一种车辆休眠状态下电池组管理系统被动均衡方法与系统与流程

1.本发明涉及一种供电或配电系统领域，尤其涉及一种车辆休眠状态下电池组管理系统被动均衡方法与系统。


背景技术：

2.bms电池管理系统主要为了提高电池利用率，均衡电池电量保持电池的一致性，延长电池的使用寿命，对蓄电池容量精确评估及蓄电池的监控等。新能源汽车电池管理系统采用运行时被动均衡方法，bms系统及电池管理系统采集单体电压，并得到最大及最小电芯电压，如果差值大于限定值a,则对电池组中相应的电芯开启均衡，一定时间后，关闭均衡开关，重新读取单体电压，并比较最大单体电压和最小单体电压的压差，如满足均衡条件，即依然大于限定值a,继续均衡，知道压差小于规定的限定值，退出均衡，由于均衡过程中，需要对电量过高的电芯放电，此时单体的电压不稳定，则系统不能使用均衡时的单体电压采集值作为输入，而是以进入均衡前的单体电压作为系统输入，以免误报故障。但是上述方案系统不能连续获得单体电压数据，存在一定安全隐患。另外，由于在线均衡方式的均衡电流小，所需均衡时间较长，现有技术方案每隔一定时间开闭均衡开关，一方面均衡开关的频繁开闭，浪费时间；另一方面，均衡时间断断续续，总体均衡效率较低的问题。例如，一种在中国专利文献上公开的“一种电池管理系统的被动均衡策略优化方法”，其公告号“cn109428363a”，包括以下步骤：步骤一：电池组或电池系统通电或钥匙置于no档；步骤二：电池管理系统完成系统初始化、自检；步骤三：通过自检结果判断电池状态是否为上一次充电后的状态，或者，静止时间＞设定值；步骤四：根据电池状态的判断结果执行电池静态开路电压采集；步骤五：利用电池静态开路电压采集的数据，电池管理系统计算均衡电压判断值tp ；步骤六：电池tn＞均衡电压判断值tp时的电池为需要均衡的电池，n＝1，2 ..11 ..；步骤七：计算均衡电池tn所需时间；步骤八：执行实施均衡。本发明可以解决现有的锂电池被动均衡方式时间短、准确性低、效果差、故障率高的问题。但是上述方案采取采集电池的静态开路电压，静态开路电压需要在均衡前采集，故系统不能连续获得单体电压，存在一定的安全隐患，且在车辆静置状态下无法保持电池均衡的问题。


技术实现要素：

3.本发明是为了克服现有技术的电池管理系统均衡开关频繁开闭，均衡效率低，运行时电压采集与开启均衡相冲突，车辆静置状态下无法均衡的问题，提供一种在电动汽车静置休眠状态下，检查电池组一致性，判断电池组均衡需求，消除了运行状态时电压采集与开启均衡的冲突，降低了bms系统负载，保证电池组一致性，采用连续均衡，避免均衡开关频繁开闭，提高均衡的效率的电池组管理系统被动均衡方法与系统。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种车辆休眠状态下电池组管理系统被动均衡方法，其特征在于，包括如下步骤：在车辆休眠状态下定时唤醒电池组管理系统；
根据所述各个电池单体的电压数据确定所述电池组中是否存在至少一个电池单体需要均衡；若是对所需均衡的至少一个电池单体进行均衡直到电池组单体满足电池组一致性条件后设定下一次均衡时间，并退出均衡；若否则进一步确定电池单体健康状况，并设定下一次定时唤醒时间。
5.作为优选，所述根据所述各个电池单体的电压数据，确定所述电池组中是否存在至少一个电池单体需要均衡，包括：确定所述各个电池单体的电压数据vn,其中各个单体电压数据中的最大值vmax,各个电池单体的电压数据中的最小值vmin,其中vmax符合第一阈值，vmin大于第一限值时，满足vn与vmin的差值大于a的至少一个电池单体为所述的需要被动均衡的至少一个电池单体。
6.作为优选，所述确定电池单体健康状况，包括各个单体的电压数据中最大值vmax大于第二限值时，发出电池过压故障报警。
7.作为优选，所述确定电池单体健康状况，还包括各个单体的电压数据中最大值vmax不大于第二限值，且各个单体的电压数据的最小单体电压vmin小于第一限值时，请求车辆控制系统给电池组供电。
8.作为优选，所述电池组单体满足电池组一致性条件，所述电池组单体满足电池组一致性条件，包括所述电池组中各个单体电压vn,与电池组单体电压数据中的最小值的差值小于b, 其中n=1、2、3
…
n,b<a。
9.一种车辆休眠状态下电池组管理系统被动均衡系统，其特征在于，包括主模块、供电模块、单体电压采集模块、均衡控制电路模块和rtc定时唤醒模块；主模块：用于向rtc定时唤醒模块、电压采集模块和均衡控制模块发送控制命令，处理电压采集模块的采集数据；rtc定时唤醒模块：用于定时唤醒系统及计算上一周期休眠时间；电压采集模块：用于采集电池组的单体电压并发送到主模块；均衡控制电路模块：用于接收主模块的指令以控制对电池单体均衡的开闭。
10.作为优选, 所述均衡控制电路模块包括与每节电芯并联的至少一个均衡电阻和与均衡电阻串联的被动均衡控制开关。
11.作为优选，所述均衡控制电路模块在对电池组至少一个单体均衡过程中，提前开启至少一个电池单体的被动均衡控制开关。
12.作为优选，所述主模块供电电压不小于第三限值。以保证系统的正常运行。
13.因此，本发明具有如下有益效果：(1)在电动汽车静置休眠状态下，检查电池组一致性，并根据压差大小，确定是否进入均衡的时间，消除了运行状态时电压采集与开启均衡的冲突。（2）在电池管理系统休眠的状态下，运行均衡管理系统，降低了bms系统负载，保证电池组一致性。（3）采用连续均衡，避免均衡开关频繁开闭，提高均衡的效率。
附图说明
14.图1为本发明一实施例电池组管理系统休眠被动均衡系统示意图。
15.图2为本发明一实施例单体均衡控制电路模块示意图。
16.图3为本发明一实施例电池组管理系统被动均衡方法流程图。
具体实施方式
17.下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
18.实施例：如图1~3所示的一种电池管理系统在线均衡方法及系统。电池管理系统的休眠被动均衡系统主要包括主模块、供电模块、单体电压采集模块、均衡控制电路模块和rtc定时唤醒模块。主模块，用于向外围模块发送控制命令，及时处理采集数据；rtc定时唤醒模块，用于定时唤醒系统，及计算上一个周期的休眠时间；电压采集模块，用于采集电池组的单体电压并发送到主模块；均衡控制模块，用于接收主模块的指令以开闭相应电芯的均衡开关。
19.基于上述均衡系统的控制流程为：电池管理系统首次或者上次均衡结束的rtc自唤醒时间为4小时；唤醒后，主模块通过单体电压采集模块，获得电池组所有电芯的单体电压；主模块处理单体电压，得到单体电压的最大值、最小值以及平均值，标记出最大、最小单体电压的电芯编号；检测最小和最大单体电压的压差，判断是否满足进入均衡的条件，包括：确定所述各个电池单体的电压数据vn,其中各个单体电压数据中的最大值vmax,各个电池单体的电压数据中的最小值vmin,其中vmax符合第一阈值，vmin大于第一限值时，满足vn与vmin的差值大于a的至少一个电池单体为所述的需要被动均衡的至少一个电池单体，开启需被动均衡的单体的相应均衡控制开关，设定下一次唤醒时间为30分钟后，进入休眠；如不满足均衡条件，所述确定电池单体健康状况，还包括各个单体的电压数据中最大值vmax不大于3.27v，且各个单体的电压数据的最小单体电压vmin小于3.24v，请求车辆控制系统给电池组供电,并设定自唤醒时间为4小时后。均衡30分钟后，rtc定时唤醒模块自唤醒电池均衡系统，关闭均衡系统，若车辆未启动，则均衡系统重新从采集检测单体电压开始执行，检查是否存在需被均衡电池单体，若车辆已启动，设定下次自唤醒时间为4小时。
20.均衡控制电路模块包括13节电芯，每节电芯cell并联一个均衡电阻以放电来保证电池组的一致性，且给每个放电电阻r串联一个控制开关s，可与根据电池的电量分别控制放电，确定所述各个电池单体电压数据为v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10、v11、v12、v13，其中各个电芯单体电压数据中的最大值为v2，该电芯极有可能会出现欠压充电，各个电芯单体电压数据中的最小值为v13，一旦结束充电该电芯极有可能会出现欠压充电，检测最小和最大单体电压范围，计算每节电芯电压与最小电压的压差，主模块将采集到的电压数据进行梳理，如果满足均衡条件：3.25v<v2<3.27v ,v13>3.24v,电芯单体电压与最小单体电压的压差值大于15mv,主模块供电电压大于7.5v,以保证系统的正常运行，则均衡系统控制需均衡电芯单体vn相对应的均衡开关sn闭合，对其进行放电，直到满足一致性条件及电芯电压与最小电压的差值小于限定值5mv，推出均衡。
21.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
22.尽管本文较多地使用了电池单体电芯、均衡、休眠等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。