CN108767341B - 轨道车辆电池容量管理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轨道车辆电池容量管理系统，用于对蓄电池组进行分布式管理，所述蓄电池组包括单体电池，所述管理系统包括电池采样盒、与所述蓄电池组连接的电压传感器、电流霍尔传感器和温度传感器、与所述电池采样盒连接的电池管理系统控制器，所述电压传感器、电流霍尔传感器和所述温度传感器还与所述电池管理系统控制器连接；所述电池管理系统控制器用于给所述采样盒以及所述电流霍尔传感器供电，并接收所述电池采样盒、所述电压传感器、所述电流霍尔传感器和所述温度传感器的数据；还包括与所述电池管理系统控制器连接的地面服务器，所述地面服务器用于获取所述蓄电池组的剩余容量。可以估算电池剩余电量，保证维持在正常的工作范围之内。

Description

轨道车辆电池容量管理系统及方法
技术领域
本发明涉及轨道车辆电源管理领域，特别涉及一种轨道车辆电池容量管理系统及一种轨道车辆电池容量管理方法。
背景技术
车载电池及其管理系统的在车辆管理中占据着非常重要的位置。有效的利用和管理车载电池的能量，延长车载电池的使用寿命是车辆电池容量管理系统研究的重要部分。单体蓄电池之间存在个体的差异，并且在使用过程中车辆运行状态的不确定性，导致单体蓄电池的性能不一致。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种轨道车辆电池容量管理系统，用于对蓄电池组进行分布式管理，所述蓄电池组包括单体电池，所述单体电池为碱性电池，所述管理系统包括与所述蓄电池组连接的电池采样盒、与所述蓄电池组连接的电压传感器、电流霍尔传感器和温度传感器、与所述电池采样盒连接的电池管理系统控制器，所述电压传感器、电流霍尔传感器和所述温度传感器还与所述电池管理系统控制器连接；所述电池管理系统控制器用于给所述采样盒以及所述电流霍尔传感器供电，并接收所述电池采样盒、所述电压传感器、所述电流霍尔传感器和所述温度传感器的数据；还包括地面服务器，所述地面服务器用于根据所述电池采样盒、所述电压传感器、所述电流霍尔传感器和所述温度传感器的数据获取所述蓄电池组的剩余容量。
进一步地，还包括与所述电池管理系统控制器连接整车控制器，所述整车控制器和/或所述电池管理系统控制器包括4G网关装置，所述整车控制器和/或所述电池管理系统控制器通过4G网关装置与地面服务器连接。
进一步地，所述地面服务器获取蓄电池组的剩余容量的步骤包括如下步骤：
列车出库时，判断所述蓄电池组的电量充满时，设置初始容量状态值为1；判断所述蓄电池组的电量未充满时，根据所述蓄电池组的电压值、温度以及老化程度获取所述初始容量状态值；
列车运行时，根据所述单体电池的电压信息、温度信息和充放电电流信息，利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量。
进一步地，所述利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量的步骤包括：
采用如下公式计算剩余容量状态值，
Figure GDA0002676569720000021
然后根据所述蓄电池组的额定容量和所述剩余容量状态值获取所述剩余容量。:
进一步地，所述电池采样盒包括与所述蓄电池组连接的热敏电阻、与所述热敏电阻和所述单体电池连接AD采集调理电路、与所述单体电池连接的开关管组、与所述AD采集调理电路和所述开关管组连接的微处理器；还包括隔离电源供电模块，所述开关管组与所述隔离电源供电模块连接，所述微处理器用于接收AD采集调理电路发送的电压信息和温度信息，根据所述电压信息和所述温度信息控制所述开关管组对所述单体电池充电。
本发明的另一方面还提供了一种轨道车辆电池容量管理方法，用于对蓄电池组进行分布式管理，所述蓄电池组包括单体电池，与所述单体电池连接有电池采样盒，与所述蓄电池组连接有电压传感器、电流霍尔传感器和温度传感器，所述单体电池为碱性电池，所述方法包括如下步骤：采集所述蓄电池组的电压信息、电流信息和温度信息，根据所述电压信息、所述电流信息和所述温度信息获取所述蓄电池组的剩余电量信息。
进一步地，还包括如下步骤：
将所述剩余电量信息通过4G网络发送各地面服务器。
进一步地，所述获取蓄电池组的剩余容量信息的步骤包括如下步骤：
列车出库时，判断所述蓄电池组的电量充满时，设置初始容量状态值为1；判断所述蓄电池组的电量未充满时，根据所述蓄电池组的电压值、温度以及老化程度获取所述初始容量状态值；
列车运行时，根据所述单体电池的电压信息、温度信息和充放电电流信息，利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量。
进一步地，所述利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量的步骤包括：
采用如下公式计算剩余容量状态值，
Figure GDA0002676569720000022
根据所述剩余容量状态值和额定容量获取所述蓄电池组的剩余容量。
进一步地，所述电池采样盒包括与所述单体电池连接的热敏电阻、与所述热敏电阻和所述单体电池连接AD采集调理电路、与所述单体电池连接的开关管组、与所述AD采集调理电路和所述开关管组连接的微处理器；所述电池采样盒还包括隔离电源供电模块，所述开关管组与所述隔离电源供电模块连接，所述微处理器接收AD采集调理电路发送的电压信息和温度信息，根据所述电压信息和所述温度信息控制所述开关管组对所述单体电池充电。
本发明中地面服务器接收列车上的数据进行大数据分析，再建模，远程更新参数，实现对车辆电池电量精准计算，同时预判电池寿命。可以计算电池剩余电量，保证维持在正常的工作范围之内，对系统过充电或过放电进行监测，避免对蓄电池造成损伤，提高电池的使用寿命，而且还能对故障的电池做出早期的预测，防止因单体蓄电池的损坏而未能及时发现造成整体电池组寿命的降低，提高车辆的工作效率；电池容量的监测还需要实时的监测电压和电流；同时还监测单体电池的电压和温度，保证蓄电池的安全性；由于单体蓄电池之间存在个体的差异，并且在使用过程中车辆运行状态的不确定性，导致单体蓄电池的性能不一致，所以本发明的管理系统还具有电池均衡管理功能；记录参数可以通过以太网上传至云端，施行大数据的管理，便于分析蓄电池的车载充放电维护运行情况和性能状态，及时掌握蓄电池的使用维护情况；将数据进行分析判断电池的性能。数据上云，大数据管理，用在自动驾驶的地铁上，利用4G网络实时监控并分析，远程维护和管理。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理系统的系统结构示意图；
图2为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理系统中的电池采样盒的原理结构示意图；
图3为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理系统中的电池采样盒数据通讯连接示意图；
图4为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理系统中的电池采样盒数据传输示意图；
图5为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理系统中的电池采样盒系统结构示意图；
图6为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理系统中电池模型等效图；
图7为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理系统的系统结构示意图；
图8为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理方法的流程示意图；
图9为本发明一些实施例中的轨道车辆电池容量管理方法的子步骤流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
车载电池及其管理系统的在车辆管理中占据着非常重要的位置。有效的利用和管理车载电池的能量，延长车载电池的使用寿命是车辆电池容量管理系统研究的重要部分。本申请提出了一种针对车载电池的管理系统，不仅可以估算电池剩余电量，保证维持在正常的工作范围之内，对系统过充电或过放电进行监测，避免对蓄电池造成损伤，提高电池的使用寿命，而且还能对故障的电池做出早期的预测，防止因单体蓄电池的损坏而未能及时发现造成整体电池组寿命的降低，提高车辆的工作效率；电池容量的监测还需要实时的监测电压和电流；同时还监测单体电池的电压和温度，保证蓄电池的安全性；由于单体蓄电池之间存在个体的差异，并且在使用过程中车辆运行状态的不确定性，导致单体蓄电池的性能不一致，所以本发明的管理系统还具有电池均衡管理功能；记录参数可以通过以太网上传至云端，施行大数据的管理，便于分析蓄电池的车载充放电维护运行情况和性能状态，及时掌握蓄电池的使用维护情况；将数据进行分析判断电池的性能。此外该发明的管理系统还有RS-485和CAN接口，用以满足不同的需求。如果需要MVB接口，只需要在RS-485接口的基础上添加HVAC-S01模块即可。由于集中式电池管理系统的布线过于繁杂，对电池整组结构要求过于严格，且不便于安装及维护，本发明提出一种分布式结构的电池管理系统，降低布线难度，提高系统可维护性。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种轨道车辆电池容量管理系统100，用于对分布式蓄电池组200进行管理，所述蓄电池组200包括单体电池210，所述管理系统100包括与所述蓄电池组200连接的电池采样盒110、与所述蓄电池组200连接的电压传感器120、电流霍尔传感器130和温度传感器140、与所述电池采样盒110连接的电池管理系统控制器150，所述电压传感器120、电流霍尔传感器130和所述温度传感器140还与所述电池管理系统控制器150连接；所述电池管理系统控制器150用于给所述采样盒110以及所述电流霍尔传感器130供电，并接收所述电池采样盒110、所述电压传感器120、所述电流霍尔传感器130和所述温度传感器140的数据；还包括地面服务器300，所述地面服务器接收所述所述电池采样盒110、所述电压传感器120、所述电流霍尔传感器130和所述温度传感器140的数据，所述地面服务器300还用于获取所述蓄电池组200的剩余容量，保证了蓄电池组200的剩余电量维持在正常的工作范围之内。所述地面服务器300进行大数据分析，再建模，远程更新参数，实现车辆电池寿命精准计算，还能预判电池寿命。
所述管理系统100还包括与所述电池管理系统控制器150连接整车控制器160，所述整车控制器160和/或所述电池管理系统控制器150包括4G网关装置，所述整车控制器160和/或所述电池管理系统控制器150通过4G网关装置与地面服务器300连接。使得监测的数据上传到云，进行大数据管理，用在自动驾驶的地铁上，利用4G网络实时监控并分析，远程维护和管理。
由于难以在每个单体电池210上安装电流传感器，现实中也不实际，所以通过估算的方式获取剩余电量，具体地，所述电池管理系统控制器150获取蓄电池组200的剩余容量的执行步骤包括如下步骤：
列车出库时，判断所述蓄电池组200的电量充满时，设置初始容量状态值为1；判断所述蓄电池组200的电量未充满时，根据所述蓄电池组200的电压值、温度以及老化程度获取所述初始容量状态值，如通过采集大量数据建立模型，通过电压值、温度及老化程度到模型中取值，从而获取初始容量状态值；
列车运行时，根据所述蓄电池组200的电压信息、温度信息和充放电电流信息，利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组200的剩余容量。
具体地，采用如下公式计算剩余容量状态值，
Figure GDA0002676569720000051
然后根据所述蓄电池组200的额定容量和所述剩余容量状态值获取所述剩余容量。
由于单体电池210在不同电压和温度下，应该保证充电均衡，如图2所示，所述电池采样盒110包括与所述蓄电池组200连接的热敏电阻111、与所述热敏电阻111和所述单体电池210连接AD采集调理电路112、与所述单体电池210连接的开关管组113、与所述AD采集调理电路112和所述开关管组113连接的微处理器114；还包括隔离电源供电模块115，所述开关管组113与所述隔离电源供电模块115连接，所述微处理器114用于接收AD采集调理电路112发送的电压信息和温度信息，根据所述电压信息和所述温度信息控制所述开关管组113对所述单体电池210充电。
如图3、4所示，每个蓄电池组200配备一个电池采样盒110，安装在电池斗侧壁上，每个电池采样盒110可提供6根电压采样线，可采样1-5节电池单体210电压，通过RS-485通信电路以及自动组网电路，实现采样盒110自动组网及与主控盒通信，该电路优点为在通信过程中即使单个采样盒110电路发生故障，也不影响其他采样盒110与主机进行数据通信，从而可以准确地定位故障电池位置信息，数据采集端口采用8位接线端子，数据采集线可从采集盒上拆下，方便电池检修及维护，通信接口采用标准DB9接头，每个采样盒上配置一对公母插座，避免数据线接错，并且具有高可靠性及稳定性，保证数据传输，接线方式如图3、4所示。
将如上所述的电压信息采集到后作对比。当电池之间的电压差值比较大的时候，由于电池之间的不一致性，会对电池的寿命造成很大的影响，所以需要对电池之间作一个均衡。这样使得电池之间的不一致性较小，有利于系统的正常运行。均衡及采样原理如图5所示。
下面对电池容量获取过程进行介绍：
SOC是电池的荷电状态，用来反映电池的剩余容量，为容量状态值。SOC是一个数值，在一定温度条件和充放电倍率下，由电池的剩余容量与电池的额定容量的比值来表示，SOC的表达式为：
Figure GDA0002676569720000061
式中，QN是电池的额定容量，表示电池处于满充状态时的最大安时数，单位为Ah。QS是电池的剩余容量，表示在当前时刻电池的安时数，单位为Ah。
列车上并没有传感器能直接测量电池的SOC，因此必须通过估计的方法推导得出电池的SOC。电池组管理系统通过精确测量电池组中每节电池的电压、温度和充放电电流，采用合适的算法对电池的SOC进行实时估计，以此判断电池组的剩余电量，保证电动列车合理应用。准确可靠获得电池的SOC是电池组管理系统中最基本和最首要的任务。
精确的估算电池剩余电量值是电池管理系统的基础。但是在实际使用过程中时，某些因素会干扰SOC估算的精度，例如放电倍率、温度、自放电、循环次数、单体电池一致性等。如果估算时不考虑这些因素，将会造成比较大的偏差。
为了提高SOC的精确度，在采集大量电池不同温度不同倍率的充放电数据的基础上，进而在等效戴维南电路的基础上采用精确的多阶RC电池模型和扩展卡尔曼滤波的估算方法，去准确估算出SOC的值。其模型图如图6所示。
具体到地铁车辆上的容量估算的过程如下：
第一步：列车在库时,有在库负载,所以蓄电池管理系统一直使工作的,当出库之前先对蓄电池充电，将蓄电池的电量充满。如：115AH，SOC0＝1。若是电池未处于满电状态，则可以根据其电压值，以及电池的状态，老化程度，温度，利用数据的支持，估算SOC初始值SOC0；
第二步：根据电池组充放电情况，以对电流做积分运算为基础思想，并且通过建立的电池模型估算出初步的SOC值；在一般的卡尔曼滤波的算法上，我们采用扩展卡尔曼滤波的算法，将非线性的模型转化为线性的模型，以便于我们更好的求取SOC值。精确的电池模型和扩展卡尔曼滤波能够精确的估算出SOC值。
SOC估算基本的思想如下：
Figure GDA0002676569720000071
式中的因数η指的是充放电效率对SOC值得影响；K指的是各个影响因素的值，CN为影响因子系数，i为电流，m为影响因子的值。
需要说明的是，由于碱性电池的放电不稳定性，使得对其容量的测算与锂电池的测算方法不同，将电池在不同温度下进行放电测算其容量，之后进行拟合，从而形成普适性模型公式，从而获取电池容量。
电池管理系统控制器150负责为各个采样盒以及电流传感器提供辅助源供电，与各采样板通信，单独采集整组电池电压、电流、及温度信息，搭载SOC算法，通过获取上述数据，主控制单元可独立的计算整组电池的容量状况，同时监控后台分析软件具有蓄电池电压过高、过低，电流超限、温度超限、单体电压超限、电池内阻超限告警，绝缘电阻超限告、警火灾报警，具有维护提醒报警功能，并且具有多种报警的人机交互方式。
每个蓄电池组200采用一个LEM电流霍尔传感器，采用±24V供电，使用电池管理系统控制器上辅助电源供电，主控制将采集到的电流模拟量转换成数字量，并通过所设定的报警阈值，实时监控充电电流情况。
在电池管理系统中不仅要采集单体电池的电压，还要采集电池组的电压。
将采集到的电池组的电压信号传和电流信号送到主控制器，通过AD转换存储在主控制芯片中。
在整个电池管理系统中，不仅需要采集各种电池信息，还需要保证其安全可靠性。因此，在系统的设计中还拥有检测电池组正负端对于机壳的绝缘电阻的测量。
本系统对于单体电池210的电压和温度数据通过RS458通信的方式传输到主控制器；主控制器可以通过RS-485与整车控制通信，当然同样可以采用MVB接口进行通讯，只需要在外接一个MVB模块就可以。该产品还拥有备用的CAN接口，以太网M12接口，无线通讯模块，可以满足不同的通信方式。
本发明的管理系统的原理图如图7所示。
采用热敏电阻的温度传感器，将温度传感器锁在单体电池210的铜排上，测量电池的温度，并将温度和电池电压的数据通过通信总线送给主控制器。
设备标配通讯接口为RS-485，总线MVB口为备选项，只需要在RS485接口基础上加转换模块HVAC-S01，改成MVB接口时，相应的说明如下：
HVAC-S01是RS485(UART)与MVB网络的转换产品，可根据不同地铁线路的需求进行软件配置。该型号网关在硬件上采用了隔离的485模块，MVB发送器带阈加重功能，接收器的硬件电路也进行了全新的设计。
输入电源：DC24V。HVAC-S01网关依照TCN标准,控制车辆总线MVB和RS485接口间的信息传输。从MVB角度来看，它通常作为从属的设备；从485总线来看,它既可以作为485的主设备，轮询从属设备，也可以作为从属设备来应答主设备的轮询。
HVAC-S01网关可以通过拨码开关来配置车厢号。HVAC-S01为MVB 1类设备，每个端口的大小都可以设置为16、32、64、128、256Bit，可设置为源或宿。RS485接口采用UART模式，只有一个DSUB9接头。
基于上述实施例中的系统，本发明另一方面，还提供了一种轨道车辆电池容量管理方法，用于对蓄电池组进行分布式管理，所述蓄电池组包括单体电池，与所述单体电池连接有电池采样盒，与所述蓄电池组连接有电压传感器、电流霍尔传感器和温度传感器，如图8所示，所述方法包括如下步骤：S110采集所述蓄电池组的电压信息、电流信息和温度信息；S120根据所述电压信息、所述电流信息和所述温度信息获取所述蓄电池组的剩余电量信息。
还包括如下步骤：
S130将所述剩余电量信息通过4G网络发送各地面服务器。
如图9所示，所述获取蓄电池组的剩余容量信息的步骤包括如下步骤：
S121列车出库时，判断所述蓄电池组的电量充满时，设置初始容量状态值为1；判断所述蓄电池组的电量未充满时，根据所述蓄电池组的电压值、温度以及老化程度获取所述初始容量状态值；
S122列车运行时，根据所述单体电池的电压信息、温度信息和充放电电流信息，利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量。
所述利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量的步骤包括：
采用如下公式计算剩余容量状态值，
Figure GDA0002676569720000081
根据所述剩余容量状态值和额定容量获取所述蓄电池组的剩余容量。
所述电池采样盒包括与所述单体电池连接的热敏电阻、与所述热敏电阻和所述单体电池连接AD采集调理电路、与所述单体电池连接的开关管组、与所述AD采集调理电路和所述开关管组连接的微处理器；所述电池采样盒还包括隔离电源供电模块，所述开关管组与所述隔离电源供电模块连接，所述微处理器接收AD采集调理电路发送的电压信息和温度信息，根据所述电压信息和所述温度信息控制所述开关管组对所述单体电池充电。
电池管理系统不仅可以估算电池剩余电量，保证维持在正常的工作范围之内，对系统过充电或过放电进行监测，避免对蓄电池造成损伤，提高电池的使用寿命，而且还能对故障的电池做出早期的预测，防止因单体蓄电池的损坏而未能及时发现造成整体电池组寿命的降低，提高车辆的工作效率；电池容量的监测还需要实时的监测电压和电流；同时还需要监测单体电池的电压和温度，保证蓄电池的安全性；由于单体蓄电池之间存在个体的差异，并且在使用过程中车辆运行状态的不确定性，导致单体蓄电池的性能不一致，所以本产品还具有电池均衡管理功能；记录参数可以通过以太网上传至云端，施行大数据的管理，便于分析蓄电池的车载充放电维护运行情况和性能状态，及时掌握蓄电池的使用维护情况；将数据进行分析判断电池的性能。此外该产品还有RS-485和CAN接口，用以满足不同的需求。如果需要MVB接口，只需要在RS-485接口的基础上添加HVAC-S01模块即可。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种轨道车辆电池容量管理系统，用于对蓄电池组进行分布式管理，所述蓄电池组包括单体电池，其特征在于，所述管理系统包括与所述蓄电池组连接的电池采样盒、与所述蓄电池组连接的电压传感器、电流霍尔传感器和温度传感器、与所述电池采样盒连接的电池管理系统控制器，所述电压传感器、电流霍尔传感器和所述温度传感器还与所述电池管理系统控制器连接；所述电池管理系统控制器用于给所述采样盒以及所述电流霍尔传感器供电，并接收所述电池采样盒、所述电压传感器、所述电流霍尔传感器和所述温度传感器的数据；还包括地面服务器，所述电池管理系统控制器将所述电池采样盒、所述电压传感器、所述电流霍尔传感器和所述温度传感器的数据传递给所述地面服务器，所述地面服务器用于根据所述电池采样盒、所述电压传感器、所述电流霍尔传感器和所述温度传感器采集的数据获取所述蓄电池组的剩余容量，其中，所述单体电池为碱性电池；其中，所述地面服务器获取蓄电池组的剩余容量的步骤包括如下步骤：
列车出库时，判断所述蓄电池组的电量充满时，设置初始容量状态值为1；判断所述蓄电池组的电量未充满时，根据所述蓄电池组的电压值、温度以及老化程度获取所述初始容量状态值；
列车运行时，根据所述单体电池的电压信息、温度信息和充放电电流信息，利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量；
所述利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量的步骤包括：
采用如下公式计算剩余容量状态值，
Figure FDA0002676569710000011
其中，因数η代表充放电效率对SOC值的影响；K指的是各个影响因素的值，CN为影响因子系数，i为电流，m为影响因子的值，SOC0为SOC的初始值；
然后根据所述蓄电池组的额定容量和所述剩余容量状态值获取所述剩余容量；
所述电池采样盒包括与所述蓄电池组连接的热敏电阻、与所述热敏电阻和所述单体电池连接的AD采集调理电路、与所述单体电池连接的开关管组、与所述AD采集调理电路和所述开关管组连接的微处理器；还包括隔离电源供电模块，所述开关管组与所述隔离电源供电模块连接，所述微处理器用于接收AD采集调理电路发送的电压信息和温度信息，根据所述电压信息和所述温度信息控制所述开关管组对所述单体电池充电。
2.根据权利要求1所述的轨道车辆电池容量管理系统，其特征在于，还包括与所述电池管理系统控制器连接的整车控制器，所述整车控制器和/或所述电池管理系统控制器包括4G网关装置，所述整车控制器和/或所述电池管理系统控制器通过4G网关装置与所述地面服务器连接。
3.一种轨道车辆电池容量管理方法，用于对蓄电池组进行分布式管理，所述蓄电池组包括单体电池，所述单体电池为碱性电池，其特征在于，与所述单体电池连接有电池采样盒，与所述蓄电池组连接有电压传感器、电流霍尔传感器和温度传感器，所述方法包括如下步骤：采集所述蓄电池组的电压信息、电流信息和温度信息，根据所述电压信息、所述电流信息和所述温度信息获取所述蓄电池组的剩余电量信息；其中，所述获取蓄电池组的剩余容量信息的步骤包括如下步骤：
列车出库时，判断所述蓄电池组的电量充满时，设置初始容量状态值为1；判断所述蓄电池组的电量未充满时，根据所述蓄电池组的电压值、温度以及老化程度获取所述初始容量状态值；
列车运行时，根据所述单体电池的电压信息、温度信息和充放电电流信息，利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量；
所述利用RC电池模型和扩展卡尔曼滤波算法获取所述蓄电池组的剩余容量的步骤包括：
采用如下公式计算剩余容量状态值，
Figure FDA0002676569710000021
其中，因数η代表充放电效率对SOC值的影响；K指的是各个影响因素的值，CN为影响因子系数，i为电流，m为影响因子的值，SOC0为SOC的初始值；
根据所述剩余容量状态值和额定容量获取所述蓄电池组的剩余容量；
所述电池采样盒包括与所述单体电池连接的热敏电阻、与所述热敏电阻和所述单体电池连接的AD采集调理电路、与所述单体电池连接的开关管组、与所述AD采集调理电路和所述开关管组连接的微处理器；所述电池采样盒还包括隔离电源供电模块，所述开关管组与所述隔离电源供电模块连接，所述微处理器接收AD采集调理电路发送的电压信息和温度信息，根据所述电压信息和所述温度信息控制所述开关管组对所述单体电池充电。
4.根据权利要求3所述的轨道车辆电池容量管理方法，其特征在于，还包括如下步骤：
将所述剩余电量信息通过4G网络发送给地面服务器。
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