块、DCDC模块和时钟模块；RS485/CAN通信电路用于实现与外部的EMS系统交互钠盐电池模块和系统工作状态信息；MCU通过DI/DO...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣强，倪宣金，刘平根，朱晨曦，
申请(专利权)人：杭州科工电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33