一种电池控制系统及方法与流程

本发明属于电池控制，具体地说，本发明涉及一种电池控制系统及方法。

背景技术：

1、由于新能源汽车的快速发展，各大电池企业都想快速抢占市场，目前电动载人飞行器的产业尚处于起步阶段，不同于电动汽车，电动载人飞行器的电池控制系统对采样精度、安全性及冗余设计要求更高，如何提升电动载人飞行器电池控制系统的安全性成为该产业大规模应用的难题。

2、当载人飞行器在空中运行时，其对剩余电量的估算需要更加准确，如因为对剩余电量估算不准，电池组较估算的soc提前放空电量，将导致严重的事故，而影响剩余电量估算很重要的一点就是单体电压的采集精度；

3、大型的载人飞行器在有限空间内对电量要求更高，一般会采用大模组，导致fpc采样电路板的长度大大增加，不同位置电芯的采样线长度差异很大，采样线的阻抗本身差异大，而采样线的阻抗又受温度的影响较大，同时当均衡开启时，各个采样回路上的电流值也各不相同，在采样回路电流及阻抗值均无法确定的情况下，无法采用固定值对电压降进行修正，导致不同位置的电芯电压采集精度偏差较大。

4、在电动汽车运行过程中，当出现电芯电压异常时，一般无法直接判断是采样线路还是电芯自身的问题，故障处理措施一般为跛行至停车后切断动力输出，车辆无法再次启动，这对电池控制系统在载人飞行器的应用场景下是不可行的，需要有冗余设计确保电池控制系统能稳定运行到降落地面。

5、对比文件(cn215813247u)公开了一种电池包单体电池电压采样校正电路，电池包内设有若干依次连接的电池组，电池组内设有若干依次连接的单体电池，包括adc采样芯片、信号处理电路、控制单元及若干电池采样芯片，单体电池与电池采样芯片电连接，至少其中一个单体电池与信号处理电路电连接，信号处理电路、adc采样芯片、控制单元依次电连接，至少其中一个电池采样芯片与信号处理电路电连接，若干电池采样芯片分别与控制单元电连接。电池采样芯片及adc采样芯片同时采集同一单体电池的电压，将adc采样芯片采集的电压作为电压基准值，将电压基准值与电池采样芯片采集的电压测量值进行比较得到电池采样芯片的采样误差，以提高电压采样校正电路的采样精度。

6、上述对比文件虽然一定程度上提高了电压采样的精度，但是其没有考虑到采样线路阻抗导致的采样误差，这对于采样线路较长、阻抗较大的电池控制系统是致命的，同时，该对比文件在采集的电压出现异常时，也没有判断是否为采样线路的问题的能力以及提出对应的补救措施，为此，本发明提供了一种电池控制系统及方法。

技术实现思路

1、本发明旨在克服现有技术的不足，提出了一种电池控制系统及方法，以达到实时对电池电芯电压差进行补偿、提高电池电芯电压采样精度、可以判断采样线路是否异常以及出现异常时及时进行补救、提高电池控制系统的安全性的目的。

2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种电池控制系统，所述系统包括电池模组、电池控制器，所述电池模组包括电池、压降采集模块，所述电池控制器包括电压采集模块、控制模块，其中，所述电压采集模块用于通过电压采样线采集所述电池电芯电压信号并传送给所述控制模块；所述压降采集模块用于采集所述电压采样线上的电压降系数并传送给所述控制模块；所述控制模块用于根据所述电池电芯电压信号和所述电压降系数对电池电芯电压进行修正。

3、所述电池与所述电压采集模块之间通过电压采样线对应连接，所述压降采集模块与所述电压采样线连接，所述控制模块分别与所述电压采集模块、压降采集模块连接。

4、进一步，所述电池与所述电压采集模块之间设置有对应连接的备用采样线束，所述备用采样线束上设置有接触器，所述接触器默认处于断开状态。所述控制模块用于通过高低边驱动控制所述接触器的开闭。

5、进一步，所述电压采样线采用柔性电路板(fpc)，所述电池模组上设置有对应的fpc接插件。

6、进一步，所述电压采集模块包括采样芯片，所述电压采集模块的采样芯片用于采集电池电芯电压信号，所述电压采集模块的采样芯片与所述电池、控制模块分别连接。进一步，所述压降采集模块包括采样芯片，所述压降采集模块的采样芯片用于采集电压采样线上的电压降系数，所述压降采集模块的采样芯片与所述电压采样线、控制模块分别连接。

7、进一步，所述电压采集模块采集的单体电池电芯电压为v1，所述压降采集模块采集的对应的单体电池电芯电压采样线上的电压降系数为k，将电压降系数为k作为采集的单体电池电芯电压补偿系数，则所述控制模块修正后的电压v0表示为：v0＝v1+k。

8、进一步，所述电压降系数用于判断所述电压采样线路是否出现异常情况，所述异常情况包括采样线路断路。

9、同时，还根据上述系统提出了一种电池控制方法，所述方法包括以下步骤：

10、(1)控制模块控制电压采集模块采集电池电芯电压信号，以及控制压降采集模块采集电压采样线上的电压降系数，并将所述电池电芯电压信号和电压降系数发送给所述控制模块；

11、(2)控制模块根据所述电压降系数判断电压采样线是否出现异常，如果没有异常，则根据所述电池电芯电压信号和电压降系数对电池电芯电压进行修正；

12、(3)如果出现异常，则所述控制模块通过高低边驱动控制备用采样线束上的接触器闭合，以保持正常的电压采集。

13、本发明的技术效果为：(1)本方案所述的电池控制系统及方法，通过采集电压采样线路上实时的电压降，实时对电池电芯电压差进行补偿，实现对采样精度要求更高的需求，例如大型载人飞行器用电池控制系统，可以避免由于需求电量大，采用大模组后采样线束过长对采样精度造成的影响；(2)所述电池控制系统及方法还可以应用于当单体电池电芯电压异常时，根据压降采集模块采集的相应采样线路上的电压降，直接判断是否是采样线路存在的异常；在采样出现异常时，通过启用备用采样线路，构成临时采样线路，提高电池控制系统的安全性。

技术特征：

1.一种电池控制系统，所述系统包括电池模组、电池控制器，其特征在于：所述电池模组包括电池、压降采集模块，所述电池控制器包括电压采集模块、控制模块，其中，所述电压采集模块用于通过电压采样线采集所述电池电芯电压信号并传送给所述控制模块；所述压降采集模块用于采集所述电压采样线上的电压降系数并传送给所述控制模块；所述控制模块用于根据所述电池电芯电压信号和所述电压降系数对电池电芯电压进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种电池控制系统，其特征在于：所述电池与所述电压采集模块之间通过电压采样线对应连接，所述压降采集模块与所述电压采样线连接，所述控制模块分别与所述电压采集模块、压降采集模块连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种电池控制系统，其特征在于：所述电池与所述电压采集模块之间设置有对应连接的备用采样线束，所述备用采样线束上设置有接触器，所述接触器默认处于断开状态。

4.根据权利要求3所述的一种电池控制系统，其特征在于：所述控制模块用于通过高低边驱动控制所述接触器的开闭。

5.根据权利要求2所述的一种电池控制系统，其特征在于：所述电压采样线采用柔性电路板(fpc)，所述电池模组上设置有对应的fpc接插件。

6.根据权利要求1或2所述的一种电池控制系统，其特征在于：所述电压采集模块包括采样芯片，所述电压采集模块的采样芯片用于采集电池电芯电压信号，所述电压采集模块的采样芯片与所述电池、控制模块分别连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种电池控制系统，其特征在于：所述压降采集模块包括采样芯片，所述压降采集模块的采样芯片用于采集电压采样线上的电压降系数，所述压降采集模块的采样芯片与所述电压采样线、控制模块分别连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种电池控制系统，其特征在于：所述电压采集模块采集的单体电池电芯电压为v1，所述压降采集模块采集的对应的单体电池电芯电压采样线上的电压降系数为k，将电压降系数为k作为采集的单体电池电芯电压补偿系数，则所述控制模块修正后的电压v0表示为：v0＝v1+k。

9.根据权利要求1或2所述的一种电池控制系统，其特征在于：所述电压降系数用于判断所述电压采样线路是否出现异常情况，所述异常情况包括采样线路断路。

10.一种根据权利要求1-9所述系统的电池控制方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种电池控制系统，属于电池控制技术领域。所述系统包括电池模组、电池控制器，所述电池模组包括电池、压降采集模块，所述电池控制器包括电压采集模块、控制模块，其中，所述电压采集模块用于通过电压采样线采集所述电池电芯电压信号；所述压降采集模块用于采集所述电压采样线上的电压降系数；所述控制模块用于根据所述电池电芯电压信号和电压降系数对电池电芯电压进行修正。所述系统还设置了带有接触器的备用采样线束。同时，本发明还根据所述系统提供了一种电池控制方法。本发明提高了电池控制系统的电压采样精度和安全性。

技术研发人员：朱清源,季政宇,苏兴,张海艳,潘振宇,张帅,黄玲玲,王明盛,裴善忠,张秀清
受保护的技术使用者：安徽鸿创新能源动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17