CN109980136A - 新能源车的可换电池箱及其匹配控制系统和方法 - Google Patents

新能源车的可换电池箱及其匹配控制系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源车的可换电池箱及其匹配控制系统和方法，所述可换电池箱包括箱内控制器，所述箱内控制器包括采集模块和第一计算模块；所述采集模块用于获取所述可换电池箱的状态信息；所述第一计算模块用于根据所述状态信息计算所述可换电池箱的性能参数；所述性能参数包括SOC、SOP和SOH。本发明通过在可换电池箱内设置箱内控制器，箱内可实现电池性能参数的计算，即使车载电池控制器不能匹配可换电池箱内所使用的电芯，可换电池箱可以将计算的性能参数上传至车载电池控制器，车载电池控制器再根据该性能参数的比较和综合判断对可换电池箱进行总的控制。

Description

新能源车的可换电池箱及其匹配控制系统和方法
技术领域
本发明属于新能源车的电池控制领域，特别涉及一种新能源车的可换电池箱及其匹配控制系统和方法。
背景技术
目前在纯电动或混合动力商用车领域，一般是组合多个电池箱或电池模组，每个电池箱有若干从控制器，用于监控并上传单体电池的电压、电流、温度数据，BMS(电池管理系统)主控制器一般放在PDU(电源分配单元)里，用于充放电控制以及电池管理。
在更换电池箱的过程中，若BMS存储的电芯参数与所用的电池箱内的电芯一致，能较精确地计算电池性能参数；但也会遇到电池与BMS主控制器不适配的场景，这时会产生计算错误或直接导致电池不能使用情况发生。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中新能源车更换电池过程中若电池不匹配导致不能充分发挥电池功能的缺陷，提供一种新能源车的可换电池箱及其匹配控制系统和方法。
本发明通过以下技术方案来解决上述问题：
一种新能源车的可换电池箱，包括箱内控制器，所述箱内控制器包括采集模块和第一计算模块；
所述采集模块用于获取所述可换电池箱的状态信息；
所述第一计算模块用于根据所述状态信息计算所述可换电池箱的性能参数；所述性能参数包括SOC、SOP和SOH；所述SOC表示可换电池箱的荷电状态，所述SOP表示可换电池箱的充放电能力，所述SOH表示可换电池箱的健康状态。
较佳地，所述可换电池箱还包括至少一个电芯；
所述状态信息包括每个所述电芯的电压数据和温度数据以及所述可换电池箱的高压母线的电流数据。
较佳地，所述可换电池箱还包括第一存储模块；
所述第一存储模块用于存储与所述电芯对应的电芯参数和电化学模型；
所述第一计算模块用于根据所述状态信息、所述电芯参数和所述电化学模型计算得到所述性能参数。
较佳地，所述箱内控制器还包括故障诊断模块，所述故障诊断模块用于检测所述可换电池箱是否出现故障，若是，则生成第一故障信息；
和/或，所述箱内控制器还包括绝缘检测模块；
所述绝缘检测模块用于检测所述可换电池箱的高压母线正端对地的绝缘值和/或负端对地的绝缘值，并判断所述正端对地的绝缘值和/或所述负端对地的绝缘值是否超出设定的阈值范围，若是，则生成第二故障信息。
一种新能源车的可换电池箱的匹配控制系统，所述匹配控制系统包括车载电池控制器和如上各优选项任意组合的可换电池箱，所述车载电池控制器包括检测模块；
所述检测模块用于检测所述可换电池箱是否发生更换，若是，所述车载电池控制器获取所述更换后的可换电池箱的性能参数。
较佳地，所述车载电池控制器还包括第二存储模块；
所述第二存储模块用于存储多种电芯参数；
所述检测模块还用于检测与所述更换后的可换电池箱的电芯对应的电芯参数是否在所述第二存储模块中，若否，所述车载电池控制器根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成第一总性能参数。
较佳地，所述车载电池控制器包括第二计算模块；
所述第二计算模块用于在与所述更换后的可换电池箱的电芯对应的电芯参数在所述第二存储模块中时，根据所有所述更换后的可换电池箱的状态信息和存储在所述第二存储模块中的电芯参数计算所述更换后的可换电池箱的第二总性能参数；
或，所述车载电池控制器根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成第一总性能参数。
较佳地，所述采集模块用于将温度数据发送至所述车载电池控制器；
所述车载电池控制器从每个可换电池箱的温度数据中获取最高温度值和/或最低温度值，并上传至服务器；
和/或，所述故障诊断模块还用于将故障信息发送至所述车载电池控制器；
所述车载电池控制器用于从每个可换电池箱的故障信息中获取最高等级故障信息，并上传至服务器。
一种新能源车的可换电池箱的匹配控制方法，所述匹配控制方法利用上述的匹配控制系统来实现，所述匹配控制方法包括：
S1、所述检测模块检测所述可换电池箱是否发生更换，若是，执行步骤S2；
S2、所述车载电池控制器获取所述更换后的可换电池箱的状态信息和性能参数。
较佳地，所述车载电池控制器还包括第二存储模块，所述第二存储模块存储多种电芯参数，所述车载电池控制器包括第二计算模块，所述匹配控制方法还包括：
S3、所述检测模块检测与所述更换后的可换电池箱的电芯对应的电芯参数是否在所述第二存储模块中，若否，执行步骤S4，若是，执行步骤S5；
S4、所述车载电池控制器根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成第一总性能参数；
S5、根据所有所述更换后的可换电池箱的状态信息和存储在所述第二存储模块中的电芯参数计算所述更换后的可换电池箱的第二总性能参数；
或，所述车载电池控制器根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成所述第一总性能参数。
本发明的积极进步效果在于：本发明通过在可换电池箱内设置箱内控制器，箱内可实现电池性能参数的计算，即使车载电池控制器不能匹配可换电池箱内所使用的电芯，可换电池箱可以将计算的性能参数上传至车载电池控制器，车载电池控制器再根据该性能参数的比较和综合判断对可换电池箱进行总的控制。
附图说明
图1为本发明实施例1的新能源车的可换电池箱的结构框图。
图2为本发明实施例2的新能源车的可换电池箱的匹配控制系统的结构框图。
图3为本发明实施例3的新能源车的可换电池箱的匹配控制方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
一种新能源车的可换电池箱，如图1所示，所述可换电池箱包括箱内控制器1，所述箱内控制器1包括采集模块11和第一计算模块12；
所述采集模块11用于获取所述可换电池箱的状态信息；其中，所述可换电池箱包括至少一个电芯2；所述状态信息包括每个所述电芯的电压数据和温度数据以及所述可换电池箱的高压母线的电流数据。
所述第一计算模块12用于根据所述状态信息计算所述可换电池箱的性能参数；所述性能参数包括SOC、SOP和SOH；所述SOC表示可换电池箱的荷电状态，所述SOP表示可换电池箱的充放电能力，所述SOH表示可换电池箱的健康状态；
具体地，所述可换电池箱包括第一存储模块3；所述第一存储模块3用于存储与所述电芯2对应的电芯参数和电化学模型；
所述第一计算模块12用于根据所述状态信息、所述电芯参数和所述电化学模型计算得到所述性能参数。
所述箱内控制器1还包括故障诊断模块41，所述故障诊断模块41用于检测所述可换电池箱是否出现故障，若是，则生成第一故障信息，若否，则继续检测；所述第一故障信息包括可换电池箱温度过高、温度不均衡、电池充放电能力差等。
所述箱内控制器1还包括绝缘检测模块42；所述绝缘检测模块42用于检测所述可换电池箱的高压母线正端对地的绝缘值和/或负端对地的绝缘值，并判断所述正端对地的绝缘值和/或所述负端对地的绝缘值是否超出设定的阈值范围，若是，则生成第二故障信息；若否，则继续检测。
本实施例中，通过在可换电池箱内设置箱内控制器，箱内可实现电池性能参数的计算，即使该可换电池箱的电芯参数不能为外部控制器(如车载电池控制器)进行计算使用，可换电池箱可以将计算的性能参数上传至外部控制器，外部控制器再根据该性能参数的比较和综合判断得到新能源车的可换电池箱的总性能参数并提供给整车使用。
实施例2
一种新能源车的可换电池箱的匹配控制系统，如图2所示，包括车载电池控制器5和至少一个如实施例1中所述的可换电池箱，所述车载电池控制器5包括检测模块51；
所述检测模块51用于检测所述可换电池箱是否发生更换，若是，所述车载电池控制器5获取所述更换后的可换电池箱的性能参数。
需要说明的是，如果新能源车在更换可换电池箱的时候，选择了如实施例1中所述的可换电池箱，则由可换电池箱内的箱内控制器将各分可换电池箱的性能参数上传至新能源车的车载电池控制器。
另外，所述车载电池控制器5还包括第二存储模块52；
所述第二存储模块52用于存储多种电芯参数；
所述检测模块51还用于检测与所述更换后的可换电池箱的电芯2对应的电芯参数是否在所述第二存储模块52中，若否，所述车载电池控制器5根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成第一总性能参数。
需要说明的是，获取分可换电池箱的性能参数后，可以进行简单的求和、比较等得到第一总性能参数，并提供给整车使用。
所述车载电池控制器5包括第二计算模块53；
所述第二计算模块53用于在与所述更换后的可换电池箱的电芯对应的电芯参数在所述第二存储模块52中时，根据所有所述更换后的可换电池箱的状态信息和存储在所述第二存储模块52中的电芯参数计算所述更换后的可换电池箱的第二总性能参数，或，所述车载电池控制器5根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成所述第一总性能参数。
需要说明的是，当新能源车的车载电池控制器内已经存储了多个电芯参数时，车载电池控制器先判定更换后的可换电池箱内的电芯的电芯参数与已经存储的电芯参数是否一致，若是，则由可换电池箱的箱内控制器上传所有可换电池箱的性能参数并得到第一总性能参数，若否，则由车载电池控制器进一步计算所有可换电池箱的第二总性能参数，或者根据可换电池箱的箱内控制器上传的所有可换电池箱的性能参数得到第一总性能参数，并提供给整车使用。
另外，所述采集模块11还用于将温度数据发送至所述车载电池控制器5；所述车载电池控制器5从每个可换电池箱的温度数据中获取最高温度值和/或最低温度值，并上传至服务器。
故障诊断模块41还用于将第一故障信息发送至所述车载电池控制器5；绝缘检测模块42用于将第二故障信息发送至所述车载电池控制器5；所述车载电池控制器5用于从每个可换电池箱的第一故障信息和第二故障信息中获取最高等级故障信息，并上传至服务器。
本实施例中，当新能源车更换可换电池箱后，可以设置两种控制方式，一种是，当使用的可换电池箱具备自行计算可换电池箱的性能参数的情况下，即由可换电池箱上传性能参数；另一种是，新能源车的车载电池控制器内存储少量的电芯参数，当检测到可换电池箱的电芯的电芯参数与存储的不一致时，由可换电池箱上传性能参数，若检测到可换电池箱的电芯的电芯参数与存储的一致时，则由车载电池控制器自行计算性能参数。获取可换电池箱的性能参数后由车载电池控制器进一步对可换电池箱进行均衡管理、故障诊断以及充放电管理等。
实施例3
一种新能源车的可换电池箱的匹配控制方法，如图3所示，所述匹配控制方法利用如实施例2的匹配控制系统来实现，所述匹配控制方法包括：
步骤101、检测模块检测可换电池箱是否发生更换，若是，执行步骤102；若否，继续检测；
步骤102、车载电池控制器获取更换后的可换电池箱的状态信息和性能参数。
步骤103、检测模块检测与更换后的可换电池箱的电芯对应的电芯参数是否在第二存储模块中，若否，执行步骤104，若是，执行步骤105；
步骤104、车载电池控制器根据所有更换后的可换电池箱的性能参数生成第一总性能参数；
步骤105、根据所有更换后的可换电池箱的状态信息和存储在第二存储模块中的电芯参数计算更换后的可换电池箱的第二总性能参数；
或，车载电池控制器根据所有更换后的可换电池箱的性能参数生成第一总性能参数。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新能源车的可换电池箱，其特征在于，所述可换电池箱包括箱内控制器，所述箱内控制器包括采集模块和第一计算模块；
所述采集模块用于获取所述可换电池箱的状态信息；
所述第一计算模块用于根据所述状态信息计算所述可换电池箱的性能参数；所述性能参数包括SOC、SOP和SOH。
2.如权利要求1所述的新能源车的可换电池箱，其特征在于，所述可换电池箱还包括至少一个电芯；
所述状态信息包括每个所述电芯的电压数据和温度数据以及所述可换电池箱的高压母线的电流数据。
3.如权利要求2所述的新能源车的可换电池箱，其特征在于，所述可换电池箱还包括第一存储模块；
所述第一存储模块用于存储与所述电芯对应的电芯参数和电化学模型；
所述第一计算模块用于根据所述状态信息、所述电芯参数和所述电化学模型计算得到所述性能参数。
4.如权利要求1所述的新能源车的可换电池箱，其特征在于，所述箱内控制器还包括故障诊断模块，所述故障诊断模块用于检测所述可换电池箱是否出现故障，若是，则生成第一故障信息；
和/或，所述箱内控制器还包括绝缘检测模块；
所述绝缘检测模块用于检测所述可换电池箱的高压母线正端对地的绝缘值和/或负端对地的绝缘值，并判断所述正端对地的绝缘值和/或所述负端对地的绝缘值是否超出设定的阈值范围，若是，则生成第二故障信息。
5.一种新能源车的可换电池箱的匹配控制系统，其特征在于，所述匹配控制系统包括车载电池控制器和至少一个如权利要求1-4中任意一项所述的可换电池箱，所述车载电池控制器包括检测模块；
所述检测模块用于检测所述可换电池箱是否发生更换，若是，所述车载电池控制器获取更换后的可换电池箱的状态信息和性能参数。
6.如权利要求5所述的新能源车的可换电池箱的匹配控制系统，其特征在于，所述车载电池控制器还包括第二存储模块；
所述第二存储模块用于存储多种电芯参数；
所述检测模块还用于检测与所述更换后的可换电池箱的电芯对应的电芯参数是否在所述第二存储模块中，若否，所述车载电池控制器根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成第一总性能参数。
7.如权利要求6所述的新能源车的可换电池箱的匹配控制系统，其特征在于，所述车载电池控制器包括第二计算模块；
所述第二计算模块用于在与所述更换后的可换电池箱的电芯对应的电芯参数在所述第二存储模块中时，根据所有所述更换后的可换电池箱的状态信息和存储在所述第二存储模块中的电芯参数计算所述更换后的可换电池箱的第二总性能参数；
或，所述车载电池控制器根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成所述第一总性能参数。
8.如权利要求5所述的新能源车的可换电池箱的匹配控制系统，其特征在于，所述采集模块用于将温度数据发送至所述车载电池控制器；
所述车载电池控制器从每个可换电池箱的温度数据中获取最高温度值和/或最低温度值，并上传至服务器；
和/或，故障诊断模块用于将第一故障信息发送至所述车载电池控制器；绝缘检测模块用于将第二故障信息发送至所述车载电池控制器；
所述车载电池控制器用于从每个可换电池箱的第一故障信息和第二故障信息中获取最高等级故障信息，并上传至服务器。
9.一种新能源车的可换电池箱的匹配控制方法，其特征在于，所述匹配控制方法利用如权利要求5所述的匹配控制系统来实现，所述匹配控制方法包括：
S1、所述检测模块检测所述可换电池箱是否发生更换，若是，执行步骤
S2；
S2、所述车载电池控制器获取所述更换后的可换电池箱的状态信息和性能参数。
10.如权利要求9所述的新能源车的可换电池箱的匹配控制方法，其特征在于，所述车载电池控制器还包括第二存储模块，所述第二存储模块存储多种电芯参数，所述车载电池控制器包括第二计算模块，所述匹配控制方法还包括：
S3、所述检测模块检测与所述更换后的可换电池箱的电芯对应的电芯参数是否在所述第二存储模块中，若否，执行步骤S4，若是，执行步骤S5；
S4、所述车载电池控制器根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成第一总性能参数；
S5、根据所有所述更换后的可换电池箱的状态信息和存储在所述第二存储模块中的电芯参数计算所述更换后的可换电池箱的第二总性能参数；
或，所述车载电池控制器根据所有所述更换后的可换电池箱的性能参数生成所述第一总性能参数。
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