电池的管理装置、控制方法以及电池的管理系统与流程

1.本发明涉及电池管理技术领域，具体而言，涉及一种电池的管理装置、控制方法以及电池的管理系统。


背景技术：

2.现有的纯电动物流车、重卡、轻卡，对于动力电池的冷却基本都在采用外置动力电池热管理系统(thermal management system，简称为tms)，包括水冷机组等。因电池能量密度越来越大，单台机组的制冷量已经满足不了电池的冷却要求。
3.目前市面上采用的多台tms控制系统，多采用多联机系统结构，即两台独立的水冷机组并联的形式。图1是根据现有技术的一种动力电池热管理机组并联机控制拓补图，如图1所示，采用的是两台独立的水冷机组并联的形式，电池管理系统(battery management system，简称为bms)控制器通过bms_can通信和使能信号同时控制机组1和机组2。上位机(bms)通过can网络控制多联机tms，需要分配两个接收id(tms信息反馈id)和两个发送id(bms信息发送id)，进而导致控制逻辑复杂。
4.图2是根据现有技术的一种动力电池热管理机组并联机制冷控制流程图，如图2所示，采用的是两台独立的水冷机组并联的形式，tms获取bms制冷命令后根据目标制冷温度和当前冷却液温度，同时开启tms1和tms2制冷，进而导致功率消耗较大。
5.针对上述相关技术中的动力电池热管理采用多联机的方式实现电池的冷却的需求，存在控制逻辑复杂、功率消耗较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供了一种电池的管理装置、控制方法以及电池的管理系统，以至少解决相关技术中的动力电池热管理采用多联机的方式实现电池的冷却的需求，存在控制逻辑复杂、功率消耗较大的技术问题。
7.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电池的管理装置，包括：电池管理系统和热管理系统，其中，所述热管理系统至少包括第一动力热管理机组和第二动力热管理机组，所述电池管理系统与所述第一动力热管理机组通信连接，所述第一动力热管理机组与所述第二动力热管理机组通信连接。
8.可选地，所述电池管理系统包括整车低压供电模块和电池管理系统控制器，其中，所述整车低压供电模块，分别与所述电池管理系统控制器、所述第一动力热管理机组、所述第二动力热管理机组连接。
9.可选地，所述电池管理系统控制器采用第一can总线、第一使能线与所述第一动力热管理机组通信连接，所述第二动力热管理机组采用第二can总线、第二使能线与所述第一动力热管理机组通信连接。
10.可选地，所述电池管理系统还包括整车高压供电模块，所述第一动力热管理机组还包括第一高压预充模块，所述第二动力热管理机组还包括第二高压预充模块，其中，所述
整车高压供电模块分别与所述第一高压预充模块、所述第二高压预充模块连接，用于为所述第一高压预充模块和所述第二高压预充模块高压供电。
11.可选地，所述第一动力热管理机组还包括第一dcdc模块、第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵和第一压缩机，所述第二动力热管理机组还包括第二dcdc模块、第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵和第二压缩机；其中，所述第一压缩机、所述第一dcdc模块分别与所述第一高压预充模块连接，所述第一dcdc模块分别与所述第一冷凝风机、所述第一无线模块、所述第一电子水泵、所述第一压缩机连接，所述第二压缩机、所述第二dcdc模块分别与所述第二高压预充模块连接，所述第二dcdc模块分别与所述第二冷凝风机、所述第二无线模块、所述第二电子水泵、所述第二压缩机连接。
12.可选地，所述电池管理系统还包括整车高压供电模块，所述第一动力热管理机组还包括第一高压预充模块，其中，所述整车高压供电模块与所述第一高压预充模块连接，用于为所述第一高压预充模块高压供电。
13.可选地，所述第一动力热管理机组还包括第一dcdc模块、第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵和第一压缩机，所述第二动力热管理机组还包括第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵和第二压缩机；其中，所述第一压缩机、所述第二压缩机、所述第一dcdc模块分别与所述第一高压预充模块连接，所述第一dcdc模块分别与所述第一冷凝风机、所述第一无线模块、所述第一电子水泵、所述第一压缩机连接，所述第一dcdc模块还分别与所述第二冷凝风机、所述第二无线模块、所述第二电子水泵、所述第二压缩机连接。
14.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种上述中任一项所述的电池的管理装置的控制方法，包括：确定所述电池管理系统的需求制冷量；判断所述需求制冷量是否大于所述热管理系统中的任一动力热管理机组的最大制冷量；在所述需求制冷量小于或者等于所述热管理系统中的任一动力热管理机组的最大制冷量的情况下，则开启所述热管理系统中任一的动力热管理机组；在所述需求制冷量大于所述热管理系统中的任一动力热管理机组的最大制冷量的情况下，则开启所述热管理系统中至少两台动力热管理机组。
15.可选地，确定所述电池管理系统的需求制冷量，包括：获取所述电池管理系统的制冷目标温度以及所述热管理系统的冷却液温度；依据所述制冷目标温度与所述冷却液温度，得到所述电池管理系统的需求制冷量。
16.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池的管理系统，包括：上述中任一项所述的电池的管理装置；控制器，与所述的电池的管理装置通信连接，用于执行上述中所述的控制方法。
17.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述中任意一项所述的控制方法。
18.在本发明实施例中，该电池的管理装置包括电池管理系统和热管理系统，其中，所述热管理系统至少包括第一动力热管理机组和第二动力热管理机组，所述电池管理系统与所述第一动力热管理机组通信连接，所述第一动力热管理机组与所述第二动力热管理机组通信连接，通过该电池的管理装置可以采用主从机控制方式实现电池的冷却的需求，从而实现了有效降低电池的电功耗、产品控制逻辑复杂度以及产品成本的技术效果，进而解决了相关技术中的动力电池热管理采用多联机的方式实现电池的冷却的需求，存在控制逻辑
复杂、功率消耗较大的技术问题。
附图说明
19.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，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1是根据现有技术的一种动力电池热管理机组并联机控制拓补图；
21.图2是根据现有技术的一种动力电池热管理机组并联机制冷控制流程图；
22.图3是根据本发明实施例的电池的管理装置的示意图；
23.图4是根据本发明实施例的一种上述中任一项的电池的管理装置的控制方法的流程图；
24.图5是根据本发明可选实施例的动力电池热管理机组主从机控制拓补图；
25.图6是根据本发明可选实施例的一种动力电池热管理机组主从机控制电路图；
26.图7是根据本发明可选实施例的另一种动力电池热管理机组主从机控制电路图；
27.图8是根据本发明可选实施例的动力电池热管理机组主从机控制制冷控制流程图。
28.其中，上述附图包括以下附图标记：
29.30、电池管理系统；32、热管理系统；321、第一动力热管理机组；322、第二动力热管理机组。
具体实施方式
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
31.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
32.实施例1
33.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电池的管理装置，图3是根据本发明实施例的电池的管理装置的示意图，如图3所示，该电池的管理装置包括：电池管理系统30和热管理系统32，其中，热管理系统32至少包括第一动力热管理机组321和第二动力热管理机组322，电池管理系统30与第一动力热管理机组321通信连接，第一动力热管理机组321与第二动力热管理机组322通信连接。
34.需要说明的是，上述热管理系统包括但不限于两个动力热管理机组，可选地，上述
热管理系统至少包括第一动力热管理机组和第二动力热管理机组，其中，第一动力热管理机组为控制主机，第二动力热管理机组为控制从机，从而形成主从机控制方式。
35.在具体实施过程中，可以通过can通信和使能信号单独控制第一动力热管理机组(控制主机)，第一动力热管理机组(控制主机)再单独控制第二动力热管理机组(控制从机)。需要说明的是，采用上述主从机控制方式只需要配置一个接收id和一个发送id，从而减轻了网络负载率且降低了bms控制tms逻辑复杂度。
36.在上述实施例中，通过该电池的管理装置可以采用主从控制方式实现电池的冷却的需求，从而实现了有效降低电池的电功耗、产品控制逻辑复杂度以及产品成本的技术效果，进而解决了相关技术中的动力电池热管理采用多联机的方式实现电池的冷却的需求，存在控制逻辑复杂、功率消耗较大的技术问题。
37.可选地，上述电池管理系统30包括整车低压供电模块和电池管理系统控制器，其中，整车低压供电模块，分别与电池管理系统控制器、第一动力热管理机组321、第二动力热管理机组322连接。
38.上述整车低压供电模块可以分别为电池管理系统控制器、第一动力热管理机组321以及第二动力热管理机组322提供预定电压，可选地，上述预定电压为23v。
39.可选地，电池管理系统控制器采用第一can总线、第一使能线与第一动力热管理机组321通信连接，第二动力热管理机组322采用第二can总线、第二使能线与第一动力热管理机组321通信连接。
40.在具体实施过程中，可以使用第一can总线、第一使能线建立电池管理系统控制器与第一动力热管理机组321的通信连接，可以使用第二can总线、第二使能线建立第一动力热管理机组321与第二动力热管理机组322的通信连接。上述第一can总线、第二can总线可分别用于传输相应的can信号；上述第一使能线、第二使能线可分别用于传输相应的使能信号。
41.可选地，电池管理系统还包括整车高压供电模块，第一动力热管理机组321还包括第一高压预充模块，第二动力热管理机组322还包括第二高压预充模块，其中，整车高压供电模块分别与第一高压预充模块、第二高压预充模块连接，用于为第一高压预充模块和第二高压预充模块高压供电。
42.上述整车高压供电模块可以为高压预充模块高压供电。在一种可选的实施方式中，第一动力热管理机组、第二动力热管理机组可以分别设置高压预充模块，在具体实施方式中，第一动力热管理机组设置有第一高压预充模块，第二动力热管理机组设置有第二高压预充模块，其中，整车高压供电模块可以同时为第一高压预充模块和第二高压预充模块高压供电。
43.可选地，第一动力热管理机组321还包括第一dcdc模块、第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵和第一压缩机，第二动力热管理机组322还包括第二dcdc模块、第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵和第二压缩机；其中，第一压缩机、第一dcdc模块分别与第一高压预充模块连接，第一dcdc模块分别与第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵、第一压缩机连接，第二压缩机、第二dcdc模块分别与第二高压预充模块连接，第二dcdc模块分别与第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵、第二压缩机连接。
44.上述第一压缩机、第一dcdc模块分别与第一动力热管理机组设置的第一高压预充
模块相连接，上述第一压缩机、第一dcdc模块均可以接收第一高压预充模块提供的预设电压。同理可知，上述第二压缩机、第二dcdc模块分别与第二动力热管理机组设置的第二高压预充模块相连接，上述第二压缩机、第二dcdc模块均可以接收第二高压预充模块提供的预设电压。
45.可选地，上述第一dcdc模块、第二dcdc模块均可以将预设电压转化为其他部件所需电压，例如，上述第一dcdc模块可以分别为第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵、第一压缩机提供所需电压，上述第二dcdc模块可以分别为第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵、第二压缩机提供所需电压。
46.需要说明的是，在上述实施方式中，第一动力热管理机组321与第二动力热管理机组322的零部件均相同。
47.可选地，电池管理系统30还包括整车高压供电模块，第一动力热管理机组321还包括第一高压预充模块，其中，整车高压供电模块与第一高压预充模块连接，用于为第一高压预充模块高压供电。
48.上述整车高压供电模块可以为高压预充模块高压供电。在另一种可选的实施方式中，第一动力热管理机组和第二动力热管理机组设置一个共用的高压预充模块，在具体实施方式中，第一动力热管理机组设置第一有高压预充模块，第二动力热管理机组不再设置相应的高压预充模块，从而可以降低tms物料成本和不良率，提高tms产品市场竞争力。
49.可选地，第一动力热管理机组321还包括第一dcdc模块、第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵和第一压缩机，第二动力热管理机组322还包括第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵和第二压缩机；其中，第一压缩机、第二压缩机、第一dcdc模块分别与第一高压预充模块连接，第一dcdc模块分别与第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵、第一压缩机连接，第一dcdc模块还分别与第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵、第二压缩机连接。
50.上述第一压缩机、第二压缩机分别与第一动力热管理机组设置的第一高压预充模块相连接，另外，第一动力热管理机组设置的第一dcdc模块也与第一高压预充模块相连接，上述第一压缩机、第二压缩机、第一dcdc模块均可以接收第一高压预充模块提供的预设电压。
51.可选地，上述第一dcdc模块可以将预设电压转化为其他部件所需电压，例如，上述第一dcdc模块可以分别为第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵、第一压缩机、第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵、第二压缩机提供所需电压。
52.需要说明的是，在上述实施方式中，第一动力热管理机组321与第二动力热管理机组322的零部件存在一定的差异。
53.此外，上述第一动力热管理机组和第二动力热管理机组均设置有热管理系统控制器，其中，上述第一动力热管理机组设置的热管理系统控制器分别与第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵、第一压缩机连接，可以用于控制第一冷凝风机、第一无线模块、第一电子水泵、第一压缩机的工作状态，另外，上述第一动力热管理机组设置的热管理系统控制器与第一dcdc模块连接，还可以用于控制第一dcdc模块的工作状态；上述第二动力热管理机组设置的热管理系统控制器分别与第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵、第二压缩机连接，可以用于控制第二冷凝风机、第二无线模块、第二电子水泵、第二压缩机的工作
状态，上述第二动力热管理机组设置的热管理系统控制器与第二dcdc模块连接，还可以用于控制第二dcdc模块的工作状态。
54.实施例2
55.根据本发明实施例，提供了一种上述中任一项的电池的管理装置的控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
56.图4是根据本发明实施例的一种上述中任一项的电池的管理装置的控制方法的流程图，如图4所示，该控制方法包括如下步骤：
57.步骤s402，确定电池管理系统的需求制冷量；
58.步骤s404，判断需求制冷量是否大于热管理系统中的任一动力热管理机组的最大制冷量；
59.步骤s406，在需求制冷量小于或者等于热管理系统中的任一动力热管理机组的最大制冷量的情况下，则开启热管理系统中任一的动力热管理机组；
60.步骤s408，在需求制冷量大于热管理系统中的任一动力热管理机组的最大制冷量的情况下，则开启热管理系统中至少两台动力热管理机组。
61.上述实施步骤可以由热管理系统控制器执行实现，上述热管理系统控制器可以是热管理系统中的任一动力热管理机组的热管理系统控制器。
62.在一种可选的实施例中，热管理系统采用主从机工作模式，当电池需求制冷量小于单台压缩机最大制冷量时，开机单台动力热管理机组制冷，降低了热管理系统功耗。
63.可选地，确定电池管理系统的需求制冷量，包括：获取电池管理系统的制冷目标温度以及热管理系统的冷却液温度；依据制冷目标温度与冷却液温度，得到电池管理系统的需求制冷量。
64.通过上述实施方式，可以利用电池管理系统的制冷目标温度以及热管理系统的冷却液温度，准确地计算出电池管理系统的需求制冷量，以便于后续调整热管理系统中的动力热管理机组。
65.实施例3
66.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电池的管理系统，该电池的管理系统包括：上述中任一项的电池的管理装置；控制器，与上述的电池的管理装置通信连接，用于执行上述中的控制方法。
67.实施例4
68.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述中任意一项的控制方法。
69.下面对本发明一种可选的实施方式进行详细说明。
70.图5是根据本发明可选实施例的动力电池热管理机组主从机控制拓补图，如图5所示，采用的是主从控制形式。具体地，bms控制器通过bms_can通信和使能信号单独控制tms主机，主机再单独控制tms从机。
71.需要说明的是，tms主从机控制方式只需要分配一个接收id和一个发送id，减轻了
bms can网络负载率且降低了bms控制tms逻辑复杂度。
72.图6是根据本发明可选实施例的一种动力电池热管理机组主从机控制电路图，如图6所示，主机主要零部件有高压预充模块、压缩机、dcdc高压转低压24v模块、tms控制器、冷凝风扇、无线模块、电子水泵。tms从机零部件等同tms主机。
73.图7是根据本发明可选实施例的另一种动力电池热管理机组主从机控制电路图，如图7所示，tms主机主要零部件有高压预充模块、压缩机、dcdc高压转低压24v模块、tms控制器、冷凝风扇、无线模块、电子水泵。tms从机主要零部有压缩机、tms控制器、冷凝风扇、电子水泵。
74.其中，dc/dc模块为高压转低压24v电路模块，为tms提供24v负载电源；压缩机为tms提供制冷源；tms控制器控制与bms进行通信；电子水泵为防冻液提供循环；风机为压缩机制冷提供冷凝风；无线模块为tms提供无线控制通道；tms主从机共用高压预充模块和dcdc模块。
75.需要说明的是，tms主从机控制方式，比多联机控制方式减少了一个高压预充模块和一个dcdc模块，降低了tms物料成本和不良率，提高了tms产品市场竞争力。
76.图8是根据本发明可选实施例的动力电池热管理机组主从机控制制冷控制流程图，如图8所示，tms获取bms制冷命令后根据目标制冷温度和当前冷却液温度，计算系统需求制冷量。当制冷量大于单台tms压缩机的制冷时，主从机都开启制冷；当制冷量小于单台tms压缩机的制冷量时，只开启一台tms的压缩机。压缩机低功率开启的时候，制冷量效率比较低。因此制冷量需求小的时候同时开启两台tms压缩机效率远低于开启单台tms压缩机的效率。
77.需要说明的是，tms采用主从机工作模式，当电池需求制冷量小于单台压缩机最大制冷量时，开机单台tms制冷，降低了tms功耗。
78.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
79.在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
80.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
81.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
82.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
83.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上
或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
84.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。