CN105137266A - 电池管理单元电压采集线诊断系统和方法 - Google Patents

电池管理单元电压采集线诊断系统和方法 Download PDF

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CN105137266A CN201510546503.3A CN201510546503A CN105137266A CN 105137266 A CN105137266 A CN 105137266A CN 201510546503 A CN201510546503 A CN 201510546503A CN 105137266 A CN105137266 A CN 105137266A
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voltage
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controller
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夏文娟
高楠
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Abstract

本发明揭示了一种电池管理单元电压采集线诊断系统,电池由多个单体电池构成,电池管理单元设有多个电压采集芯片采集单体电池的电压,每个所述的电压采集芯片采集线路上设有开关,所述的开关均由控制器控制通断。本发明的优点在于,使用多个专用电压采集芯片时可以较为快速准确的定位有采集回路故障的电池节数,减少了故障排查的时间。

Description

电池管理单元电压采集线诊断系统和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及新能源汽车控制领域,尤其涉及一种纯电动汽车的电池电压采集模块的地址标定方法。
背景技术
[0002] 随着生活节奏的提高以及人们对生活质量的追求,环保意识的增强,纯电动汽车需求量与日倶增,纯电动汽车控制中对于电池状态的实时监测是极为重要的环节,在监测中重要的数据是电池的电压,对电池电压的采集方式有多种,当采用专用芯片采集电压时,一个整包可能需要多个芯片,在采集线路出现故障时,对电压采集回路的诊断就极为重要,它可以准确定位故障位置,以大大减少故障排查的工作量,但目前电池管理系统缺乏对于电压采集回路的诊断控制方法,制约了电动汽车行业的发展。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是实现一种能够对电压采集回路诊断控制的方法。
[0004] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:电池管理单元电压采集线诊断系统,电池由多个单体电池构成,电池管理单元设有多个电压采集芯片采集单体电池的电压,每个所述的电压采集芯片采集线路上设有开关,所述的开关均由控制器控制通断。
[0005] 所述的电压采集芯片之间通过SPI来进行级联通讯,每个电压采集芯片通过SPI接收上一个级连目标发送的数据,并加一后再发送给下一个级联目标,每个被级联的电压采集芯片根据接收到的SPI传输过来的数据来标定单体电池在整个电池中的地址。
[0006] 电池管理单元通过CAN将采集数据及其采集数据的标定地址输送至控制器。
[0007] 所述的单体电池上标记有与标定地址对应的标记。
[0008] 所述的电池为电动汽车的电池包。
[0009] 基于电池管理单元电压采集线诊断系统的诊断方法,其特征在于:
[0010] 电池管理单元的电压采集芯片实时采集单体电池的电压数据;
[0011] 级联的电压采集芯片通过SPI脚输入的信号来确定所监控的单体电池在电池中的位置,并给自己标定一个位置编号作为标定地址;
[0012] 电压采集芯片实时将采集数据以及采集数据的标定地址输送至控制器;
[0013] 控制器对采集数据判断,当某个电压采集芯片的采集数据异常时,控制器输出故障信息和故障点的位置。
[0014] 标定地址的确定方法:级联的电压采集芯片在给自己标定编号后再通过SPI脚发送自己编号加一的值给下一个级联板;其后的每个被级联的电压采集芯片都根据SPI接收到的不同数值来标定自己的编号,再通过SPI输出自己编号加一个值给下一个级联板;每个SPI发出的值都根据前级电压采集芯片的输入加一,没有接收到输入电压采集芯片编号为1,在电池包中处于电压最低端;将标定值写入EEPROM中,并在向控制器传输数据时将地址值在CAN ID中体现作为标定地址,控制器根据不同的标定地址来确定每个电压采集芯片以及单体电池的位置。
[0015] 控制器对采集数据判断方法:将每个采集数据的电压与整个电池的电压平均值进行比较,若出现某单体电池的电压值偏差较大时,控制器控制相应的电压采集芯片线路上的开关断路,当断开开关后,如果电压值仍然不变,判断为断线故障,如果电压值变化则判断为短路故障。
[0016] 本发明的优点在于,使用多个专用电压采集芯片时可以较为快速准确的定位有采集回路故障的电池节数,减少了故障排查的时间。
具体实施方式
[0017] 本发明主要是针对汽车电池包的创新,电池由若干单体电池组成,为了提高电池电压的采集精度,现在采用专用采集芯片(电压采集芯片)来采集电池电压,每个电压采集芯片采集单体电池的数量有限,这样对于整车电池来说,一个电池就需要多个电压采集芯片,每个电压采集芯片要根据采集的单体电池所在整个电池中的位置来确定自己的编号,控制器根据这些编号将所有电压对应到相应的单体电池上,以方便信息在CAN线上的传输。采用这种方式所有的采样板软件统一,不需要另外进行编号的标定。当电压采集线断线或者短路时也可以根据编号来确定断线位置及时做出诊断,反馈给主板,以便及时做出处理。
[0018] 具体来说,每个电压采集芯片采集线路上设有开关,开关均由控制器控制通断。将采集到的电压数据进行初步比较,若出现某两节电压值偏差较大时给控制器发送故障信号,控制器接受到故障信号后对开关的通断,当断开开关后,如果电压值仍然不变,判断为断线故障,如果电压值变化则为短路故障。
[0019] 用于确定故障单体电池位置的系统结构:
[0020] (I)、每个电压采集芯片通过SPI来进行通讯;
[0021] (2)、SPI接收上一个级连目标发送的数据;
[0022] (3)、SPI将接收到的上一个级联目标的数据加一后再发送给下一个级联目标;
[0023] (4)、每个被级联的电压采集芯片根据接收到的SPI传输过来的数据来标定其在整个电池系统中的地址;
[0024] (5)、电压采集芯片在向控制器传输数据时将标定的地址一同通过CAN传输过去;
[0025] (6)、当电压采集芯片采集的电压出现异常时,控制器根据接收到的电压采集芯片地址值来判定整电池系统异常位置。
[0026] 单体电池位置确定的方法:
[0027] (1)、由单片机的SPI通讯发出不同的数值,该步骤可以接收到具体的数值,并且有防错校验过程。
[0028] (2)、级联的电压采集芯片通过SPI脚输入的信号来确定自己在整包中的位置,并给自己标定一个编号;该步骤可以发送具体的数值,并且有防错校验过程。
[0029] (3)、级联的电压采集芯片在给自己标定编号后再通过SPI脚发送自己编号加一的值给下一个级联板;
[0030] (4)、其后的每个被级联的电压采集芯片都根据SPI接收到的不同数值来标定自己的编号,再通过SPI输出自己编号加一个值给下一个级联板;
[0031] (5)、每个SPI发出的值都根据前级电压采集芯片的输入加一,没有接收到输入电压采集芯片编号为1,在电池包中处于电压最低端;
[0032] ¢)、每个电压采集芯片的源代码都相同,可自适应在电池包中的位置,并将标定值写入EEPROM中;
[0033] (7)、在向控制器传输数据时将地址值在CAN ID中体现,控制器可根据不同的ID号来确定每个电压采集芯片的位置;
[0034] (8)、当电压采集芯片采集电压异常时,控制器根据ID号来提示维修人员故障点的位置。控制器可以发送出故障点的具体地址值。
[0035] 此外,为方便找寻到故障点,单体电池上标记有与标定地址对应的标记。
[0036] 电池管理单元电压采集线诊断方法如下:
[0037] 电池管理单元的电压采集芯片实时采集单体电池的电压数据;
[0038] 级联的电压采集芯片通过SPI脚输入的信号来确定所监控的单体电池在电池中的位置,并给自己标定一个位置编号作为标定地址;
[0039] 电压采集芯片实时将采集数据以及采集数据的标定地址输送至控制器;
[0040] 控制器对采集数据判断,当某个电压采集芯片的采集数据异常时,控制器输出故障信息和故障点的位置。
[0041] 标定地址的确定方法:级联的电压采集芯片在给自己标定编号后再通过SPI脚发送自己编号加一的值给下一个级联板;其后的每个被级联的电压采集芯片都根据SPI接收到的不同数值来标定自己的编号,再通过SPI输出自己编号加一个值给下一个级联板;每个SPI发出的值都根据前级电压采集芯片的输入加一,没有接收到输入电压采集芯片编号为1,在电池包中处于电压最低端;将标定值写入EEPROM中,并在向控制器传输数据时将地址值在CAN ID中体现作为标定地址,控制器根据不同的标定地址来确定每个电压采集芯片以及单体电池的位置。
[0042] 控制器对采集数据判断方法:将每个采集数据的电压与整个电池的电压平均值进行比较,若出现某单体电池的电压值偏差较大时,控制器控制相应的电压采集芯片线路上的开关断路,当断开开关后,如果电压值仍然不变,判断为断线故障,如果电压值变化则判断为短路故障。

Claims (8)

1.电池管理单元电压采集线诊断系统,电池由多个单体电池构成,电池管理单元设有多个电压采集芯片采集单体电池的电压,其特征在于:每个所述的电压采集芯片采集线路上设有开关,所述的开关均由控制器控制通断。
2.根据权利要求1所述的电池管理单元电压采集线诊断系统,其特征在于:所述的电压采集芯片之间通过SPI来进行级联通讯,每个电压采集芯片通过SPI接收上一个级连目标发送的数据,并加一后再发送给下一个级联目标,每个被级联的电压采集芯片根据接收到的SPI传输过来的数据来标定单体电池在整个电池中的地址。
3.根据权利要求1或2所述的电池管理单元电压采集线诊断系统,其特征在于:电池管理单元通过CAN将采集数据及其采集数据的标定地址输送至控制器。
4.根据权利要求3所述的电池管理单元电压采集线诊断系统,其特征在于:所述的单体电池上标记有与标定地址对应的标记。
5.根据权利要求1或4所述的电池管理单元电压采集线诊断系统,其特征在于:所述的电池为电动汽车的电池包。
6.基于权利要求1-5中任一项所述的电池管理单元电压采集线诊断系统的诊断方法,其特征在于: 电池管理单元的电压采集芯片实时采集单体电池的电压数据; 级联的电压采集芯片通过SPI脚输入的信号来确定所监控的单体电池在电池中的位置,并给自己标定一个位置编号作为标定地址; 电压采集芯片实时将采集数据以及采集数据的标定地址输送至控制器; 控制器对采集数据判断,当某个电压采集芯片的采集数据异常时,控制器输出故障信息和故障点的位置。
7.根据权利要求6所述的诊断方法,其特征在于,标定地址的确定方法:级联的电压采集芯片在给自己标定编号后再通过SPI脚发送自己编号加一的值给下一个级联板;其后的每个被级联的电压采集芯片都根据SPI接收到的不同数值来标定自己的编号,再通过SPI输出自己编号加一个值给下一个级联板;每个SPI发出的值都根据前级电压米集芯片的输入加一,没有接收到输入电压采集芯片编号为1,在电池包中处于电压最低端;将标定值写入EEPROM中,并在向控制器传输数据时将地址值在CAN ID中体现作为标定地址,控制器根据不同的标定地址来确定每个电压采集芯片以及单体电池的位置。
8.根据权利要求6所述的诊断方法,其特征在于:控制器对采集数据判断方法:将每个采集数据的电压与整个电池的电压平均值进行比较,若出现某单体电池的电压值偏差较大时,控制器控制相应的电压采集芯片线路上的开关断路,当断开开关后,如果电压值仍然不变,判断为断线故障,如果电压值变化则判断为短路故障。
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