CN111060829B - 一种对pack电池包进行pack检测的系统及方法 - Google Patents

一种对pack电池包进行pack检测的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了锂电池检测领域的一种对PACK电池包进行PACK检测的系统，包括充电桩、转接模块、车载PACK模块、服务器；转接模块的一端与充电桩连接，另一端与车载PACK模块连接；充电桩与服务器连接；充电桩设有充电枪；转接模块包括充电桩接口单元、PACK接口单元、第一MCU以及CAN通信模块；车载PACK模块包括BMS以及PACK电池包；充电桩接口单元与充电枪以及CAN通信模块连接；PACK接口单元的一端与CAN通信模块连接，另一端与PACK电池包以及BMS连接；充电桩接口单元与PACK接口单元连接；CAN通信模块与第一MCU连接；BMS与PACK电池包连接。本发明的优点在于：实现充电桩对充电接口不具备放电功能的新能源动力电池汽车的PACK电池包进行PACK检测，并极大的提升了检测的兼容性以及准确性。

Description

一种对PACK电池包进行PACK检测的系统及方法
技术领域
本发明涉及锂电池检测领域，特别指一种对PACK电池包进行PACK检测的系统及方法。
背景技术
伴随着新能源动力电池汽车的快速发展，电池包健康检测也越来越得到重视，因为随着电池的损耗，电池包的健康值会下降，续航能力也会降低。而随着车载BMS的老化，其检测出的PACK参数(包括电池包的最大容量、温度、电压以及电流等参数)也会存在偏差(例如动力电池汽车已经电量不足，但车载BMS仍显示有剩余电量)，如果不能得到较为准确的PACK参数，将会造成对动力电池汽车的续航能力预估错误，并影响使用；因此，需要通过PACK检测设备来对PACK电池包进行检测。
为了便于对新能源动力电池汽车的PACK电池包进行PACK检测，传统上采用充电桩代替PACK检测设备，对充电接口可以进行放电的新能源动力电池汽车进行PACK检测，但是传统的方法存在如下缺点：
1、大部分的新能源动力电池汽车的充电接口仅具备充电的功能，不具备放电的功能，从而导致无法直接通过充电桩进行PACK检测；2、不同厂家的BMS通信协议不同，使得充电桩的兼容性低；3、充电桩的充电枪的接口与新能源动力电池汽车的充电接口存在接口不匹配的情况导致无法进行PACK检测；4、通过新能源动力电池汽车的充电接口，仅能利用BMS(电池管理系统)获取PACK电池包的统计数据，无法获取更为关键的数据详单(BMS关键数据)，导致充电桩无法准确的计算PACK电池包的PACK参数。
因此，如何提供一种对PACK电池包进行PACK检测的系统及方法，实现充电桩对充电接口不具备放电功能的新能源动力电池汽车的PACK电池包进行PACK检测，并提升检测的兼容性以及准确性，成为一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种对PACK电池包进行PACK检测的系统及方法，实现充电桩对充电接口不具备放电功能的新能源动力电池汽车的PACK电池包进行PACK检测，并提升检测的兼容性以及准确性。
第一方面，本发明提供了一种对PACK电池包进行PACK检测的系统，包括至少一带PACK检测功能的充电桩、一转接模块、一车载PACK模块以及一服务器；所述转接模块的一端与充电桩连接，另一端与所述车载PACK模块连接；所述充电桩与服务器连接；
所述充电桩设有一充电枪；所述转接模块包括一充电桩接口单元、一PACK接口单元、一第一MCU以及一CAN通信模块；所述车载PACK模块包括一BMS以及一PACK电池包；
所述充电桩接口单元的一端与充电枪连接，另一端与所述CAN通信模块连接；所述PACK接口单元的一端与CAN通信模块连接，另一端与所述PACK电池包以及BMS连接；所述充电桩接口单元与PACK接口单元连接；所述CAN通信模块与第一MCU连接；所述BMS与PACK电池包连接。
进一步地，所述充电枪包括一第一充电枪通信接口以及一第一充电枪功率接口；所述第一充电枪通信接口以及第一充电枪功率接口均分别与充电桩接口单元连接。
进一步地，所述充电桩接口单元包括一第二充电枪通信接口以及一第二充电枪功率接口；所述第二充电枪通信接口的一端与充电枪连接，另一端与所述CAN通信模块连接；所述第二充电枪功率接口的一端与充电枪连接，另一端与所述PACK接口单元连接。
进一步地，所述PACK接口单元包括一第一PACK通信接口以及一第一PACK功率接口；所述第一PACK通信接口的一端与BMS连接，另一端与所述CAN通信模块连接；所述第一PACK功率接口的一端与充电桩接口单元连接，另一端与所述PACK电池包连接。
进一步地，所述PACK电池包包括一第二PACK功率接口、一第二MCU、复数个锂电池以及一继电器开关；所述第二PACK功率接口的一端与PACK接口单元连接，另一端与所述继电器开关连接；所述继电器开关、锂电池以及BMS均分别与第二MCU连接。
进一步地，所述BMS设有一第二PACK通信接口，所述第二PACK通信接口的一端与PACK接口单元连接，另一端与所述PACK电池包连接。
第二方面，本发明提供了一种对PACK电池包进行PACK检测的方法，所述方法需使用上述的PACK检测的系统，包括如下步骤：
步骤S10、将转接模块通过充电桩接口单元与充电桩连接，通过PACK接口单元与车载PACK模块连接；
步骤S20、充电桩匹配车载PACK模块的BMS通信协议；
步骤S30、充电桩利用匹配的BMS通信协议获取车载PACK模块的BMS关键数据，并对PACK电池包的锂电池内部状态以及电芯一致性进行诊断；
步骤S40、充电桩对PACK电池包进行PACK检测并生成检测结果，并基于所述BMS关键数据对检测结果进行校验。
进一步地，所述步骤S20具体包括：
步骤S21、充电桩通过转接模块读取车载PACK模块的BMS通信协议版本号，并判断是否与充电桩本地存储的BMS通信协议版本号一致，若一致，则进入步骤S30；若不一致，则进入步骤S22；
步骤S22、充电桩通过版本号判断服务器是否存在车载PACK模块的BMS通信协议，若是，则充电桩从服务器更新BMS通信协议，并进入步骤S30；若否，则结束流程。
进一步地，所述步骤S30中，所述对PACK电池包的锂电池内部状态进行诊断具体为：当充电桩未对车载PACK模块进行充放电时，充电桩向第一MCU下发锂电池内部状态诊断指令，第一MCU依据接收的锂电池内部状态诊断指令与BMS进行BMS通信获取BMS关键数据，第一MCU依据所述锂电池内部状态诊断指令对BMS关键数据进行筛选后发送给充电桩，充电桩依据筛选后的BMS关键数据对PACK电池包的锂电池内部状态进行诊断；
所述对PACK电池包的电芯一致性进行诊断具体为：当充电桩对车载PACK模块进行充放电时，充电桩向第一MCU下发电芯一致性诊断指令，第一MCU依据接收的电芯一致性诊断指令与BMS进行BMS通信获取各锂电池的充放电数据并发送给充电桩，充电桩依据各锂电池的充放电数据计算各锂电池充放电的电压差和电流差，进而通过所述电压差和电流差对PACK电池包的电芯一致性进行诊断。
进一步地，所述步骤S40具体包括：
步骤S41、充电桩通过转接模块对PACK电池包进行充电直至充饱，并记录充饱数据；
步骤S42、充电桩通过转接模块对PACK电池包进行放电直至耗尽，并记录耗尽数据；
步骤S43、充电桩依据所述充饱数据以及耗尽数据计算PACK电池包的电池容量，并对PACK电池包进行充电直至充饱；
步骤S44、充电桩基于所述BMS关键数据对PACK电池包的电池容量进行校验。
本发明的优点在于：
1、通过设置所述转接模块，只需将所述转接模块与带PACK检测功能的充电桩以及从新能源动力电池汽车上拆卸下来的车载PACK模块进行连接，即可对PACK电池包进行PACK检测，即实现充电桩对充电接口不具备放电功能的新能源动力电池汽车的PACK电池包进行PACK检测。
2、通过所述充电桩匹配车载PACK模块的BMS通信协议，若充电桩不存在对应的BMS通信协议则从服务器进行更新，极大的提升了PACK检测的兼容性。
3、通过设置所述转接模块直接连接充电桩以及车载PACK模块，避免了充电桩的充电枪的接口与新能源动力电池汽车的充电接口存在接口不匹配的情况导致无法进行PACK检测，极大的提升了PACK检测的兼容性。
4、通过所述转接模块直接连接车载PACK模块，使得所述充电桩能够通过第二MCU获取更为关键的数据详单，进而准确的计算PACK电池包的PACK参数，即极大的提升了PACK检测的准确性。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种对PACK电池包进行PACK检测的系统的电路原理框图。
图2是本发明车载PACK模块的电路原理框图。
图3是本发明一种对PACK电池包进行PACK检测的方法的流程图。
标记说明：
100-一种对PACK电池包进行PACK检测的系统，1-充电桩，2-转接模块，3-车载PACK模块，4-服务器，11-充电枪，111-第一充电枪通信接口，112-第一充电枪功率接口，21-充电桩接口单元，22-PACK接口单元，23-第一MCU，24-CAN通信模块，211-第二充电枪通信接口，212-第二充电枪功率接口，221-第一PACK通信接口，222-第一PACK功率接口，31-BMS，32-PACK电池包，311-第二PACK通信接口，321-第二PACK功率接口，322-第二MCU，323-锂电池，324-继电器开关。
具体实施方式
请参照图1至图3所示，本发明一种对PACK电池包进行PACK检测的系统100的较佳实施例，包括至少一带PCAK检测功能的充电桩1、一转接模块2、一车载PACK模块3以及一服务器4；所述转接模块2的一端与充电桩1连接，另一端与所述车载PACK模块3连接；所述充电桩1与服务器4连接；所述充电桩1用于对车载PACK模块3进行PACK检测；所述转接模块2用于转接充电桩1以及车载PACK模块3，以匹配通信接口以及功率接口，使得所述充电桩1能够对充电接口不具备放电的功能的新能源动力电池汽车进行PACK检测；对所述车载PACK模块3进行PACK检测时需将其从新能源动力电池汽车上拆卸下来，检测完成后再安装回去；所述服务器4用于提供充电桩的BMS通信协议更新服务；
所述充电桩1设有一充电枪11；所述转接模块2包括一充电桩接口21单元、一PACK接口单元22、一第一MCU23以及一CAN通信模块24；所述车载PACK模块3包括一BMS31以及一PACK电池包32；
所述充电桩接口单元21的一端与充电枪11连接，另一端与所述CAN通信模块24连接；所述PACK接口单元22的一端与CAN通信模块24连接，另一端与所述PACK电池包32以及BMS31连接；所述充电桩接口单元21与PACK接口单元22连接；所述CAN通信模块24与第一MCU23连接；所述BMS31与PACK电池包32连接。所述第一MCU23用于透传充电桩1的通信指令给车载PACK模块3，并将车载PACK模块3反馈的数据(温度、电压、电流、容量等)进行筛选(选取本次用到的数据)后发送给充电桩1；所述CAN通信模块24用于将CAN信号转换为串口信号进而与第一MCU23通信。
所述充电枪11包括一第一充电枪通信接口111以及一第一充电枪功率接口112；所述第一充电枪通信接口111以及第一充电枪功率接口112均分别与充电桩接口单元21连接。所述充电枪11以及充电桩接口单元21的接口类型均依据国标充电枪接口定义进行设置。
所述充电桩接口单元21包括一第二充电枪通信接口211以及一第二充电枪功率接口212；所述第二充电枪通信接口211的一端与充电枪11连接，另一端与所述CAN通信模块24连接；所述第二充电枪功率接口212的一端与充电枪11连接，另一端与所述PACK接口单元22连接。
所述PACK接口单元22包括一第一PACK通信接口221以及一第一PACK功率接口222；所述第一PACK通信接口221的一端与BMS31连接，另一端与所述CAN通信模块24连接；所述第一PACK功率接口222的一端与充电桩接口单元21连接，另一端与所述PACK电池包32连接。
所述PACK电池包32包括一第二PACK功率接口321、一第二MCU322、复数个锂电池323以及一继电器开关324；所述第二PACK功率接口321的一端与PACK接口单元22连接，另一端与所述继电器开关324连接；所述继电器开关324、锂电池323以及BMS31均分别与第二MCU322连接。所述第二MCU322用于对锂电池323进行管理，获取所述锂电池323的SOC参数(电量百分比)、电压、电流、温度、容量等第一手数据，并对其进行控制；所述继电器324用于第二MCU322对第二PACK功率接口321的控制，当所述第二MCU322控制继电器324导通时才能进行充放电。
所述BMS31设有一第二PACK通信接口311，所述第二PACK通信接口311的一端与PACK接口单元22连接，另一端与所述PACK电池包32连接。所述第二PACK通信接口311内部集成了CAN通信模块，可与所述第二MCU322进行通信；所述第一充电枪通信接口111、第二充电枪通信接口211、第一PACK通信接口221以及第二PACK通信接口311均为CAN总线接口。
所述充电桩1发送充放电请求给BMS31，所述BMS31检测PACK电池包32，无异常则同意充放电请求，所述第二MCU322依次通过第二PACK通信接口311、第一PACK通信接口221、CAN通信模块24、第一MCU23、第二充电枪通信接口211以及第一充电枪通信接口111，将数据传送给所述充电桩1，并控制所述继电器开关324导通；所述充电桩1依次通过第一充电枪功率接口112、第二充电枪功率接口212、第一PACK功率接口222以及第二PACK功率接口321给锂电池323进行充放电。
本发明一种对PACK电池包进行PACK检测的方法的较佳实施例，包括如下步骤：
步骤S10、将车载PACK模块从新能源动力电池汽车上拆卸下来，将转接模块通过充电桩接口单元与充电桩连接，通过PACK接口单元与车载PACK模块连接；
步骤S20、充电桩匹配车载PACK模块的BMS通信协议；
步骤S30、充电桩利用匹配的BMS通信协议获取车载PACK模块的BMS关键数据，并对PACK电池包的锂电池内部状态以及电芯一致性进行诊断；
步骤S40、充电桩对PACK电池包进行PACK检测并生成检测结果，并基于所述BMS关键数据对检测结果进行校验，将车载PACK模块装回新能源动力电池汽车上。
所述步骤S20具体包括：
步骤S21、充电桩通过转接模块读取车载PACK模块的BMS通信协议版本号，并判断是否与充电桩本地存储的BMS通信协议版本号一致，若一致，则进入步骤S30；若不一致，则进入步骤S22；
步骤S22、充电桩通过版本号判断服务器是否存在车载PACK模块的BMS通信协议，若是，则充电桩从服务器更新BMS通信协议，并进入步骤S30；若否，则结束流程。
所述步骤S30中，所述对PACK电池包的锂电池内部状态进行诊断具体为：当充电桩未对车载PACK模块进行充放电时，充电桩向第一MCU下发锂电池内部状态诊断指令，第一MCU依据接收的锂电池内部状态诊断指令与BMS进行BMS通信获取BMS关键数据，第一MCU依据所述锂电池内部状态诊断指令对BMS关键数据进行筛选后发送给充电桩，充电桩依据筛选后的BMS关键数据对PACK电池包的锂电池内部状态进行诊断；
所述对PACK电池包的电芯一致性进行诊断具体为：当充电桩对车载PACK模块进行充放电时，充电桩向第一MCU下发电芯一致性诊断指令，第一MCU依据接收的电芯一致性诊断指令与BMS进行BMS通信获取各锂电池的充放电数据并发送给充电桩，充电桩依据各锂电池的充放电数据计算各锂电池充放电的电压差和电流差，进而通过所述电压差和电流差对PACK电池包的电芯一致性进行诊断。
所述步骤S40具体包括：
步骤S41、充电桩通过转接模块对PACK电池包进行充电直至充饱，并记录充饱数据；
步骤S42、充电桩通过转接模块对PACK电池包进行放电直至耗尽，当电量耗尽时停止充电桩的放电，并记录耗尽数据；PACK电池包进行放电的过程中对放电量也进行实时监控；PACK电池包的电量是否充饱、耗尽以及放电过程的放电量均是通过第二MCU进行读取对应的数据；
步骤S43、充电桩依据所述充饱数据以及耗尽数据计算PACK电池包的电池容量，并对PACK电池包进行充电直至充饱，使得新能源动力电池汽车在PACK检测完成后有充足的电力；
步骤S44、充电桩基于所述BMS关键数据对PACK电池包的电池容量进行校验。
综上所述，本发明的优点在于：
1、通过设置所述转接模块，只需将所述转接模块与带PCAK检测功能的充电桩以及从新能源动力电池汽车上拆卸下来的车载PACK模块进行连接，即可对PACK电池包进行PACK检测，即实现充电桩对充电接口不具备放电功能的新能源动力电池汽车的PACK电池包进行PACK检测。
2、通过所述充电桩匹配车载PACK模块的BMS通信协议，若充电桩不存在对应的BMS通信协议则从服务器进行更新，极大的提升了PACK检测的兼容性。
3、通过设置所述转接模块直接连接充电桩以及车载PACK模块，避免了充电桩的充电枪的接口与新能源动力电池汽车的充电接口存在接口不匹配的情况导致无法进行PACK检测，极大的提升了PACK检测的兼容性。
4、通过所述转接模块直接连接车载PACK模块，使得所述充电桩能够通过第二MCU获取更为关键的数据详单，进而准确的计算PACK电池包的PACK参数，即极大的提升了PACK检测的准确性。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (2)

1.一种对PACK电池包进行PACK检测的系统，其特征在于：包括至少一带PACK检测功能的充电桩、一转接模块、一车载PACK模块以及一服务器；所述转接模块的一端与充电桩连接，另一端与所述车载PACK模块连接；所述充电桩与服务器连接；
所述充电桩设有一充电枪；所述转接模块包括一充电桩接口单元、一PACK接口单元、一第一MCU以及一CAN通信模块；所述车载PACK模块包括一BMS以及一PACK电池包；
所述充电桩接口单元的一端与充电枪连接，另一端与所述CAN通信模块连接；所述PACK接口单元的一端与CAN通信模块连接，另一端与所述PACK电池包以及BMS连接；所述充电桩接口单元与PACK接口单元连接；所述CAN通信模块与第一MCU连接；所述BMS与PACK电池包连接；
所述充电枪包括一第一充电枪通信接口以及一第一充电枪功率接口；所述第一充电枪通信接口以及第一充电枪功率接口均分别与充电桩接口单元连接；
所述充电桩接口单元包括一第二充电枪通信接口以及一第二充电枪功率接口；所述第二充电枪通信接口的一端与充电枪连接，另一端与所述CAN通信模块连接；所述第二充电枪功率接口的一端与充电枪连接，另一端与所述PACK接口单元连接；
所述PACK接口单元包括一第一PACK通信接口以及一第一PACK功率接口；所述第一PACK通信接口的一端与BMS连接，另一端与所述CAN通信模块连接；所述第一PACK功率接口的一端与充电桩接口单元连接，另一端与所述PACK电池包连接；
所述BMS设有一第二PACK通信接口，所述第二PACK通信接口的一端与PACK接口单元连接，另一端与所述PACK电池包连接；
所述PACK电池包包括一第二PACK功率接口、一第二MCU、复数个锂电池以及一继电器开关；所述第二PACK功率接口的一端与PACK接口单元连接，另一端与所述继电器开关连接；所述继电器开关、锂电池以及BMS均分别与第二MCU连接。
2.一种对PACK电池包进行PACK检测的方法，其特征在于：所述方法需使用如权利要求1所述的PACK检测的系统，包括如下步骤：
步骤S10、将转接模块通过充电桩接口单元与充电桩连接，通过PACK接口单元与车载PACK模块连接；
步骤S20、充电桩匹配车载PACK模块的BMS通信协议；
步骤S30、充电桩利用匹配的BMS通信协议获取车载PACK模块的BMS关键数据，并对PACK电池包的锂电池内部状态以及电芯一致性进行诊断；所述BMS关键数据为数据详单；
所述对PACK电池包的锂电池内部状态进行诊断具体为：当充电桩未对车载PACK模块进行充放电时，充电桩向第一MCU下发锂电池内部状态诊断指令，第一MCU依据接收的锂电池内部状态诊断指令与BMS进行BMS通信获取BMS关键数据，第一MCU依据所述锂电池内部状态诊断指令对BMS关键数据进行筛选后发送给充电桩，充电桩依据筛选后的BMS关键数据对PACK电池包的锂电池内部状态进行诊断；
所述对PACK电池包的电芯一致性进行诊断具体为：当充电桩对车载PACK模块进行充放电时，充电桩向第一MCU下发电芯一致性诊断指令，第一MCU依据接收的电芯一致性诊断指令与BMS进行BMS通信获取各锂电池的充放电数据并发送给充电桩，充电桩依据各锂电池的充放电数据计算各锂电池充放电的电压差和电流差，进而通过所述电压差和电流差对PACK电池包的电芯一致性进行诊断；
步骤S40、充电桩对PACK电池包进行PACK检测并生成检测结果，并基于所述BMS关键数据对检测结果进行校验；
所述步骤S20具体包括：
步骤S21、充电桩通过转接模块读取车载PACK模块的BMS通信协议版本号，并判断是否与充电桩本地存储的BMS通信协议版本号一致，若一致，则进入步骤S30；若不一致，则进入步骤S22；
步骤S22、充电桩通过版本号判断服务器是否存在车载PACK模块的BMS通信协议，若是，则充电桩从服务器更新BMS通信协议，并进入步骤S30；若否，则结束流程；
所述步骤S40具体包括：
步骤S41、充电桩通过转接模块对PACK电池包进行充电直至充饱，并记录充饱数据；
步骤S42、充电桩通过转接模块对PACK电池包进行放电直至耗尽，并记录耗尽数据；
步骤S43、充电桩依据所述充饱数据以及耗尽数据计算PACK电池包的电池容量，并对PACK电池包进行充电直至充饱；
步骤S44、充电桩基于所述BMS关键数据对PACK电池包的电池容量进行校验。
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