CN110165316B - 一种电动汽车的电池分级控制方法和系统 - Google Patents

一种电动汽车的电池分级控制方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电动汽车的电池分级控制方法和系统。所述方法和系统对电动汽车的电池管理将汽车运行状态、安全状态与电池的状态判断进行结合，先判断电动汽车的运行状态和安全状态，然后根据汽车的运行状态和安全状态分级控制电池，第一级是采集电池组总量参数，判断电池状态，以及采集汽车安全参数确定汽车是否存在火灾隐患，在确定电池组状态和汽车安全状态的前提下，再启动第二级控制，采集电池模块的分量参数，根据采集的数据进行电池的管理。所述电动汽车的电池分级控制方法和系统通过分级控制实现车辆在不同状态下的电池管理和火灾隐患监控，大大提高了电池管理的效率，并且降低了电池管理的成本，避免了汽车发生火灾的隐患。

Description

一种电动汽车的电池分级控制方法和系统
技术领域
本发明涉及电池管理领域,并且更具体地，涉及一种电动汽车的电池分级控制方法和系统。
背景技术
目前，电动汽车通常包括为其提供电能的电池组以及用于对电池组进行管理的BMS(Battery Management System，电池管理系统)。所述BMS包括多个BCU(BatteryControl Unit，电池控制单元)，且每个BCU用于采集对应的电池模块的状态信息并对采集的状态信息进行判断以发出相应的信号，因此，每个BCU的功能较为复杂，进而需要成本较高的采集及处理芯片才能实现相应的功能，从而使得电池管理系统的成本较高。而且，BMS在车辆处于休眠状态且长时间放置时，电池管理系统也将停止工作，但在这种情况下，有可能出现电池组的电量逐渐消耗，或者出现漏电情况，电池管理系统无法及时进行检测，进而引发安全隐患。此外，当电动汽车在紧急情况下无法自主应对时，只能被动燃烧。例如，在充电、外部环境发生火灾等情况下，电动汽车如果无法检测相关数据，作出预警并进行控制操作的话，将对汽车和车中的人造成伤害。
因此，如何对车辆在不同状态下进行电池管理，提高电池管理的效率，降低成本，并且保证汽车和人的安全就成为一个需要解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中电池管理系统功能复杂，成本高、安全性能有待改善的技术问题，本发明提供一种电动汽车的电池分级控制方法，所述电动汽车的电池是由若干个电池模块组成的电池组，所述方法包括：
电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制；
根据一级控制指令，确定启动所有电池从控单元，所述电池从控单元与电池模块连接，且一一对应；
当电池从控单元启动后，实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数并传输至电池主控单元；
电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池组进行二级控制。
进一步地，在电池主控单元根据电动汽车的运行状态、汽车安全参数和电池组的总量参数生成一级控制指令之前还包括：
确定电动汽车的运行状态，并根据电动汽车的运行状态启动电池主单元，其中，所述运行状态包括充电状态、行驶状态和休眠状态，所述电池主控单元与电池组连接，当电动汽车处于休眠状态时，以预设的时间间隔定期启动电池主控单元；当确定电动汽车进入行驶状态或者充电状态时，启动电池主控单元；
电池主控单元启动后，实时采集电池组的总量参数和汽车安全参数，其中，所述汽车安全参数包括充电线缆温度、环境温度和烟雾浓度。
进一步地，所述实时采集电池组总量参数包括实时采集电池组的总电压、总电流和绝缘阻值。
进一步地，所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制包括：
电动汽车处于行驶状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于充电状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者全部汽车安全参数小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于休眠状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元。
进一步地，所述实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数包括实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的电压、电流和温度。
进一步地，所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池组进行二级控制包括：
当电池组绝缘阻值小于预设绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值时，关闭电池从控制单元；
当任意一个电池模块的温度高于预设第一温度值时，若电动汽车处于行驶状态，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电动汽车处于充电状态，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器，若电动汽车处于休眠状态，则生成报警指令；
当任意一个电池模块的温度低于预设第二温度值时，对电池组进行加热；
当全部电池模块的温度在正常区间，且电池组总电压处于正常区间，但电池模块之间的电压差值超过预设差值时，启动电池均衡策略；
根据电池组总电压和电流确定电池组SOC，根据每个电池模块的电压和电流确定电池模块的SOC；
当全部电池模块的温度在正常区间，电池组SOC和电池模块的SOC处于正常区间时，其中，电动汽车处于休眠状态，则关闭电池主控单元；电动汽车处于行驶状态或者充电状态，保持电池主控单元开启。
进一步地，所述方法还包括对汽车运行状态、采集的参数进行显示，以及根据电池主控单元的报警指令对报警信息进行显示。
根据本发明的另一方面，本发明提供一种电动汽车的电池分级控制系统，所述电动汽车的电池是由若干个电池模块组成的电池组，所述系统包括：
数据采集单元，其用于当电池主控单元启动后，实时采集电池组的总量参数和汽车安全参数，以及当所有电池从控单元启动后，实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数；
电池主控单元，其用于控制电池组的总量参数的采集，电池从控单元的启动/关闭，根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制，根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和每个电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池模块进行二级控制，以及在采集的参数不是正常值时，生成报警指令；
电池从控单元，其与电池模块连接，且一一对应，用于控制与其相对应的电池模块的分量参数的采集。
进一步地，所述系统还包括：
运行状态单元，其用于确定电动汽车的运行状态，其中，所述运行状态包括充电状态、行驶状态和休眠状态；
定时器，其用于当电动汽车处于休眠状态时，以预设的时间间隔定期启动电池主控单元；
显示单元，其用于对汽车运行状态、采集的参数进行显示，以及根据电池主控单元的报警指令对报警信息进行显示。
进一步地，所述数据采集单元包括：
第一采集单元，其用于实时采集电池组的总量参数，所述总量参数包括电池组的总电压、总电流和绝缘阻值；
第二采集单元，其用于实时采集电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，所述分量参数包括电池模块的电压和电流；
第三采集单元，其用于实时采集汽车安全参数，其中，所述汽车安全参数包括充电线缆温度、环境温度和烟雾浓度。
进一步地，所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制包括：
电动汽车处于行驶状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于充电状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者全部汽车安全参数小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于休眠状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元。
进一步地，所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池组进行二级控制包括：
当电池组绝缘阻值小于预设绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值时，关闭电池从控制单元；
当任意一个电池模块的温度高于预设第一温度值时，若电动汽车处于行驶状态，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电动汽车处于充电状态，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器，若电动汽车处于休眠状态，则生成报警指令；
当任意一个电池模块的温度低于预设第二温度值时，对电池组进行加热；
当全部电池模块的温度在正常区间，且电池组总电压处于正常区间，但电池模块之间的电压差值超过预设差值时，启动电池均衡策略；
根据电池组总电压和电流确定电池组SOC，根据每个电池模块的电压和电流确定电池模块的SOC；
当全部电池模块的温度在正常区间，电池组SOC和电池模块的SOC处于正常区间时，其中，电动汽车处于休眠状态，则关闭电池主控单元；电动汽车处于行驶状态或者充电状态，保持电池主控单元开启。
进一步地，所述系统还包括：
定时器，其用于当电动汽车处于休眠状态时，以预设的时间间隔定期启动电池主控单元；
显示单元，其用于对汽车运行状态、采集的参数进行显示，以及在电池参数不是正常值时，进行报警。
本发明技术方案提供的电动汽车的电池分级控制方法和系统对电动汽车的电池管理将汽车运行状态、安全状态与电池的状态判断进行结合，先判断电动汽车的运行状态和安全状态，然后根据汽车的运行状态和安全状态分级控制电池，第一级是采集电池组总量参数，判断电池状态，以及采集汽车安全参数确定汽车是否存在火灾隐患，在确定电池组状态和汽车安全状态的前提下，再启动第二级控制，采集电池模块的分量参数，根据采集的数据进行电池的管理。所述电动汽车的电池分级控制方法和系统通过分级控制实现车辆在不同状态下的电池管理和火灾隐患监控，大大提高了电池管理的效率，并且降低了电池管理的成本，避免了汽车发生火灾的隐患。本发明公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的电动汽车的电池分级控制方法的流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的电动汽车的电池分级控制系统的结构示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的电动汽车的电池分级控制方法的流程图。如图1所示，在本优选实施方式所述的电动汽车的电池分级控制方法中，所述电动汽车的电池是由若干个电池模块组成的电池组，所述方法100从步骤101开始。
在步骤101，确定电动汽车的运行状态，其中，所述运行状态包括充电状态、行驶状态和休眠状态。
电动汽车在使用过程中，频率最高的运行状态就是以大于零的速度行驶，以及电池电量不足时，为了提供再次行驶的动力，为电动汽车进行充电，以及当电动汽车在较长时间不用时，汽车不启动，但是保持相关零部件，比如报警信号灯正常工作的休眠状态。通过实时采集电动汽车控制总线信号和硬线信号，来判定电动汽车的运行状态。由于不同运行状态下，对电池的控制需求并不相同，因此，在进行电池控制前，先确定电动汽车的运行状态，可提高电池分级控制的效率，降低电池控制的成本。
在步骤102，根据电动汽车的运行状态启动电池主控单元，所述电池主控单元与电池组连接，其中，当电动汽车处于休眠状态时，以预设的时间间隔定期启动电池主控单元；当确定电动汽车进入行驶状态或者充电状态时，启动电池主控单元。
在本优选实施方式中，充分考虑了电池处于休眠状态时，虽然长时间放置有利于延长电池管理系统的使用寿命，但是由于不能实时检查电池的状态，使汽车容易有一些安全隐患，比如电池漏电，电池过度放电等。通过定时启动电池主控单元，可定期对电池状态进行检查，提高汽车运行的安全性。而在电动汽车处于行驶状态或者充电状态时，电池处于活跃状态，必须保持电池主控单元为常开状态以实时采集电池的数据，才能及时对电池进行控制，从而保证电动汽车运行的安全性。
在步骤103，当电池主控单元启动后，实时采集电池组的总量参数和汽车安全参数，其中，所述汽车安全参数包括充电线缆温度、环境温度和烟雾浓度。在本优选实施方式中，电池主控单元与电池组相连，当电池主控单元启动后，直接采集电池组的状态信息。所述电池组的状态信息包括电池组的总电压、总电流和绝缘阻值。当电动汽车通过充电线缆连接充电桩进行充电时，电池主控单元同时采集充电线缆温度，并从汽车控制器中接收环境温度和烟雾浓度信息。其中，通过将采集的充电线缆温度与设置的安全阈值相比，将有效地防止线路过热引发的自燃，而将采集的环境温度和烟雾浓度与设置的安全阈值相比较，则有效地防止了由于外部火灾损害电动车。
在步骤104，电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制。
由于电动汽车的电池组由若干个电池模块组成，因此，在本优选实施方式中，在对电池模块进行状态监测时，先采集电池组的总量参数，对电池组的状态进行判断，当电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值时，说明电池组本身存在漏电危险，此时，不需要对电池模块的状态进行采集和判断，而直接生成报警指令，并根据电池的运行状态进行输出控制。只有当电池组的绝缘阈值在设置的正常范围时，才启动电池的从控单元以采集电池模块信息。
根据电池组的参数对电池组进行控制，有效避免了采用多个电池控制单元在电池控制过程中，直接采集电池组中电池控制单元对应的电池模块的状态信息，并对采集的状态信息进行判断以发出相应的信号而带来的功能过于复杂，需要成本较高的采集及处理芯片才能实现相应的功能，从而使电池管理成本过高的问题。
在步骤105，根据一级控制指令，确定启动所有电池从控单元，所述电池从控单元与电池模块连接，且一一对应。
在步骤106，当电池从控单元启动后，实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数并传输至电池主控单元。
在本优选实施方式中，电池从控单元仅负责相对应电池模块状态信息的采集，并将所述信息传输至电池主控单元，所有的控制都通过电池主控单元完成，从而避免了每个电池控制单元都需要采用处理芯片，电池管理系统成本较高的问题。
在步骤107，电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池模块进行二级控制。
在实施方式中，对电池的管理采取二级控制，当确定电池的运行状态后，首先采集电池的总量参数和汽车安全参数进行判断，当电池出现故障或者汽车有火灾隐患时，直接启动报警和控制，而不考虑二级控制，只有在电池的总量参数和汽车安全参数都正常时，才采集电池模块的分量参数，并按照参数优先级进行判断，从而在简化电池管理系统的基础上，提高了电池管理的效率，充分保证了电动汽车的安全性。
所述实时采集电池组的总量参数包括实时采集电池组的总电压、总电流和绝缘阻值。
所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制包括：
电动汽车处于行驶状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于充电状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者全部汽车安全参数小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于休眠状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元。
在本优选实施方式中，当电动汽车处于行驶状态时，直接断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器，会出现行驶安全和充电安全问题。故当行驶状态中电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值时，会先报警，然后断开所述继电器。而在充电状态时，会报警，并断开与充电机的通信，停止充电后再断开所述继电器，从而最大程度地保证了电动汽车运行和充电的安全。另外，当电动汽车处于行驶状态时，通过汽车控制器探测汽车所处环境的温度和烟雾浓度，传输至电池主控单元，并与预设的安全阈值进行比较，从而当有发生火灾的可能时，报警并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器，从而将电池系统分解为多个低压电池组。由于人体通过的致命电流大约为50mA，电动汽车高压电路触电是极易发生死亡事故的，当高压电池系统被分解为多个低压电池组，例如将365V电池系统分解为多个48V电池组，将使人员触电时的电流处于无感觉或微弱感觉区间，从而有效防止了人触电的风险，充分减轻了对人体的伤害。当电动汽车处于充电状态时，电池主控单元采集充电线缆温度，当温度超过预设的安全阈值时，判定线缆温度过高，有发生火灾的可能，则生成报警指令，并断开与充电机的连接，然后再断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器，也是将电池系统分解为多个低压电池组，同样达到了使人员触电时的电流处于无感觉或微弱感觉区间，充分减轻了对人体的伤害的技术效果。
所述实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数包括实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的电压、电流和温度。
所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池组进行二级控制包括：
当电池组绝缘阻值小于预设绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值时，关闭电池从控制单元；
当任意一个电池模块的温度高于预设第一温度值时，若电动汽车处于行驶状态，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电动汽车处于充电状态，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；
当任意一个电池模块的温度低于预设第二温度值时，对电池组进行加热；
当全部电池模块的温度在正常区间，且电池组总电压处于正常区间，但电池模块之间的电压差值超过预设差值时，启动电池均衡策略；
根据电池组总电压和电流确定电池组SOC，根据每个电池模块的电压和电流确定电池模块的SOC；
当全部电池模块的温度在正常区间，电池组SOC和电池模块的SOC处于正常区间时，其中，电动汽车处于休眠状态，则关闭电池主控单元；电动汽车处于行驶状态或者充电状态，保持电池主控单元开启。
所述方法还包括对汽车运行状态、采集的参数进行显示，以及根据电池主控单元的报警指令对报警信息进行显示。
在本优选实施方式中，对电池的管理采取二级控制，当确定电池的运行状态后，首先采集电池的总量参数和汽车安全参数进行判断，当电池出现故障或者汽车有发生火灾的隐患时，直接启动报警和控制，而不考虑二级控制，只有在电池的总量参数和汽车安全参数都正常时，才采集电池模块的分量参数，并按照参数优先级进行判断，从而在简化电池管理系统的基础上，提高了电池管理的效率，保证了汽车使用的安全性。
图2为根据本发明优选实施方式的电动汽车的电池分级控制系统的结构示意图。如图2所示，本优选实施方式所述的电动汽车的电池分级控制系统200中，所述电动汽车的电池是由若干个电池模块组成的电池组，所述系统包括：
运行状态单元201，其用于确定电动汽车的运行状态，其中，所述运行状态包括充电状态、行驶状态和休眠状态。
电动汽车在使用过程中，频率最高的运行状态就是以大于零的速度行驶，以及电池电量不足时，为了提供再次行驶的动力，为电动汽车进行充电，以及当电动汽车在较长时间不用时，汽车不启动，但是保持相关零部件，比如报警信号灯正常工作的休眠状态。通过实时采集电动汽车控制总线信号和硬线信号，来判定电动汽车的运行状态。由于不同运行状态下，对电池的控制需求并不相同，因此，对于电动汽车的电池分级控制系统而言，在进行电池控制前，先通过采集硬线信号和CAN信号确定电动汽车的运行状态，可提高电池分级控制的效率，降低电池控制的成本。
数据采集单元202，其用于当电池主控单元启动后，实时采集电池组的总量参数和汽车安全参数，以及当电池从控单元启动后，实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数。在本优选实施方式中，数据采集分为两步，第一步是电池主控单元启动后，采集电池组的总量参数和汽车安全参数，以确保电池组运行状态正常，并且电动汽车无火灾安全隐患。在确定电池组运行状态正常和汽车无火灾隐患后，再启动电池从控单元，采集其对应的电池模块的分量参数，并结合总量参数判断电池模块的运行状态。数据采集的分步进行，避免了电池组出现故障时，继续采集电池模块参数的无用操作，有效提高了电池管理的效率。
电池主控单元203，其用于控制电池组的总量参数和汽车安全参数的采集，电池从控单元的启动/关闭，根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制，根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和每个电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池模块进行二级控制，以及在采集的参数不是正常值时，生成报警指令。电池主控单元是电动汽车的电池管理系统的核心部分，所述系统通过电池主控单元控制电池从控单元的开启和关闭，以控制电池模块分量参数的采集，并通过对采集的信息的判断和处理来控制电池的动作。
电池从控单元204，其与电池模块连接，且一一对应，用于控制电池模块的分量参数的采集。
定时器205，其用于当电动汽车处于休眠状态时，以预设的时间间隔定期启动电池主控单元。
在本优选实施方式中，充分考虑了电池处于休眠状态时，虽然长时间放置有利于延长电池管理系统的使用寿命，但是由于不能实时检查电池的状态，使汽车容易有一些安全隐患，比如电池漏电，电池过度放电等，因此采用定时器，通过定时启动电池主控单元，可定期对电池状态进行检查，提高汽车运行的安全性。
显示单元206，其用于对汽车运行状态、采集的参数进行显示，以及根据电池主控单元的报警指令对报警信息进行显示。通过显示单元动态实时显示汽车的运行状态，以及参数信息和报警信息，能使驾驶人员对汽车和电池的运行状态有更加直观的了解，提前对电池管理有充分的判断。所述数据采集单元202包括：
第一采集单元221，其用于实时采集电池组的总量参数，所述总量参数包括电池组的总电压、总电流和绝缘阻值；
第二采集单元222，其用于实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，所述分量参数包括电池模块的电压和电流；
第三采集单元223，其用于实时采集汽车安全参数，其中，所述汽车安全参数包括充电线缆温度、环境温度和烟雾浓度。
所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制包括：
电动汽车处于行驶状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于充电状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者全部汽车安全参数小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于休眠状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元。
所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池组进行二级控制包括：
当电池组绝缘阻值小于预设绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值时，关闭电池从控制单元；
当任意一个电池模块的温度高于预设第一温度值时，若电动汽车处于行驶状态，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电动汽车处于充电状态，则成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；
当任意一个电池模块的温度低于预设第二温度值时，对电池组进行加热；
当全部电池模块的温度在正常区间，且电池组总电压处于正常区间，但电池模块之间的电压差值超过预设差值时，启动电池均衡策略；
根据电池组总电压和电流确定电池组SOC，根据每个电池模块的电压和电流确定电池模块的SOC；
当全部电池模块的温度在正常区间，电池组SOC和电池模块的SOC处于正常区间时，其中，电动汽车处于休眠状态，则关闭电池主控单元；电动汽车处于行驶状态或者充电状态，保持电池主控单元开启。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。

Claims (11)

1.一种电动汽车的电池分级控制方法，所述电动汽车的电池是由若干个电池模块组成的电池组，其特征在于，所述方法包括：
确定电动汽车的运行状态，并根据电动汽车的运行状态启动电池主控单元，其中，所述运行状态包括充电状态、行驶状态和休眠状态，所述电池主控单元与电池组连接，当电动汽车处于休眠状态时，以预设的时间间隔定期启动电池主控单元，当确定电动汽车进入行驶状态或者充电状态时，启动电池主控单元；
电池主控单元启动后，实时采集电池组的总量参数和汽车安全参数，其中，所述汽车安全参数包括充电线缆温度、环境温度和烟雾浓度；
电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制；
根据一级控制指令，确定启动所有电池从控单元，所述电池从控单元与电池模块连接，且一一对应；
当所有电池从控单元启动后，实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数并传输至电池主控单元；
电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池组进行二级控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时采集电池组总量参数包括实时采集电池组的总电压、总电流和绝缘阻值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制包括：
电动汽车处于行驶状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于充电状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者全部汽车安全参数小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于休眠状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数包括实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的电压、电流和温度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池组进行二级控制包括：
当电池组绝缘阻值小于预设绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值时，关闭电池从控制单元；
当任意一个电池模块的温度高于预设第一温度值时，若电动汽车处于行驶状态，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电动汽车处于充电状态，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器，若电动汽车处于休眠状态，则生成报警指令；
当任意一个电池模块的温度低于预设第二温度值时，对电池组进行加热；
当全部电池模块的温度在正常区间，且电池组总电压处于正常区间，但电池模块之间的电压差值超过预设差值时，启动电池均衡策略；
根据电池组总电压和电流确定电池组SOC，根据每个电池模块的电压和电流确定电池模块的SOC；
当全部电池模块的温度在正常区间，电池组SOC和电池模块的SOC处于正常区间时，其中，电动汽车处于休眠状态，则关闭电池主控单元；电动汽车处于行驶状态或者充电状态，保持电池主控单元开启。
6.根据权利要求1至5中任意一个所述的方法，其特征在于，所述方法还包括对汽车运行状态、采集的参数进行显示，以及根据电池主控单元的报警指令对报警信息进行显示。
7.一种电动汽车的电池分级控制系统，所述电动汽车的电池是由若干个电池模块组成的电池组，其特征在于，所述系统包括：
运行状态单元，其用于确定电动汽车的运行状态，其中，所述运行状态包括充电状态、行驶状态和休眠状态；
定时器，其用于当电动汽车处于休眠状态时，以预设的时间间隔定期启动电池主控单元；
数据采集单元，其用于当电池主控单元启动后，实时采集电池组的总量参数和汽车安全参数，以及当所有电池从控单元启动后，实时采集所述电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数；
电池主控单元，其用于控制电池组的总量参数的采集，电池从控单元的启动/关闭，根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制，根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和每个电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池模块进行二级控制，以及在采集的参数不是正常值时，生成报警指令；
电池从控单元，其与电池模块连接，且一一对应，用于控制与其相对应的电池模块的分量参数的采集。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
显示单元，其用于对汽车运行状态、采集的参数进行显示，以及根据电池主控单元的报警指令对报警信息进行显示。
9.根据权利要求7或者8所述的系统，其特征在于，所述数据采集单元包括：
第一采集单元，其用于实时采集电池组的总量参数，所述总量参数包括电池组的总电压、总电流和绝缘阻值；
第二采集单元，其用于实时采集电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，所述分量参数包括电池模块的电压和电流；
第三采集单元，其用于实时采集汽车安全参数，其中，所述汽车安全参数包括充电线缆温度、环境温度和烟雾浓度。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数和汽车安全参数生成一级控制指令，并对电池组进行一级控制包括：
电动汽车处于行驶状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于充电状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者全部汽车安全参数小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元；
电动汽车处于休眠状态时，若电池组的绝缘阻值小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值，则生成报警指令；若电池组绝缘阻值不小于预设的绝缘阻值阈值，或者环境温度和烟雾浓度中的任意一个小于预设的相对应的安全阈值，则生成启动电池从控单元的指令以启动所有电池从控单元。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述电池主控单元根据电动汽车的运行状态、电池组的总量参数、汽车安全参数和电池从控单元各自相对应的电池模块的分量参数，生成二级控制指令，并对电池组进行二级控制包括：
当电池组绝缘阻值小于预设绝缘阻值阈值，或者汽车安全参数中的任意一个不小于预设的相对应的安全阈值时，关闭电池从控制单元；
当任意一个电池模块的温度高于预设第一温度值时，若电动汽车处于行驶状态，则生成报警指令，并断开电池组高压回路继电器和电池组中位继电器；若电动汽车处于充电状态，则生成报警指令，并断开与充电机的通信，停止充电后，再断开充电回路继电器、电池组高压回路继电器和电池组中位继电器，若电动汽车处于休眠状态，则生成报警指令；
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根据电池组总电压和电流确定电池组SOC，根据每个电池模块的电压和电流确定电池模块的SOC；
当全部电池模块的温度在正常区间，电池组SOC和电池模块的SOC处于正常区间时，其中，电动汽车处于休眠状态，则关闭电池主控单元；电动汽车处于行驶状态或者充电状态，保持电池主控单元开启。
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