一种多电池组并联管理方法和系统与流程

文档序号:33166013发布日期:2023-02-04 01:34阅读:26来源:国知局
一种多电池组并联管理方法和系统与流程

1.本发明涉及储能管理技术领域,尤其涉及一种多电池组并联管理方法和系统。


背景技术:

2.轻型电动车包括电动两轮车、电动三轮车、电动四轮车,其应用中为了增大电池续航里程,或实现快速换电,往往随车携带两组或者多组电池,而同时接入动力系统的只有一组,换电时只能通过人工插拔电源插头,或者通过切换大功率开关来完成。这是因为不同电池组的电压、容量往往有差异,如果多组电池直接并联同时接入动力系统,会造成电池组之间不可控的充放电电流,影响电池的安全和功能的实现。
3.现有基于通信实现多电池并联的管理系统中,结构较为复杂,成本较高。另外,现有系统往往用于电池组数量固定的场景,且不支持系统运行中进行更换,往往需要专业的技术人员来完成。
4.为此,如何提供一种配置灵活、结构简洁且操作方便的多电池组并联管理方法和/或系统,是一个亟待解决的问题。


技术实现要素:

5.鉴于此,本发明实施例提供了一种多电池组并联管理方法和系统,以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
6.本发明的一个方面提供了一种多电池组并联管理方法,多个电池组并联接入包含主控制器、动力总线、通信总线的多电池组并联管理系统,该方法包括以下步骤:
7.主控制器通过通信总线读取系统中并联接入的每一电池组的bms内包含的电池状态信息,基于电池状态信息控制每一电池组的bms内的充放电开关和预充电开关,并控制负载设备的使能;其中,所述电池状态信息至少包含每一电池组的电压,所述预充电开关为默认开启状态,所述主控制器由并联接入的电池组通过动力总线进行供电;
8.在放电场景下,主控制器基于读取到的电池状态信息按照电压由高到低的顺序逐次控制打开具备最高电压的电池组的bms内的充放电开关,充放电开关打开的电池组产生的放电电流在动力总线上进行传输。
9.在本发明的一些实施例中,该方法还包括:主动均衡步骤,当系统处于空闲或待机状态时,若主控制器基于电池状态信息检查到电池组间的电压差高于预设阈值,则基于读取到的电池状态信息按照电压由高到低的顺序逐次控制打开具备最高电压的电池组的bms内的充放电开关,基于读取到的电池状态信息按照电压由低到高的顺序逐次控制打开具备最低电压的电池组的bms内的自充电模块,基于动力总线形成均衡电流,当电池组间的电压差低于预设阈值时,关闭所有电池组的充放电开关和自充电模块。
10.在本发明的一些实施例中,该方法还包括:主控制器对接入的电池组进行动态的地址分配以及对脱离的电池组进行地址回收;主控制器接收由系统中并联接入的电池组的bms提交的地址请求申请,并查询地址池,分配地址给所述系统中并联接入的电池组,所述
地址池为电池组的bms编号与地址一一对应的映射表;主控制器接收系统中并联接入的每一电池组的bms周期性发送的心跳报文,当主控制器超过预设周期数未接收到所述心跳报文,则判定对应的电池组为脱离状态并进行地址回收。
11.在本发明的一些实施例中,该方法还包括:在充电场景下,当主控制器检测到充电器接入多电池组并联管理系统,主控制器禁用连接的负载设备,先控制关闭所有电池组bms的充放电开关,后基于读取到的电池状态信息按照电压由低到高的顺序逐次控制打开具备最低电压的电池组的bms内的充放电开关,充电电流在动力总线上进行传输。
12.在本发明的一些实施例中,所述充电器和电池组接入本系统动力总线和通信总线的接口使用同一连接器连接;所述通信总线为can总线,用于在两根差分信号线上实现数据传输和命令传输。
13.本发明的另一方面提供了一种多电池组并联管理系统,该系统包括:
14.主控制器,用于读取系统中并联接入的每一电池组的bms内包含的电池状态信息,基于电池状态信息控制每一电池组的bms内的充放电开关和预充电开关,并控制负载设备的使能;其中,所述电池状态信息至少包含每一电池组的电压,所述预充电开关为默认开启状态;
15.其中,主控制器在放电场景下用于基于读取到的电池状态信息按照电压由高到低的顺序逐次控制打开具备最高电压的电池组的bms内的充放电开关,充放电开关打开的电池组产生的放电电流在动力总线上进行传输;
16.通信总线,用于传输系统中并联接入的每一电池组的bms内包含的电池状态信息;
17.动力总线,用于传输并联接入的电池组对主控制器的供电电流。
18.在本发明的一些实施例中,所述bms还包括自充电模块,用于配合主控制器进行主动均衡,包括:当系统处于空闲或待机状态时,若主控制器基于电池状态信息检查到电池组间的电压差高于预设阈值,则基于读取到的电池状态信息按照电压由高到低的顺序逐次控制打开具备最高电压的电池组的bms内的充放电开关,基于读取到的电池状态信息按照电压由低到高的顺序逐次控制打开具备最低电压的电池组的bms内的自充电模块,基于动力总线形成均衡电流,当电池组间的电压差低于预设阈值时,关闭所有电池组的充放电开关和自充电模块。
19.在本发明的一些实施例中,主控制器中还包括地址池,主控制器基于地址池对接入的电池组进行动态的地址分配以及对脱离的电池组进行地址回收,包括:主控制器接收由系统中并联接入的电池组的bms提交的地址请求申请,并查询地址池,分配地址给所述系统中并联接入的电池组,所述地址池为电池组的bms编号与地址一一对应的映射表;主控制器接收系统中并联接入的每一电池组的bms周期性发送的心跳报文,当主控制器超过预设周期数未接收到所述心跳报文,则判定对应的电池组为脱离状态并进行地址回收。在本发明的一些实施例中,该系统还包括充电器,用于为接入多电池组并联管理系统的电池组进行充电,在充电场景下,当主控制器检测到充电器接入多电池组并联管理系统,主控制器禁用连接的负载设备,先控制关闭所有电池组bms的充放电开关,后基于读取到的电池状态信息按照电压由低到高的顺序逐次控制打开具备最低电压的电池组的bms内的充放电开关,充电电流在动力总线上进行传输。
20.在本发明的一些实施例中,所述充电器和电池组接入本系统动力总线和通信总线
的接口使用同一连接器连接;所述通信总线为can总线,用于在两根差分信号线上实现数据传输和命令传输。
21.本发明所提供的多电池组并联管理方法和系统,能够通过主控制器读取电池组的电压等电池状态信息,并适时控制打开和关闭充放电开关,有效防止电池组间的大电流充电,并且在电压接近一致时实现多电池组的并联。并且,该系统在结构简洁的基础上,支持接入不定数量的多电池组并联,应用场景灵活,应用前景广阔。进一步地,使用电池组的bms中的预充电开关作为启动电源和后备电源为主控制器充电,既简化了结构又保证了系统不掉电。
22.本发明的附加优点、目的,以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述,且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显,或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
23.本领域技术人员将会理解的是,能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述,并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本技术的一部分,并不构成对本发明的限定。在附图中:
25.图1为本发明一实施例中多电池组并联管理系统的结构示意图。
26.图2为本发明另一实施例中多电池组并联管理系统的结构示意图。
27.图3为本发明一实施例中多电池组并联管理系统进行动态地址分配的流程图。
具体实施方式
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施方式和附图,对本发明做进一步详细说明。在此,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
29.在此,还需要说明的是,为了避免因不必要的细节而模糊了本发明,在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤,而省略了与本发明关系不大的其他细节。
30.应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
31.在此,还需要说明的是,如果没有特殊说明,术语“连接”在本文不仅可以指直接连接,也可以表示存在中间物的间接连接。
32.在下文中,将参考附图描述本发明的实施例。在附图中,相同的附图标记代表相同或类似的部件,或者相同或类似的步骤。
33.为了克服现有的通过通信实现多电池并联的管理系统中存在的结构复杂、成本较高和配置不够灵活的问题,本发明提供了一种多电池组并联管理方法和系统,采用主控制器对整个流程进行控制,并结合电池组内部的电池管理系统(battery management system,下文简称bms)监控电池状态信息(包括电压、电池健康状态、电池最大容量等电池
参数)以灵活控制接入系统内的多个电池组的充放电过程。
34.其中,bms具有充放电保护功能,用于智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池组的包括电压在内的电池状态信息。主控制器也可以为上游控制器(包括bms主控制器或整车控制器),由专门的低压电源或蓄电池为上游控制器供电。
35.图1为本发明一实施例中多电池组并联管理系统的结构示意图,包含主控制器、动力总线、通信总线,以及多个接入系统的电池组(电池组1,电池组2,

,电池组n),本发明所提供的多电池组并联管理方法包含以下步骤:
36.主控制器通过通信总线读取系统中并联接入的每一电池组的bms内包含的电池状态信息,基于电池状态信息控制每一电池组的bms内的充放电开关和预充电开关,并控制负载设备的使能。本发明不限于此,主控制器仅为示例,例如,在电动车领域也可以为整车控制器。
37.其中,电池状态信息至少包含每一电池组的电压,预充电开关为默认开启状态,即在电池组接入和脱离多电池组并联管理系统的过程中,预充电开关在没有主控制器的控制关闭下保持开启状态。主控制器由并联接入的电池组通过动力总线进行供电,即当第一个电池组接入到多电池组并联管理系统中时,由于预充电开关默认为开启状态,则该电池组为多电池组并联管理系统的主控制器供电。本发明提供的主控制器供电的方式仅为示例,例如,还可以通过专门的低压电源或蓄电池进行供电,但本发明的利用预充电开关为主控制器等低功率部分供电的方法,能够更为有效的保障主控制器不会掉电,无需额外的定期更换的低压电源或蓄电池。
38.在放电场景下,主控制器基于读取到的电池状态信息按照电压由高到低的顺序逐次控制打开具备最高电压的电池组的bms内的充放电开关,充放电开关打开的电池组产生的放电电流在动力总线上进行传输。即,当系统存在处于使能状态的负载设备且充电器未接入或处于未使能状态时,主控制器首先控制打开电压最高的电池组(假设是电池组1)的充放电开关,以便对动力系统供电,此时电池组输出的电流主要从放电开关通过,预充电开关处于预备状态,以便在动力总线上电池组的放电都关闭时保证主控制器的不断电。随着耗电的发生,电池组1的电压(此时的最高电压)逐渐降低,当降低到接近任何一个电池组(假设为电池组2)的电压时,则打开电池组2的充放电开关,电池组1和电池组2共同放电,以此类推,实现对车辆的共同供电。
39.需要说明的是,在图1所示的本发明实施例中,仅考虑放电场景,可以通过换电,即更换电池组的方式,以使接入系统的电池组保持电量充沛。
40.本发明的设计支持电池组的随时插拔,能够在任意时刻进行电池组插入和拔出/脱离,只要有一组电池组连接,系统运行都不会中断。并且,任意数量的电池组接入系统,都可以允许系统正常运行,增加了灵活性。在整个充放电过程中,无需人工操作即可实现自动化的多电池并联。
41.本发明所提供的多电池组并联管理方法,能够实现了多电池组的自动并联,简化了结构,优化了成本,使用过程中不需要人工操作,即可达到电池组轻便化、增加续航、便捷换电的目的。
42.在本发明一实施例中,该方法还包括:主动均衡步骤,即在空闲场景(无充电、放
电)下利用动力总线实现电池组间的自充电,以缩小电池组间的电压差异,包括:当系统处于空闲或待机状态时,若主控制器基于电池状态信息检查到电池组间的电压差高于预设阈值,则基于读取到的电池状态信息按照电压由高到低的顺序逐次控制打开具备最高电压的电池组的bms内的充放电开关,基于读取到的电池状态信息按照电压由低到高的顺序逐次控制打开具备最低电压的电池组的bms内的自充电模块,基于动力总线形成均衡电流,当电池组间的电压差低于预设阈值时,关闭所有电池组的充放电开关和自充电模块。主动均衡的目的是为了平衡电池组之间的电压差,恢复成组系统的多数容量,达到保障放电效率的目的。
43.主动均衡的过程描述如下:当进入空闲或待机时,如充电器和负载设备均未使能或工作,动力总线上无充电电流,也无放电电流,可启用自充电功能,在动力总线上形成均衡电流。主控制器检测到电池组间的电压差(这个电压差的预设阈值能够人为设定)达到一定程度,即可控制电压最高的电池组保持放电打开,而电压较低的电池组开启自充电模块,通过动力总线从电压最高的电池组上获取电能,给自身充电,以缩小电池组间的电压差异。这种方式充分利用了动力总线,避免了增加专门的均衡模块和线束而带来的工艺的复杂性和成本的增加。
44.在本发明一实施例中,该方法还包括主控制器对接入的电池组进行动态的地址分配以及对脱离的电池组进行地址回收,包括:
45.主控制器接收由系统中并联接入的电池组的bms提交的地址请求申请,并查询地址池,分配地址给所述系统中并联接入的电池组,所述地址池为电池组的bms编号与地址一一对应的映射表。主控制器接收系统中并联接入的每一电池组的bms周期性发送的心跳报文,当主控制器超过预设周期数未接收到所述心跳报文,则判定对应的电池组为脱离状态并进行地址回收。
46.图3为本发明一实施例中多电池组并联管理系统进行动态地址分配的流程图,地址分配和回收的内容如下:
47.1)主控制器和电池组内的bms保持一致的交互逻辑和交互流程。
48.2)每一电池组并联接入系统或其原本的地址被回收时(即电池组上电或通信超时),其bms需向主控制器提交地址请求申请,主控制器接收由系统中并联接入的电池组的bms提交的地址请求申请,并查询地址池,分配地址给所述系统中并联接入的电池组。
49.3)主控制器维护着地址池,主控制器查询地址池进行地址的分配和回收。
50.4)地址池为电池组bms编号和地址一一对应的映射表,当地址未被分配时对应的bms编号默认为0,通信超时后,映射也会清除。
51.映射表示例如下:
52.地址1
‑‑‑
bms编号1
53.地址2
‑‑‑
bms编号2
54.……
55.地址n-1
‑‑‑
0(未分配)
56.地址n
‑‑‑
0(未分配)n根据整车系统配置,默认为8。
57.5)主控制器将顺序查询到的第一个未被分配的地址分配给提交地址请求申请的电池组。
58.6)电池组成功分配到地址后,周期性地发送心跳报文到主控制器,主控制器接收系统中并联接入的每一电池组的bms周期性发送的心跳报文,当主控制器连续三次判定未收到电池组内bms的心跳报文时,判定为通信超时,收回分配给该电池组的地址(即将该地址映射表的bms编号清0)。在本发明又一实施例中,电池组的地址回收也可以通过定期查询电池组bms的电池状态信息来获知电池组连接状态从而判定是否进行电池回收。
59.电池组中bms进行地址请求和维护的工作流程为:
60.1)当电池组上电或通信超时,进入到随机延时等待,排队等待任务处理;
61.2)电池组内的bms发送地址声明请求报文(即地址请求申请,如data:bms编号),并进入到通信等待;
62.3)若等待超时,返回步骤1),否则,收到命令地址报文,检查data中bms编号是否与ca(certificate authority)一致;
63.4)若不一致,返回步骤2)中通信等待过程,否则,使用新地址通信,进入到正常的通信处理。
64.主控制器进行地址分配的工作流程为:
65.1)主控制器处理电池组的上电或通信超时的情况下,地址分配和回收;
66.2)进行正常通信处理;
67.3)当收到来自电池组bms的地址生命请求报文,查找地址池,确定一个空闲地址;
68.4)发送命令地址报文data:bms编号+新地址,完成地址的分配。
69.在本发明一实施例中,该方法还包括在充电场景下的多电池组的充电,图2为本发明另一实施例中多电池组并联管理系统的结构示意图,在图1的基础上还包括充电器,以使本发明适用于充电场景下,该方法包括:
70.在充电场景下,当主控制器检测到充电器接入多电池组并联管理系统,主控制器禁用连接的负载设备,先控制关闭所有电池组bms的充放电开关,后基于读取到的电池状态信息按照电压由低到高的顺序逐次控制打开具备最低电压的电池组的bms内的充放电开关,充电电流在动力总线上进行传输。即,当检测到充电器接入或工作,则禁用负载设备,保持预充电开关的打开,再关闭各电池组的充放电开关,打开的预充电开关保障了主控制器的供电不中断,然后即可进入充电场景。与放电场景类似,先打开电压低的电池组的充电开关,进行充电,然后在电压升高至达到其他电池组时可同时对两组或多组电池进行充电。
71.基于本发明实施例进行的设计,使得电池组更为轻便,拆装和更换操作方便,非专业人员即可完成,可适用于换电柜领域,即在换电柜中接入多个电池组,基于本发明提供的电池组并联接入管理系统进行管理,并利用充电场景下的策略对电池组进行充电,应用前景广阔。
72.在本发明一实施例中,充电器和电池组接入本系统动力总线和通信总线的接口使用同一连接器连接,便于插拔和换电。通信总线为can(controller area network)总线,属于工业现场总线的范畴,用于在两根差分信号线上实现数据传输和命令传输。相比于现有技术中需要为主控制器提供的单独充电线和电源以及主动均衡专用的导线,本发明仅需要一动力总线和通信总线,均衡电流与充放电电流共用一条线束,具有结构简单,拆卸方便,且应用场景灵活的优点,适用于电动车和换电柜等多种应用场景。
73.本发明另一方面提供了一种多电池组并联管理系统,该系统包括:
74.主控制器,用于读取系统中并联接入的每一电池组的bms内包含的电池状态信息,基于电池状态信息控制每一电池组的bms内的充放电开关和预充电开关,并控制负载设备的使能;其中,所述电池状态信息至少包含每一电池组的电压,所述预充电开关为默认开启状态。其中,主控制器在放电场景下用于基于读取到的电池状态信息按照电压由高到低的顺序逐次控制打开具备最高电压的电池组的bms内的充放电开关,充放电开关打开的电池组产生的放电电流在动力总线上进行传输。
75.通信总线,用于传输系统中并联接入的每一电池组的bms内包含的电池状态信息。其中,通信采用串行通信,通信总线往往也由两根线组成。
76.动力总线,用于传输并联接入的电池组对主控制器的供电电流。如图1和图2所示,动力总线由总正极p+和总负极p-组成,p+连接各电池组充放电口的正极、主控制器和负载设备的供电口正极、充电器的输出口正极;p-连接各电池组充放电口的负极、主控制器和负载设备的供电口负极、充电器的输出口负极。电池组的bms包含充放电开关、预充电开关和自充电模块,位于电池组的负端,与动力总线相连实现上述实施例中的功能。
77.通过动力总线和通信总线连接总控制器和多个接入本系统的电池组,从而实现多电池组的并联管理。
78.所述充放电开关、预充电开关和自充电模块都是由主控制器控制的开关,所述预充电开关还包括增加的限流电阻,所述限流电阻用于实现在电池与负载设备接通瞬间,避免由于负载内的大电容而产生的瞬间大电流,从而避免损伤部分器件的功能。
79.本发明的多电池组并联管理系统,还包含多种接口,包括对于众多电池组的预设数量的电池组接口,对于充电器的充电接口,以及对于负载设备的设备接口,以及其他本领域技术人员容易想到的充/放电接口。
80.本发明的设计支持电池组的随时插拔,能够在任意时刻进行电池组插入和拔出/脱离,只要有一组电池组连接,系统运行都不会中断。并且,任意数量的电池组接入系统,都可以允许系统正常运行,增加了灵活性。在整个充放电过程中,无需人工操作即可实现自动化的多电池并联。
81.本发明所提供的多电池组并联管理系统,能够实现了多电池组的自动并联,简化了结构,优化了成本,使用过程中不需要人工操作,即可达到电池组轻便化、增加续航、便捷换电的目的。
82.在本发明一实施例中,接入多电池组并联管理系统的电池组的bms内还包括自充电模块,用于配合主控制器进行主动均衡,包括:当系统处于空闲或待机状态时,若主控制器基于电池状态信息检查到电池组间的电压差高于预设阈值,则基于读取到的电池状态信息按照电压由高到低的顺序逐次控制打开具备最高电压的电池组的bms内的充放电开关,基于读取到的电池状态信息按照电压由低到高的顺序逐次控制打开具备最低电压的电池组的bms内的自充电模块,基于动力总线形成均衡电流,当电池组间的电压差低于预设阈值时,关闭所有电池组的充放电开关和自充电模块。在此发明实施例中,电池组的bms中设有充放电开关、预充电开关和自充电模块,在图1中,bms位于电池组的负端。
83.主动均衡的过程描述如下:当进入空闲或待机时,如充电器和负载设备均未使能或工作,动力总线上无充电电流,也无放电电流,可启用自充电功能,在动力总线上形成均衡电流。主控制器检测到电池组间的电压差(这个电压差的预设阈值能够人为设定)达到一
定程度,即可控制电压最高的电池组保持放电打开,而电压较低的电池组开启自充电模块,通过动力总线从电压最高的电池组上获取电能,给自身充电,以缩小电池组间的电压差异。这种方式充分利用了动力总线,避免了增加专门的均衡模块和线束而带来的工艺的复杂性和成本的增加。
84.在本发明一实施例中,主控制器中还包括地址池,为了便于主控制器区分各个电池组,实现电压检测和各开关控制,以及应对电池组随时的接入和拆除,需要主控制器基于地址池对接入的电池组进行动态的地址分配以及对脱离的电池组进行地址回收,包括:主控制器接收由系统中并联接入的电池组的bms提交的地址请求申请,并查询地址池,分配地址给所述系统中并联接入的电池组,所述地址池为电池组的bms编号与地址一一对应的映射表;主控制器接收系统中并联接入的每一电池组的bms周期性发送的心跳报文,当主控制器超过预设周期数未接收到所述心跳报文,则判定对应的电池组为脱离状态并进行地址回收。
85.图3为本发明一实施例中多电池组并联管理系统进行动态地址分配的流程图,地址分配和回收的内容如下:
86.1)主控制器和电池组内的bms保持一致的交互逻辑和交互流程。
87.2)每一电池组并联接入系统或其原本的地址被回收时,其bms需向主控制器提交地址请求申请,主控制器接收由系统中并联接入的电池组的bms提交的地址请求申请,并查询地址池,分配地址给所述系统中并联接入的电池组。
88.3)主控制器维护着地址池,主控制器查询地址池进行地址的分配和回收。
89.4)地址池为电池组bms编号和地址一一对应的映射表,当地址未被分配时对应的bms编号默认为0,通信超时后,映射也会清除。
90.映射表示例如下:
91.地址1
‑‑‑
bms编号1
92.地址2
‑‑‑
bms编号2
93.……
94.地址n-1
‑‑‑
0(未分配)
95.地址n
‑‑‑
0(未分配)n根据整车系统配置,默认为8。
96.5)主控制器将顺序查询到的第一个未被分配的地址分配给提交地址请求申请的电池组。
97.6)电池组成功分配到地址后,周期性地发送心跳报文到主控制器,主控制器接收系统中并联接入的每一电池组的bms周期性发送的心跳报文,当主控制器连续三次判定未收到电池组内bms的心跳报文时,判定为通信超时,收回分配给该电池组的地址(即将该地址映射表的bms编号清0)。在本发明又一实施例中,电池组的地址回收也可以通过定期查询电池组bms的电池状态信息来获知电池组连接状态从而判定是否进行电池回收。
98.电池组中bms进行地址请求和维护的工作流程为:
99.1)当电池组上电或通信超时,进入到随机延时等待,排队等待任务处理;
100.2)电池组内的bms发送地址声明请求报文(即地址请求申请,如data:bms编号),并进入到通信等待;
101.3)若等待超时,返回步骤1),否则,收到命令地址报文,检查data中bms编号是否与
ca(certificate authority)一致;
102.4)若不一致,返回步骤2)中通信等待过程,否则,使用新地址通信,进入到正常的通信处理。
103.主控制器进行地址分配的工作流程为:
104.1)主控制器处理电池组的上电或通信超时的情况下,地址分配和回收;
105.2)进行正常通信处理;
106.3)当收到来自电池组bms的地址生命请求报文,查找地址池,确定一个空闲地址;
107.4)发送命令地址报文data:bms编号+新地址,完成地址的分配。
108.在本发明一实施例中,该系统还包括充电器,用于为接入多电池组并联管理系统的电池组进行充电,在充电场景下,当主控制器检测到充电器接入多电池组并联管理系统,主控制器禁用连接的负载设备,先控制关闭所有电池组bms的充放电开关,后基于读取到的电池状态信息按照电压由低到高的顺序逐次控制打开具备最低电压的电池组的bms内的充放电开关,充电电流在动力总线上进行传输。
109.基于本发明实施例进行的设计,使得电池组更为轻便,拆装和更换操作方便,非专业人员即可完成,可适用于换电柜领域,即在换电柜中接入多个电池组,基于本发明提供的电池组并联接入管理系统进行管理,并利用充电场景下的策略对电池组进行充电,应用前景广阔。
110.在本发明一实施例中,充电器和电池组接入本系统动力总线和通信总线的接口使用同一连接器连接,便于插拔和换电。通信总线为can总线,属于工业现场总线的范畴,用于在两根差分信号线上实现数据传输和命令传输。
111.在本发明一实施例中,主控制器与电池组内bms、充电器和电机控制器组成通信系统,主控制器负责管理整个系统的工作,具体包括:控制每一接入系统的电池组的bms内充放电开关、预充电开关、自充电开关,控制充电器的使能,控制负载设备的使能,并基于通信总线获取bms内的电池状态信息,基于电池状态信息进行调控。
112.需要说明的是,各电池组脱离本发明提出的多电池并联管理系统时,充放电开关都是关闭的,预充电开关是打开的,也就是前述的,充放电开关为默认打开状态。因为预充电对电流进行了限制,各电池组在接入系统时,不管动力总线上的功耗多大,也不会有大电流产生,第一组电池接入后就可以利用预充电功能通过动力总线给主控制器供电,不需要配备专门的电源(但该方案仍为一可选的替代方案),如12v蓄电池。
113.本发明所提供的多电池组并联管理方法和系统,能够通过主控制器读取电池组的电压等电池状态信息,并适时控制打开和关闭充放电开关,有效防止电池组间的大电流充电,并且在电压接近一致时实现多电池组的并联。并且,该系统在结构简洁的基础上,支持接入不定数量的多电池组并联,应用场景灵活,应用前景广阔。进一步地,使用电池组的bms中的预充电开关作为启动电源和后备电源为主控制器充电,既简化了结构又保证了系统不掉电。
114.可选地,利用充电器使得本发明适用于充电场景,仅使用动力总线和通信总线进行连接,并使用连接器进一步梳理连接结构,并提供了不添加冗余结构的负载均衡策略,对主控制器的供电也基于保持预充电开关打开的电池组实现,保障了系统不掉电,同时使得本发明的设计结构简洁,成本较低。支持不定数量多的电池组并联接入,使得本发明使用的
场景多变,支持电动车和换电柜等多种应用场景。
115.本领域普通技术人员应该可以明白,结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法,能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。当以硬件方式实现时,其可以例如是电子电路、专用集成电路(asic)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时,本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中,或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
116.需要明确的是,本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见,这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中,描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是,本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤,本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后,作出各种改变、修改和添加,或者改变步骤之间的顺序。
117.本发明中,针对一个实施方式描述和/或例示的特征,可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用,和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
118.以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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