一种bms控制方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
[0001]
本发明属于电池管理技术领域，尤其是涉及一种bms控制方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术：[0002]
电池管理系统(bms，battery management system)是电池与用户之间的纽带，能够提高电池的利用率，防止电池出现过度充电和过度放电。
[0003]
现有电池管理系统(bms)采集相关电池信息(电压、电流、温度等)，通过mcu处理以后控制充放电mos，切断充放电回路，达到保护电池的目的，再通过动环监控系统(fsu)监控电池的状态。
[0004]
然而现有技术只对进入电池的电压和电流进行采样，且仅是对采集的电压、电流、温度等做简单处理，无法进行全面的安全检测，也无法及时预测电池本身的问题，不能完全避免安全性事故。
[0005]
因此，针对上述技术问题，有必要提供对现有bms控制技术进行改进。
技术实现要素：[0006]
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种控制准确性高、可实现全面安全控制的bms控制方法、系统、电子设备及存储介质。
[0007]
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]
一种bms控制方法，该方法用于对充放电回路及外部电路进行安全控制，包括以下步骤：
[0009]
采集充放电回路中外部正极和外部负极之间的电压v
1
及外部正极或外部负极处的电流i
1
；
[0010]
采集充放电回路中内部正极和内部负极之间的电压v
2
及内部正极或内部负极处的电流i
2
；
[0011]
根据充放电回路的实时状态，选择对应的控制策略，并基于电压v
1
、v
2
及电流i
1
、i
2
对充放电回路及外部电路进行安全控制。
[0012]
进一步地，所述控制策略包括：
[0013]
在待机状态下，电流i
1
和i
2
为0，当v
1
≤v
uv
时，判定充放电回路输出电压异常，当v
uv
<v
1
<v
ov
且v
1
≥v
2
开启充电，当v
1
≥v
ov
时，判定锂电池异常，其中，v
uv
为充放电回路的欠压保护值，v
ov
为充放电回路的过压保护值，且v
uv
<v
ov
；
[0014]
在充电状态下，当i
1
>i
2
时，判定充放电回路故障，当v
1
的变化幅度大于第一预设阈值达到第一预设次数时，判定锂电池故障并关闭充电；
[0015]
在放电状态下，当i
1
<i
2
时，判定充放电回路异常并关闭放电，当i
1
＝i
2
且i
1
变化幅度大于第二预设阈值达到第二预设次数时，判定外部负载异常并关闭放电。
[0016]
进一步地，当v
uv
<v
1
<v
ov
且v
1
≥v
2
开启充电后，若v
1
<v
2
+v
0
，且i
1
、i
2
为0，判定锂电池
故障，v
0
为预设电压值。
[0017]
进一步地，所述预设电压值v
0
为0.1v-0.3v。
[0018]
进一步地，所述预设电压值v
0
为0.2v。
[0019]
进一步地，所述第一预设阈值大于或等于5v/s，第一预设次数大于或等于1次，第二预设阈值大于或等于10v/s，第二预设次数大于或等于10次。
[0020]
本发明还提供一种bms控制系统，用于对充放电回路及外部电路进行安全控制，包括：
[0021]
外部数据采集单元，包括用于采集外部正极和外部负极之间电压v
1
的第一电压采集单元及用于采集外部正极或外部负极处电流i
1
的第一电流采集单元；
[0022]
内部数据采集单元，包括用于采集内部正极和内部负极之间电压v
2
的第二电压采集单元及用于采集内部正极或内部负极处电流i
2
的第二电流采集单元；
[0023]
bms控制单元，与内部数据采集单元、外部数据采集单元及充放电回路相连，用于根据充放电回路的实时状态，选择对应的控制策略，并基于电压v
1
、v
2
及电流i
1
、i
2
对充放电回路及外部电路进行安全控制。
[0024]
进一步地，所述控制策略包括：
[0025]
在待机状态下，电流i
1
和i
2
为0，当v
1
≤v
uv
时，判定充放电回路输出电压异常，当v
uv
<v
1
<v
ov
且v
1
≥v
2
开启充电，当v
1
≥v
ov
时，判定锂电池异常，其中，v
uv
为充放电回路的欠压保护值，v
ov
为充放电回路的过压保护值，且v
uv
<v
ov
；
[0026]
在充电状态下，当i
1
>i
2
时，判定充放电回路故障，当v
1
的变化幅度大于第一预设阈值达到第一预设次数时，判定锂电池故障并关闭充电；
[0027]
在放电状态下，当i
1
<i
2
时，判定充放电回路异常并关闭放电，当i
1
＝i
2
且i
1
变化幅度大于第二预设阈值达到第二预设次数时，判定外部负载异常并关闭放电。
[0028]
本发明还提供一种电子设备，包括：
[0029]
一个或多个处理器；
[0030]
存储器；和
[0031]
被存储在存储器中的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如所述bms控制方法的指令。
[0032]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，包括供电子设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-6任一所述bms控制方法的指令。
[0033]
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0034]
1、通过采集充放电回路内部和外部的电流及电压，通过对应的安全控制策略来对bms系统进行安全控制，可以实现锂电池、充放电回路、负载等故障判断，保证了整个bms系统的安全性。
[0035]
2、考虑了充放电回路的不同状态，如待机状态、充电状态、放电状态等，并在不同状态下采用不同的控制策略进行安全控制，故障判断准确性更高。
[0036]
3、该方法简单有效，可方便应用于嵌入式设备中。
附图说明
[0037]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]
图1为本发明一具体实施例中bms控制系统的模块示意图；
[0039]
图2为本发明一具体实施例中bms控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0040]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0041]
实施例1
[0042]
如图1所示，本实施例提供一种bms控制系统，用于对充放电回路及外部电路进行安全控制，所述充放电回路包括锂电池10、充电单元21及放电单元22，充放电回路的正极和负极为外部正极(p+)和外部负极(p-)，锂电池的正极和负极为内部正极(b+)和内部负极(b-)，所述bms控制系统包括：
[0043]
外部数据采集单元，包括用于采集外部正极(p+)和外部负极(p-)之间电压v
1
的第一电压采集单元31及用于采集外部正极或外部负极处电流i
1
的第一电流采集单元32；
[0044]
内部数据采集单元，包括用于采集内部正极(b+)和内部负极(b-)之间电压v
2
的第二电压采集单元41及用于采集内部正极或内部负极处电流i
2
的第二电流采集单元42；
[0045]
bms控制单元50，与内部数据采集单元、外部数据采集单元及充放电回路相连，用于根据内部数据采集单元和外部数据采集单元采集的数据对充放电回路及外部电路的安全控制。
[0046]
优选地，充电单元为充电mos管，放电单元为放电mos管。
[0047]
本实施例中的第一电压采集单元31和第二电压采集单元41直接采集锂电池b+、b-之间和充放电回路p+、p-之间的电压，第一电流采集单元32和第二电流采集单元42采集电阻r
1
和r
2
两端的电压u
1
、u
2
，并转化为流经电阻r
1
和r
2
的电流i
1
、i
2
，i
1
＝u
1
/r
1
，i
2
＝u
2
/r
2
。
[0048]
相应地，参图2所示，本实施例中基于电流电压采样的bms控制方法，包括：
[0049]
s1、采集充放电回路中外部正极(p+)和外部负极(p-)之间的电压v
1
及外部正极或外部负极处的电流i
1
；
[0050]
s2、采集充放电回路中内部正极(b+)和内部负极(b-)之间的电压v
2
及内部正极或内部负极处的电流i
2
；
[0051]
s3、根据充放电回路的实时状态，选择对应的控制策略，并基于电压v
1
、v
2
及电流i
1
、i
2
对充放电回路及外部电路进行安全控制。
[0052]
本实施例中，步骤s3中的安全控制策略具体为：
[0053]
策略1：bms控制单元于待机状态下(充电单元和放电单元均关闭)，电流i
1
和i
2
为0，充电单元和放电单元关闭，当v
1
≤v
uv
时，判定充放电回路输出电压异常，当v
uv
<v
1
<v
ov
且v
1
≥v
2
开启充电单元进行充电，当v
1
≥v
ov
时，判定锂电池异常，其中，v
uv
为充放电回路的欠压保
护值，v
ov
为充放电回路的过压保护值，且v
uv
<v
ov
。
[0054]
在另一优选实施方式中，当v
uv
<v
1
<v
ov
且v
1
≥v
2
开启充电单元进行充电后，若v
1
<v
2
+v
0
，且i
1
、i
2
为0，判定锂电池故障，其中，v
0
为预设电压值，为0.1v-0.3v。本实施例中的预设电压值v
0
为0.2v。
[0055]
策略2：bms控制单元于充电状态下(充电mos管开启，放电mos管关闭)，当i
1
>i
2
时，判定充放电回路故障，当v
1
的变化幅度大于第一预设阈值达到第一预设次数时，判定锂电池故障并关闭充电单元。
[0056]
优选地，第一预设阈值大于或等于5v/s，第一预设次数大于或等于1次。本实施例中第一预设阈值为5v/s，第一预设次数为1次。
[0057]
策略3：bms控制单元于放电状态下(放电mos管开启，充电mos管关闭)，当i
1
<i
2
时，判定充放电回路异常并关闭放电单元，当i
1
＝i
2
且i
1
变化幅度大于第二预设阈值达到第二预设次数时，判定外部负载异常并关闭放电单元。
[0058]
优选地，第二预设阈值大于或等于10v/s，第二预设次数大于或等于10次。本实施例中第二预设阈值为10v/s，第二预设次数为10次。
[0059]
进一步地，本发明中采集到的电压、电流数据及根据电压、电流判定到的充放电回路、锂电池、外部电路状态还同时上报至动环监控系统(fsu)，fsu为bms控制中的现有技术，此处不再进行赘述。
[0060]
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。
[0061]
所述功能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(可以是个人计算机，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、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0062]
实施例2
[0063]
本实施例提供一种bms控制方法，用于对充放电回路及外部电路进行安全控制，包括以下步骤：采集充放电回路中外部正极和外部负极之间的电压v
1
及外部正极或外部负极处的电流i
1
；采集充放电回路中内部正极和内部负极之间的电压v
2
及内部正极或内部负极处的电流i
2
；根据充放电回路的实时状态，选择对应的控制策略，并基于电压v
1
、v
2
及电流i
1
、i
2
对充放电回路及外部电路进行安全控制。其中的控制策略如实施例1所述。
[0064]
本实施例的bms控制方法中，控制策略的具体参数选择如下：预设电压值v
0
为0.1v，第一预设阈值为8v/s，第一预设次数为3次，第二预设阈值为12v/s，第二预设次数为15次。
[0065]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0066]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。