理 设备中的H桥单元切出该故障能源管理设备。
[0128] 本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其 它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例 而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部 分说明即可。
[0129] 可能以许多方式来实现本发明的方法、设备和系统。例如，可通过软件、硬件、固件 或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法、设备和系统。用于所述方法的步骤 的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以 其它方式特别说明。
[0130] 本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明 限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描 述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理 解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
【主权项】
1. 一种能源管理设备，其特征在于，包括： H桥单元； 与所述H桥单元并联、作为所述H桥单元的输入电源的电池组，所述电池组包括串联在 一起的由M个电池，其中，M为大于1的整数；和 分别与所述电池组中的各电池连接、对所述电池组进行能量均衡控制的电池管理系统 BMS02. 根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述BMS包括能量转移型BMS或能量消耗 型 BMS。3. 根据权利要求2所述的设备，其特征在于，能量转移型BMS包括共享变压器均衡型 BMS、开关电容式BMS、开关电感式BMS或开关变压器均衡型BMS。4. 一种电控系统，其特征在于，包括主控制器、3N个分控制器和3N个能源管理设备；其 中，所述能源管理设备包括H桥单元，与所述H桥单元并联、作为所述H桥单元的输入电源 的电池组，和分别与所述电池组中的各电池连接、对所述电池组进行能量均衡控制的BMS， 所述电池组包括串联在一起的由M个电池，M、N分别为大于1的整数；3N个能源管理设备 构成第一相组、第二相组和第三相组共三个相组，每个相组包括N个能源管理设备，每个相 组中的N个能源管理设备通过能源管理设备中的H桥单元级联；第一相组、第二相组和第三 相组分别包括两个端口，所述两个端口包括输入端口和输出端口，第一相组的两个端口中 的一个端口连接至电机的U相端子，第一相组的两个端口中的另一个端口分别与第二相组 和第三相组的两个端口中的一个端口连接，第二相组和第三相组的两个端口中的另一个端 口分别连接至电机的V相端子和W相端子；其中： BMS，用于采集电池组的电压、充放电电流和温度参数，和电池组中各电池的电压、温 度、充放电电流参数；以及根据信号采集模块采集的参数估测电池组的荷电状态SOC和电 池组内各电池的S0C，并进行电池组内电池间的均衡充电和放电，使组中各电池达到均衡一 致的状态； 3N个分控制器中的各分控制器，分别与一个能源管理设备连接，用于采集所连接能源 管理设备中电池组的电压、充放电电流和温度参数，电池组中各电池的电压、温度、充放电 电流参数，电池组和电池组内各电池的SOC参数，以及分控制器自身的电流、电压和温度参 数，并上传给主控制器；以及根据主控制器下发的脉冲宽度调制PWM占空比信息对PWM进行 处理后输出给连接的能源管理设备中的H桥单元以驱动该H桥单元动作，从而控制能源管 理设备的工作状态、和工作状态下的工作时长； 主控制器，分别与各分控制器通信连接，根据各分控制器上传的参数信息，获取每个输 出相组中各能源管理设备的电量和/或电压；并依据输出相组中各能源管理设备的电量和 /或电压信息，结合电机的速度、电流和温度参数信息，计算各能源管理设备的PWM占空比 并分别下发给各能源管理设备连接的分控制器。5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述能源管理设备包括权利要求2至4任 意一项所述的能源管理设备。6. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括所述电机。7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括交流电源，连接至电机的U、V、W相 端子，用于向能源管理设备输入三相电。8. 根据权利要求4至7任意一项所述的系统，其特征在于，还包括电机信息采集单元， 用于根据主控制器发送的电机参数采集指示采集电机的速度、电流和温度参数并上报给主 控制器； 所述主控制器还用于向电机信息采集单元发送电机参数采集指示。9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述分控制器，还用于在检测到自身或所 连接能源管理设备故障时，切断故障的自身或所连接能源管理设备输出并向主控制上报故 障信息；或者在检测到自身或所连接能源管理设备工作状态不佳但仍处于许可工作状态范 围内时，向主控制上报工作状态不佳的报警信息。10. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述主控制器，还用于在检测到自身、 分控制器或能源管理设备故障时，切断故障的自身、分控制器输出，或指示相应的分控制器 切断故障的能源管理设备输出并向相应分控制器发送故障信息；或者在检测到自身工作状 态不佳但仍处于许可工作状态范围内时，向所有分控制器控制下发工作状态不佳的报警信 息，或在检测到分控制器或能源管理设备工作状态不佳但仍处于许可工作状态范围内时， 向相应分控制器控制下发工作状态不佳的报警信息。11. 一种电动汽车，其特征在于，包括上层控制器和权利要求4至10任意一项所述的电 控系统，所述上层控制器与所述电控系统中的主控制器通信连接，进行相应的工作信息交 互。12. -种基于权利要求4至10任意一项所述电控系统的电控方法，其特征在于，包括： BMS对相应能源管理设备中的电池组进行能量均衡控制；和 分控制器采集所连接能源管理设备中电池组的电压、充放电电流和温度参数，电池组 中各电池的电压、温度、充放电电流参数，电池组和电池组内各电池的SOC参数，以及分控 制器自身的电流、电压和温度参数，并上传给主控制器； 主控制器根据各分控制器上传的参数信息，获取每个输出相组中各能源管理设备的电 量和/或电压，并结合电机的速度、电流和温度参数信息，计算各能源管理设备的PWM占空 比并分别下发给各能源管理设备连接的分控制器； 分控制器根据主控制器下发的PWM占空比信息对PWM进行处理后输出给连接的能源管 理设备中的H桥单元以驱动该H桥单元动作，从而控制能源管理设备的工作状态、和工作状 态下的工作时长。13. 根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述BMS对相应能源管理设备中的电池 组进行能量均衡控制包括： 采集电池组的电压、充放电电流和温度参数，以及电池组中各电池的电压、温度、充放 电电流参数；以及 根据采集的参数估测电池组的SOC和电池组内各电池的S0C，并进行电池组内电池间 的均衡充电和放电，使组中各电池达到均衡一致的状态。14. 根据权利要求12或13所述的系统，其特征在于，所述主控制器根据各分控制器上 传的参数信息，获取每个输出相组中各能源管理设备的电量和/或电压包括： 主控制器直接以分控制器上传的参数信息中的电池组的SOC和/或电压分别作为能源 管理设备的电量和/或电压；或者 主控制器通过预设电池标准放电电量％和分控制器上传的参数信息中电池组的充放 电电流计算能源管理设备的电量，和/或以分控制器上传的参数信息中的电池组的电压作 为能源管理设备的电压。15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述结合电机的速度、电流和温度参数 信息，计算各能源管理设备的PWM占空比包括： 根据电机输出能量的正负，按照所有能源管理设备的电量或电压的大小对各能源管理 设备进行排序，获得各能源管理设备在PWM占空比输出中的位置；其中，电机输出能量为正 时，按照所有能源管理设备的电量或电压由大到小的顺序，在PWM占空比输出中依次由底 端到顶端排序，电机输出能量为负时，按照所有能源管理设备的电量或电压由大到小的顺 序，在PWM占空比输出中依次由顶端到底端排序； 通过载波层叠PWM方法，将载波与调制波进行比较，输出各能源管理设备的PWM占空比 信息。16. 根据权利要求12至15任意一项所述的方法，其特征在于，还包括： 在能源管理设备故障时，故障能源管理设备的分控制器通过控制该故障能源管理设备 中的H桥单元切出该故障能源管理设备。
【专利摘要】本发明实施例公开了一种能源管理设备、电控系统和电控方法、电动汽车，其中能源管理设备包括H桥单元、作为H桥单元的输入电源的电池组和对电池组进行能量均衡控制的电池管理系统BMS。其中的电控系统包括主控制器、3N个分控制器和3N个能源管理设备；3N个能源管理设备构成第一相组、第二相组和第三相组共三个相组，每个相组包括N个能源管理设备，主控制器计算各能源管理设备的PWM占空比，由分控制器据此控制相应能源管理设备连接。本发明实施例解决了现有电动汽车电池组中电池大规模的串联所导致的电池一致性要求高、检测成本高、电池替换困难、BMS均衡能力不足以满足大规模串联后电池组的动态均压的技术问题。
【IPC分类】H02J7/04, H01M10/42, H02J7/00
【公开号】CN104953675
【申请号】CN201510412877
【发明人】许烈
【申请人】北京友信宏科电子科技有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月14日