一种电池组内组间均衡控制系统及其控制方法与流程

文档序号:11919314阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电池组内组间均衡控制系统,其特征在于,包括电池管理系统主控器BMSC和电池管理系统从控器BMSU;BMSC下通过CAN总线并入多个BMSU;BMSC包括BMSC信息处理模块、BMS均衡逻辑控制处理模块、均衡信息反馈模块和均衡命令发送模块;所述的BMSC信息处理模块上连接有BMS均衡逻辑控制处理模块,BMS均衡逻辑控制处理模块上连接有均衡信息反馈模块,均衡信息反馈模块上连接有均衡命令发送模块,均衡命令发送模块与BMSC信息处理模块相连;每个BMSU包括BMSU信息处理模块;BMSC信息处理模块通过CAN总线与BMSU信息处理模块交互连接,BMSU信息处理模块上连接有电池电压采集模块、电池温度采集模块和故障诊断模块,BMSU信息处理模块上交互连接有均衡判断模块,均衡判断模块上连接有组内均衡控制器和组间均衡控制器。

2.根据权利要求1所述的电池组内组间均衡控制系统,其特征在于,所述的BMSC信息处理模块,用于接收CAN总线上BMSU发送的数据和发送BMSC的信息到BMSU上,同时对接收到的BMSU发送的数据进行处理,并将处理过后的信息下发给BMS均衡逻辑控制处理模块;所述的BMS均衡逻辑控制处理模块,用于从BMSC信息处理模块中获取所有BMSU中的电池信息,通过汇总所有电池电压、温度信息形成均衡控制策略信息传递给均衡信息反馈模块;所述的均衡信息反馈模块,用于接收来自系统诊断模块的信息和BMS均衡逻辑控制处理模块信息,并将两者信息综合产生均衡指令信息传递给均衡命令发送模块;均衡命令发送模块,用于接收均衡信息反馈模块的均衡指令信息传递到BMSC信息处理模块,通过CAN总线发送给BMSU;BMSU信息处理模块,用于通过CAN总线接收来自BMSC的信息和发送BMSU的信息;电池电压采集模块,用于采集组内多路单体电池电压传递给BMSU信息处理模块;电池温度采集模块,用于采集组内多路单体电池温度传递给BMSU信息处理模块;故障诊断模块,用于诊断电池电压采集和温度采集硬件故障信息和组内均衡控制器和组间均衡控制器故障信息,并将故障信息传递给BMSU信息处理模块,通过CAN总线发送个BMSC;均衡判断模块,用于通过BMSU信息处理模块接收到的BMSC均衡命令,来判断系统是否需要执行均衡和需要均衡,则执行组间均衡或组内均衡;将相关信息传递给组内均衡控制器或组间均衡控制器;组内均衡控制器,用于组内单体多节电池间的能量转移;组间均衡控制器,用于所有BMSU电池组之间的能量均衡。

3.根据权利要求1或2所述的电池组内组间均衡控制系统,其特征在于,所述的BMSC还包括系统诊断模块、故障保护模块和参数配置模块;所述的BMSC信息处理模块还与系统诊断模块相连,系统诊断模块与均衡信息反馈模块、故障保护模块和参数配置模块相连;其中,系统诊断模块,用于负责系统的故障检测功能和告警;故障保护模块,用于负责执行故障产生后系统保护功能充电、放电、过压、欠压及短路保护;参数配置模块,用于系统参数配置。

4.根据权利要求1所述的电池组内组间均衡控制系统,其特征在于,所述的组内均衡控制器包括开关控制器、DC/DC转换器和MCU控制器;所述的DC/DC转换器与开关控制器相连,MCU控制器与开关控制器相连;所述的组间均衡控制器包括均衡开关、功率电阻器阵列和MCU控制器;所述的MCU控制器与均衡开关相连,均衡开关与功率电阻器阵列相连。

5.一种基于权利要求1~4所述的系统的电池组内组间均衡控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)通过各个BMSU的电池电压采集模块和电池温度采集模块获取各自电池组中各个单体电池的电压和温度信息,并由各个BMSU的BMSU信息处理模块汇总各自组内的单体电池信息,并将各自组内的单体电池信息通过CAN总线传输到BMSC主控器的BMSC信息处理模块中;

2)BMSC信息处理模块收到各个BMSU发送的各自组内的单体电池信息后,BMSC信息处理模块处理各个BMSU的信息,将处理过后的单体电池的电压信息传递给BMS均衡逻辑控制处理模块,同时将处理过后的BMSU的单体电池的电压和温度信息传递给系统诊断模块;

3)BMS均衡逻辑控制处理模块根据电池单体电压信息比较每个BMSU的组内单体电池间的电压是否一致,如果超过均衡最大压差值,则对应BMSU需要组内均衡并标记此BMSU的ID编号;同时将每个BMSU的单体电池的平均电压作为组间均衡的判断依据,比较各个BMSU的平均电压是否一致,如果超过均衡最大压差值,则对应BMSU需要组间均衡并标记此BMSU的ID编号;并将由BMS均衡逻辑控制处理模块产生的均衡控制信息传递给均衡信息反馈模块;

4)系统诊断模块将诊断的故障信息传递给均衡信息反馈模块,均衡信息反馈模块将以上两种信息综合后形成均衡命令,传递给均衡命令发送模块,均衡命令发送模块将均衡命令传送给BMSC信息处理模块,由BMSC信息处理模块通过CAN总线发送给对应ID编号的BMSU;对应ID的BMSU的BMSU信息处理模块收到均衡命令后传送给均衡判断模块,均衡判断模块解析均衡命令,并执行均衡命令;将预先设置好的均衡控制策略发送给组内均衡控制器和组间均衡控制器,组内均衡控制器和组间均衡控制器执行相应的操作。

6.根据权利要求5所述的电池组内组间均衡控制方法,其特征在于,所述的BMSU的BMSU还获取故障诊断信息,并将获取到的故障诊断信息通过CAN总线发送给BMSC的BMSC信息处理模块,BMSC信息处理模块将BMSU的故障诊断信息传递给系统诊断模块。

7.根据权利要求6所述的电池组内组间均衡控制方法,其特征在于,步骤4)具体为:

系统诊断模块将诊断的故障信息传递给均衡信息反馈模块,均衡信息反馈模块将以上两种信息综合后形成均衡命令,传递给均衡命令发送模块,均衡命令发送模块将均衡命令传送给BMSC信息处理模块,由BMSC信息处理模块通过CAN总线发送给对应ID编号的BMSU;对应ID的BMSU的BMSU信息处理模块收到均衡命令后传送给均衡判断模块,均衡判断模块解析均衡命令中是否含有故障信息,如果有则停止均衡,没有则执行均衡命令;然后将预先设置好的均衡控制策略发送给组内均衡控制器和组间均衡控制器,组内均衡控制器和组间均衡控制器执行相应的操作。

8.根据权利要求5所述的电池组内组间均衡控制方法,其特征在于,所述的组内均衡控制器接收到均衡控制策略后,执行充电或者方便操作,充电,当组内电池中某个单体电压偏低时,均衡控制器通过DC/DC转换器将整组的电池能量转化为可给单体电池充电的电压特性,再通过MCU控制器控制矩阵开关切换通道连接单体电池的正负极到CELL+和CELL-接口,完成给单体电池充电过程;放电,当组内电池中某一节单体电池电压偏高时,均衡控制器通过DC/DC转换器将单体电池能量转化为整组电池可充电的电压特性,再通过MCU控制器控制矩阵开关切换通道连接单体电池的正负极到CELL+和CELL-接口,完成给整组电池充电过程,通过不断给电池充电和放电过程实现组内电池容量的均衡。

9.根据权利要求5或8所述的电池组内组间均衡控制方法,其特征在于,所述的组间均衡控制器接收到均衡控制策略后,MCU控制器收到均衡指令,开启该组电池的组间均衡开关,给最高容量的整组电池放电实现组间均衡。

10.根据权利要求6所述的电池组内组间均衡控制方法,其特征在于,所述的BMSU同时将其单体电池信息和电池组信息实时反馈给BMSC,BMSC依据各个BMSU反馈的信息及时调整均衡控制策略,再将新的均衡指令通过CAN总线发送给目标BMSU,收到新的均衡指令的BMSU解析指令,再由组内均衡控制器或组间均衡控制器执行;

当BMSU的故障诊断模块检测出BMSU设备存在告警信息或故障信息时,故障诊断模块将告警或故障信息传送给BMSU信息处理模块,BMSU信息处理模块将关闭组内均衡控制器或组间均衡控制器指令下发给均衡判断模块,关闭组内或组间均衡;同时,BMSU信息处理模块将告警或故障信息通过CAN总线上传给BMSC的BMSC信息处理模块;

当BMSC的系统诊断模块检测出BMS系统有告警或故障信息,BMSC通过均衡信息反馈模块和均衡命令发送模块下发均衡中断指令给BMSU,BMSU的信息处理模块解析中断指令,并下发关闭均衡指令给均衡判断模块关闭组内均衡控制器或组间均衡控制器;同时,BMSC将告警或故障信息发送给整车控制器和开启故障保护模块。

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