动力电池的管理系统、控制方法及车辆与流程

本发明涉及电池性能监测技术领域，特别涉及一种动力电池的管理系统、控制方法及车辆。

背景技术：

电动汽车的动力电池系统包括由多个电池模块组成的动力电池，每个电池模块包括多个单体电池，电池管理系统通过对每个电池模块进行监测，从而估计出整个动力电池的性能状态，如SOC(荷电状态)、SOH(健康状态)等。但是由于维修或者更换，将导致电池包中的电池模块发生改变，对应的电池模块的电池状态信息也随之发生改变，如SOC(荷电状态)、SOH(健康状态)等将发生改变。电池管理系统由于无法辨识到是否更换了电池模块，也不能够知道新的电池模块初始的电池的性能状态，因此，可能会导致后续估算的整个动力电池的性能状态不准确。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种动力电池的管理系统。该动力电池的管理系统可以简单方便地检测出是否更换了电池模块，并且不管电池模块是否更换，均可以实时、准确地估算出动力电池的性能状态，估算结果客观可靠。

本发明的另一个目的在于提出一种动力电池的管理系统的控制方法。

本发明的再一个目的在于提出一种车辆。

为了实现上述目的，本发明的第一方面的实施例公开了一种动力电池的管理系统，所述动力电池包括多个电池模块，所述管理系统包括：主控板和多个从控板，其中，所述多个从控板一一对应地设置在所述多个电池模块中，在所述管理系统上电时，多个从控板分别将存储的电池模块信息上报给所述主控板，其中，所述电池模块信息包括标识信息和电池模块状态信息；所述主控板与所述多个从控板相连，在所述管理系统上电时，分别对所述多个从控板发送的电池模块信息进行校验，当判断接收到的标识信息与所述主控板存储 的标识信息不一致时存储并更新该电池模块发送的电池模块信息。

根据本发明实施例的动力电池的管理系统，可以简单方便地检测出是否更换了电池模块，并且不管电池模块是否更换，均能够实时且准确地计算出每个电池模块的电池状态，进而实时且准确地计算出整个动力电池的性能状态。估算结果客观可靠。

另外，根据本发明上述实施例的动力电池的管理系统还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述主控板还用于在判断接收到的标识信息与所述主控板存储的标识信息一致时，进一步判断相应的电池模块状态信息是否正确，当判断所述电池模块状态信息出错时，进行报警。

在一些示例中，在所述管理系统下电时，所述主控板分别将计算的每个电池模块当前的电池模块信息发送给相应的从控板，每个从控板根据接收到的相应的电池模块信息对之前存储的电池模块信息进行更新。

在一些示例中，所述管理系统每次下电时，所述主控板发送给同一个电池模块的标识信息发生改变。

在一些示例中，所述电池模块状态信息包括：电池模块的荷电状态SOC和健康状态SOH。

本发明第二方面的实施例公开了一种动力电池的管理系统的控制方法，包括以下步骤：在管理系统上电时，多个从控板分别将存储的电池模块信息上报给主控板，其中，所述电池模块信息包括标识信息和电池模块状态信息；所述主控板分别对所述多个从控板发送的电池模块信息进行校验；当判断接收到的标识信息与所述主控板存储的标识信息不一致时存储并更新该电池模块发送的电池模块信息。

根据本发明实施例的动力电池的管理系统的控制方法，可以简单方便地检测出是否更换了电池模块，并且不管电池模块是否更换，均能够实时且准确地计算出每个电池模块的电池状态，进而实时且准确地计算出整个动力电池的性能状态。估算结果客观可靠。

另外，根据本发明上述实施例的动力电池的管理系统的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，还包括：当判断接收到的标识信息与所述主控板存储的标识信息一致时，则进一步判断相应的电池模块状态信息是否正确；如果判断所述电池模块状态信息出错，则进行报警。

在一些示例中，还包括：在所述管理系统下电时，所述主控板分别将计算的每个电池模块当前的电池模块信息发送给相应的从控板；每个从控板根据接收到的相应的电池模块信息对之前存储的电池模块信息进行更新。

在一些示例中，所述管理系统每次下电时，所述主控板发送给同一个电池模块的标识信息发生改变。

本发明第三方面的实施例公开了一种车辆，包括：根据上述任意一个实施例所述的动力电池的管理系统。该车辆能够实时、准确地估算出动力电池的性能状态，估算结果客观可靠。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的动力电池的管理系统的结构框图；

图2是根据本发明一个实施例的动力电池的管理系统的电路原理图；

图3是根据本发明一个实施例的动力电池的管理系统的执行步骤图；

图4是根据本发明另一个实施例的动力电池的管理系统的执行步骤图；以及

图5是根据本发明一个实施例的动力电池的管理系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在 本发明中的具体含义。

以下结合附图描述根据本发明实施例的动力电池的管理系统、控制方法及车辆。

其中，动力电池包括多个电池模块，每个电池模块包括多个单体电池。

图1是根据本发明一个实施例的动力电池的管理系统的结构框图。如图1所示，根据本发明一个实施例的动力电池的管理系统100，包括：主控板110和多个从控板120。

其中，多个从控板120一一对应地设置在多个电池模块中，在管理系统上电时，多个从控板120分别将存储的电池模块信息上报给主控板110，其中，电池模块信息包括标识信息和电池模块状态信息，电池模块状态信息包括但不限于电池模块的荷电状态SOC和健康状态SOH。主控板110与多个从控板120相连，在管理系统上电时，分别对多个从控板120发送的电池模块信息进行校验，当判断接收到的标识信息与主控板110存储的标识信息不一致时存储并更新该电池模块发送的电池模块信息。在以上描述中，标识信息是唯一的，类似于身份证，可以是随机产生的一系列数字或字符串等，例如：ER45SGT，其目的是区分不同的电池模块。

进一步地，主控板110还用于在判断接收到的标识信息与主控板存储的标识信息一致时，进一步判断相应的电池模块状态信息是否正确，当判断电池模块状态信息出错时，进行报警。

如图2所示，并结合图1，作为一个具体的示例，多个从控板120包括从控板1、从控板2至从控板n，从控板1设置在电池模块1中，从控板2设置在电池模块2中，从控板n设置在电池模块n中，n为正整数。主控板110和多个从控板120之间通过CAN总线进行通信，当然也可采用其它的通信总线进行通信。

结合图2所示，在管理系统上电时，从控板1、从控板2至从控板n分别将各自存储的电池模块信息上报给主控板110。然后，主控板110分别对多个从控板120发送的电池模块信息进行校验，以从控板1为例，当主控板110检测到从控板1发送的标识信息与主控板110中存储的标识信息一致，则认为电池模块1正确，即没有被更换或者修改过，然后，进一步检测从控板1发送的电池模块1的状态信息(如从控板1中保存的电池模块1的荷电状态SOC和健康状态SOH等)是否与主控板110保存的电池模块1的状态信息一致，如果一致，则主控板110进入监测模式。

如图3所示，还以主控板1为例，当主控板110进入监测模式后，可进行如下工作：主控板110首先根据从控板1发送的电池模块1的电压和下电时间对当前保存的电池模块的荷电状态SOC进行修正，然后对电池模块1进行在线监测，具体地说，主控板110根据存储的电池模块1的SOC、从控板1采集的电池模块1的电压、离线时间等，对电池模块 1的SOC进行初始化，后续使用安时积分法，卡尔曼滤波等修正算法，实时估算电池模块1的SOC。另外，主控板110以存储的电池模块1的SOH值作为电池模块1的SOH估算的初始值，继续进行电池模块1的SOH实时估算。

当判断接收到的电池模块1的标识信息出错时，认为电池模块1发生了更换或者改变，此时，主控板1将存储更换或者改变后的新的从控板1发送的电池模块信息，并覆盖之前保存的旧的电池模块1的电池模块信息，然后进入上述的监测模式。也就是说，该种情况下，在进入监测模式之前，主控板110首先进入电池信息初始化模式，主控板110识别出更换了的电池模块1，使用新的电池模块1中的从控板1上报的SOC、SOH值，更新主控板110中对应的存储值。主控板110根据从控板1上报的SOC、SOH值获取到新的电池模块1的SOC初始值和SOH初始值。后续主控板110进入正常的SOC估算和SOH估算，即进入监测模式。

如果判断接收到的电池模块1的标识信息没有问题，则进一步判断接收到的电池模块1发送的电池模块状态信息(如电池模块1的SOC和/或SOH)是否正确，例如：如果判断出接收到电池模块1发送的电池模块状态信息(如电池模块1的SOC和/或SOH)与保存在主控板110中的电池模块1的SOC和/或SOH不一致，则进行报警。也就是说，如果判断接收到的电池模块1的标识信息没有问题，而是判断出电池模块1的SOC和/或SOH不一致，则认为电池模块1发生了故障，将进行报警，以便通知维修人员。

根据本发明实施例的动力电池的管理系统，可以简单方便地检测出是否更换了电池模块，并且不管电池模块是否更换，均能够实时且准确地计算出每个电池模块的电池状态，进而实时且准确地计算出整个动力电池的性能状态。估算结果客观可靠。具体地说，能够实时且准确地计算出每个电池模块的电池状态，进而实时且准确地计算出整个动力电池的性能状态。甚至在电池模块发生例如更换等的情况下，也可以准确地得到更换的电池模块以及动力电池的性能状态，还可以监测出每个电池模块(无论是否更换了电池模块)是否发生了故障，具有动力电池性能估算准确可靠的优点。

在本发明的一个实施例中，如图4所示，在管理系统100下电时，主控板110分别将计算的每个电池模块当前的电池模块信息发送给相应的从控板120，每个从控板120根据接收到的相应的电池模块信息对之前存储的电池模块信息进行更新。并且为了保证标识信息的唯一性和不可复制性，管理系统每次下电时，主控板发送给同一个电池模块的标识信息发生改变。从而进一步提升动力电池性能评估的准确性和可靠性。

具体地说，管理系统100下电时，主控板110分别给多个从控板120发送新的从控板状态编号信息(即标识信息)，并将新估算的SOC值、SOH值发送给对应的从控板，多个 从控板120分别将这些信息进行存储，以便下次上电时，主控板110进行校验。多个从控板120在信息存储完毕后，发送完成标识和存储的信息给主控板110。主控板110检查多个从控板120是否正确存储新的从控板状态编号、SOC值、SOH值。若从控板信息存储不正确，则主控板110再次发送新的信息，命令从控板存储正确的信息。若从控板信息存储正确，则主控板110控制管理系统完成下电。每个从控板每次上下电，被分配不同的从控板状态编号，以便识别使用，并提升可靠性。

需要说明的是，电池模块在出厂时由厂家存入初始的电池模块的SOC和SOH等电池模块状态信息。

根据本发明实施例的动力电池的管理系统，能够实时、准确地估算出动力电池的性能状态，估算结果客观可靠。

如图5所述，进一步地，本发明的实施例公开了一种动力电池的管理系统的控制方法，包括以下步骤：

S501：在管理系统上电时，多个从控板分别将存储的电池模块信息上报给主控板，其中，电池模块信息包括标识信息和电池模块状态信息。

S502：主控板分别对多个从控板发送的电池模块信息进行校验。

S503：当判断接收到的标识信息与主控板存储的标识信息不一致时存储并更新该电池模块发送的电池模块信息。

进一步地，该方法还包括：当判断接收到的标识信息与主控板存储的标识信息一致时，则进一步判断相应的电池模块状态信息是否正确；如果判断相应的电池模块状态信息出错，则进行报警。

进一步地，还包括：在管理系统下电时，主控板分别将计算的每个电池模块当前的电池模块信息发送给相应的从控板；每个从控板根据接收到的相应的电池模块信息对之前存储的电池模块信息进行更新。

在本发明的一个实施例中，管理系统每次下电时，主控板发送给同一个电池模块的标识信息发生改变。

在本发明的一个实施例中，电池模块状态信息包括：电池模块的荷电状态SOC和健康状态SOH。

根据本发明实施例的动力电池的管理系统的控制方法，可以简单方便地检测出是否更换了电池模块，并且不管电池模块是否更换，均能够实时且准确地计算出每个电池模块的电池状态，进而实时且准确地计算出整个动力电池的性能状态。估算结果客观可靠。具体地说，能够实时且准确地计算出每个电池模块的电池状态，进而实时且准确地计算出整个 动力电池的性能状态。甚至在电池模块发生例如更换等的情况下，也可以准确地得到更换的电池模块以及动力电池的性能状态，还可以监测出每个电池模块(无论是否更换了电池模块)是否发生了故障，具有动力电池性能估算准确可靠的优点。

需要说明的是，本发明实施例的动力电池的管理系统的控制方法的具体实现方式与本发明实施例的动力电池的管理系统的具体实现方式类似，具体请参见动力电池的管理系统部分的描述，为了减少冗余，不做赘述。

进一步地，本发明的实施例公开了一种车辆，包括上述实施例所述的动力电池的管理系统。该车辆可以简单方便地检测出是否更换了电池模块，并且不管电池模块是否更换，均可以实时、准确地估算出动力电池的性能状态，估算结果客观可靠。

另外，根据本发明实施例的车辆的其它构成以及作用对于本领的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。