电动汽车电池模块BMS检测精度校准装置及方法与流程

文档序号:11947031阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种电动汽车电池模块BMS检测精度校准装置,其特征在于,包括:

恒温箱(1);

电池模块(2),所述电池模块(2)位于所述恒温箱(1)中;

BMS温度采集探头(3),所述BMS温度采集探头(3)位于所述恒温箱(1)中,以采集所述恒温箱(1)中的第一温度值;

BMS从板(4),所述BMS从板(4)位于所述恒温箱(1)中,所述BMS从板(4)连接于所述电池模块(2)中的各个单体电池,并且所述BMS从板(4)连接于BMS温度采集探头(3),以获取所述电池模块(2)的第一电压值、第一电流值、第一SOC值、以及所述第一温度值;

BMS主板(5),所述BMS主板(5)位于所述恒温箱(1)中,所述BMS主板(5)连接于所述BMS从板(4),以从所述BMS从板(4)获取所述第一电压值、第一电流值、第一SOC值和第一温度值;

温度监控探头(6),所述温度监控探头(6)位于所述恒温箱(1)中,以采集所述恒温箱(1)中的第二温度值;

温度计(7),所述温度计(7)位于所述恒温箱(1)外,并电连接于所述温度监控探头(6),以接收并显示所述温度监控探头(6)所采集的第二温度值;

充放电设备(8),所述充放电设备(8)位于所述恒温箱(1)外,并连接于所述电池模块(2)和所述BMS从板(4),以对所述电池模块(2)进行阶梯充放电,并获取所述电池模块(2)的第二电流值、第二电压值和第二SOC值;

控制电脑(9),所述控制电脑(9)位于所述恒温箱(1)外,并连接于所述BMS主板(5),以从所述BMS主板(5)接收并显示所述第一电压值、第一电流值、第一SOC值和第一温度值,修正BMS检测参数,并向所述BMS主板(5)、BMS从板(4)刷写修正后的BMS检测参数。

2.根据权利要求1所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准装置,其特征在于,所述BMS温度采集探头(3)和所述温度监控探头(6)位于所述恒温箱(1)中的同一个位置。

3.根据权利要求1所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准装置,其特征在于:

所述BMS从板(4)、BMS主板(5)和控制电脑(9)通过CAN总线(12)连接;

所述电动汽车电池模块BMS精度校准装置还包括:

CAN总线控制器(13),所述CAN总线控制器(13)位于所述恒温箱(1)外,并连接于所述控制电脑(9)和BMS主板(5)之间,以控制CAN总线(12)的数据传输。

4.根据权利要求1所述的电动汽车电池模块BMS精度校准装置,其特征在于:

所述BMS从板(4)通过BMS电压采集线(10)连接于所述电池模块(2)中的各个单体电池,以采集所述电池模块(2)的第一电压值;

所述BMS从板(4)中具有第一电流采集线,所述第一电流采集线的一端连接于所述电池模块(2),在所述电池模块(2)进行充放电时,所述BMS从板(4)通过采集流经所述第一电流采集线的电流以获取所述电池模块(2)进行充放电时的第一电流值,并通过所述第一电流值对时间的积分获得所述第一SOC值。

5.根据权利要求4所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准装置,其特征在于:

所述充放电设备(8)的一端通过主电缆(11)连接于所述电池模块(2),所述充放电设备(8)的另一端通过主电缆(11)连接于所述BMS从板(4),并且,所述充放电设备(8)通过充放电设备电压采集线(14)连接于所述电池模块(2),以采集所述电池模块(2)的第二电压值;其中,

所述主电缆(11)中具有第二电流采集线,所述第二电流采集线连接于所述第一电流采集线的另一端,在所述电池模块(2)进行充放电时,充放电电流顺次流经所述第一电流采集线和第二电流采集线,进而所述充放电设备(8)通过采集流经所述第二电流采集线的电流以获取所述电池模块(2)进行充放电时的第二电流值,并通过所述第二电流值对时间的积分获得所述第二SOC值。

6.根据权利要求1所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准装置,其特征在于:

所述充放电设备(8)所检测的电流精度和电压精度比BMS检测精度高3至5倍,所述温度计(7)的检测温度精度比所述BMS的温度检测精度高3至5倍。

7.一种电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,采用如权利要求1至6任一项所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准装置,所述电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,包括:

在不高于所述电池模块的最低放电温度且不低于所述电池模块所承受的最低温度的第一温度区间内,不对所述电池模块进行充放电操作,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤;

在所述第一温度区间内,不对所述电池模块进行充放电操作,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤;

在不低于所述电池模块的最低放电温度且不高于所述电池模块的最低充电温度的第二温度区间内,对所述电池模块进行放电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤;

在所述第二温度区间内,对所述电池模块进行放电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤;

在不低于所述电池模块的最低充电温度且不高于所述电池模块的最高充电温度的第三温度区间内,对所述电池模块进行放电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤;

在所述第三温度区间内,对所述电池模块进行放电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤;

在所述第三温度区间内,对所述电池模块进行充电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤;

在所述第三温度区间内,对所述电池模块进行充电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤;

在不低于所述电池模块的最高充电温度且不高于所述电池模块的最高放电温度的第四温度区间内,对所述电池模块进行放电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤;

在所述第四温度区间内,对所述电池模块进行放电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤;

在不低于所述电池模块的最高放电温度且不高于所述电池模块所承受的最高温度的第五温度区间内,不对所述电池模块进行充放电操作,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤;

在所述第五温度区间内,不对所述电池模块进行充放电操作,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤;

在所述第一温度区间、第二温度区间、第三温度区间、第四温度区间、第五温度区间进行实时温度采集的步骤;

利用上述步骤所采集的第一电压值和第二电压值进行BMS电压校准的步骤;

利用上述步骤所采集的第一电流值和第二电流值进行BMS电流校准的步骤;

利用上述步骤所采集的第一电流值和第二电流值分别对时间的积分以获得第一SOC值和第二SOC值,并进行BMS的SOC值校准的步骤;

利用上述步骤所采集的第一温度值和第二温度值进行BMS温度校准的步骤;以及,

将校准后的BMS检测参数刷新至BMS主板和BMS从板的步骤。

8.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于:

对所述电池模块进行实时电压采集、实时电流采集、实时温度采集的数据采集间隔时间不大于1S。

9.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于:

在所述第一温度区间、以及所述第五温度区间内,不对所述电池模块进行充放电操作,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤,包括:

在所述第一温度区间、以及所述第五温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,不对所述电池模块进行充放电操作,并重复执行n次以下操作,以获取n组第一电压值和n组第二电压值:

在一固定长度的时间段内,从0时刻开始计时,并在相同时刻同时采集并记录所述第一电压值和第二电压值;

利用上述步骤所采集的第一电压值和第二电压值进行BMS电压校准的步骤,包括在所述第一温度区间、以及所述第五温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,进行BMS电压校准的步骤,该步骤包括:

将所有n组数据中的相同时刻所采集的n个第一电压值取平均值,获得第一电压平均值;

将所有n组数据中的相同时刻所采集的n个第二电压值取平均值,获得第二电压平均值;

将相同时刻的所述第一电压平均值和第二电压平均值取差值,并拟合电压平均值误差曲线和电压平均值误差公式,进而通过电压平均值误差曲线和电压平均值误差公式获得本温度点处的BMS电压修正参数;

其中,n不小于3。

10.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于:

在所述第一温度区间、以及所述第五温度区间内,不对所述电池模块进行充放电操作,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤,包括:

在所述第一温度区间、以及所述第五温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,不对所述电池模块进行充放电操作,实时采集并记录第一电流值和第二电流值;

利用上述步骤所采集的第一电流值和第二电流值进行BMS电流校准的步骤,包括在所述第一温度区间、以及所述第五温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,进行BMS电流校准的步骤,该步骤包括:

将本温度点处采集的所有第一电流值取平均,获得第一电流平均值;

将本温度点处采集的所有第二电流值取平均,获得第二电流平均值;

将所述第一电流平均值和第二电流平均值取差值,进而通过该差值获得本温度点处的BMS电流修正参数。

11.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于:

在所述第二温度区间、所述第三温度区间、以及所述第四温度区间内,对所述电池模块进行放电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤,包括:

在所述第二温度区间、所述第三温度区间、以及所述第四温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,重复执行n次以下操作,以获取n组第一电压值和n组第二电压值:

从0时刻开始对已经充满电的所述电池模块所支持的最大放电电流ImaxD进行放电,并在每间隔Δt1时长后以ΔI的电流间隔依次减小放电电流直至I0,以进行电流的阶梯放电,在该过程中,在相同时刻同时采集并记录第一电压值和第二电压值,放电结束后,以最大充电电流ImaxC再将电池模块充满电;

利用上述步骤所采集的第一电压值和第二电压值进行BMS电压校准的步骤,包括在所述第二温度区间、所述第三温度区间、以及所述第四温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,进行BMS电压校准的步骤,该步骤包括:

将所有n组数据中的相同时刻所采集的n个第一电压值取平均值,获得第一电压平均值;

将所有n组数据中的相同时刻所采集的n个第二电压值取平均值,获得第二电压平均值;

将相同时刻的所述第一电压平均值和第二电压平均值取差值,并拟合电压平均值误差曲线和电压平均值误差公式,进而通过电压平均值误差曲线和电压平均值误差公式获得本温度点处放电时的BMS电压修正参数;

其中,n不小于3。

12.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于:

在所述第二温度区间、所述第三温度区间、以及所述第四温度区间内,对所述电池模块进行放电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤,包括:

在所述第二温度区间、所述第三温度区间、以及所述第四温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,执行以下操作:

从0时刻开始对已经充满电的所述电池模块所支持的最大放电电流ImaxD进行放电,并在每间隔Δt1时长后以ΔI的电流间隔依次减小放电电流直至I0,以进行电流的阶梯放电,在该过程中,在相同时刻同时采集并记录第一电流值和第二电流值;

利用上述步骤所采集的第一电流值和第二电流值进行BMS电流校准的步骤,包括在所述第二温度区间、所述第三温度区间、以及所述第四温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,对每个放电阶梯进行BMS电流校准的步骤,该步骤包括:

将本温度点处,本放电阶梯中所采集的第一电流值取平均,获得第一电流平均值;

将本温度点处,本放电阶梯中所采集的第二电流值取平均,获得第二电流平均值;

将所述第一电流平均值和第二电流平均值取差值,进而通过该差值获得本温度点处本放电阶梯的BMS电流修正参数。

13.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于:

在所述第三温度区间内,对所述电池模块进行充电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电压采集的步骤,包括:

在所述第三温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,重复执行n次以下操作,以获取n组第一电压值和n组第二电压值:

从0时刻开始对尚未充电的具有特定截止电压值的所述电池模块所支持的最大充电电流ImaxC进行充电,并在每间隔Δt2时长后以ΔI的电流间隔依次减小充电电流直至I0,以进行电流的阶梯充电,在该过程中,在相同时刻同时采集并记录第一电压值和第二电压值;

利用上述步骤所采集的第一电压值和第二电压值进行BMS电压校准的步骤,包括在所述第三温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,进行BMS电压校准的步骤,该步骤包括:

将所有n组数据中的相同时刻所采集的n个第一电压值取平均值,获得第一电压平均值;

将所有n组数据中的相同时刻所采集的n个第二电压值取平均值,获得第二电压平均值;

将相同时刻的所述第一电压平均值和第二电压平均值取差值,并拟合电压平均值误差曲线和电压平均值误差公式,进而通过电压平均值误差曲线和电压平均值误差公式获得本温度点处充电时的BMS电压修正参数;

其中,n不小于3,n次操作中的0时刻的电池模块的特定截止电压值均相等。

14.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于:

在所述第三温度区间内,对所述电池模块进行充电操作的过程中,对所述电池模块进行实时电流采集的步骤,包括:

在所述第三温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,执行以下操作:

从0时刻开始对尚未充电的所述电池模块所支持的最大充电电流ImaxC进行充电,并在每间隔Δt2时长后以ΔI的电流间隔依次减小充电电流直至I0,以进行电流的阶梯充电,在该过程中,在相同时刻同时采集并记录第一电流值和第二电流值;

利用上述步骤所采集的第一电流值和第二电流值进行BMS电流校准的步骤,包括在所述第三温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,对每个充电阶梯进行BMS电流校准的步骤,该步骤包括:

将本温度点处,本充电阶梯中所采集的第一电流值取平均,获得第一电流平均值;

将本温度点处,本充电阶梯中所采集的第二电流值取平均,获得第二电流平均值;

将所述第一电流平均值和第二电流平均值取差值,进而通过该差值获得本温度点处本充电阶梯的BMS电流修正参数。

15.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于:

在所述第一温度区间、第二温度区间、第三温度区间、第四温度区间、第五温度区间进行实时温度采集的步骤,包括:

在所述第一温度区间、第二温度区间、第三温度区间、第四温度区间、以及第五温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,在相同时刻同时采集并记录所述第一温度值和第二温度值;

利用上述步骤所采集的第一温度值和第二温度值进行BMS温度校准的步骤,包括在所述第一温度区间、第二温度区间、第三温度区间、第四温度区间、以及第五温度区间内,在每间隔ΔT的温度点处,进行BMS温度校准的步骤,该步骤包括:

将本温度点处采集的所有第一温度值取平均,获得第一温度平均值;

将本温度点处采集的所有第二温度值取平均,获得第二温度平均值;

将所述第一温度平均值和第二温度平均值取差值,进而通过该差值获得本温度点处的BMS温度修正参数。

16.根据权利要求7所述的电动汽车电池模块BMS检测精度校准方法,其特征在于,阶梯充放电的最小电流I0为所述电池模块和充放电设备所支持的最小充放电电流。

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