CN114243809A - 民机用高压电池管理系统、民机高压电池管理方法和民用飞机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池管理技术领域，公开一种民机用高压电池管理系统、民机高压电池管理方法和民用飞机。民机用高压电池管理系统包括电池包、多个电池管理单元和电池控制系统，电池包包括多个电池砖，每个电池砖包括多个串联/并联的电池节；每个电池管理单元与每个电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息；电池控制系统与多个电池管理单元通过多个通信通道进行无线连接，以根据多个电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的电池管理单元回传控制指令，电池管理单元根据控制指令控制电池砖，多个通信通道中的至少两个通信通道不同，以能够实现飞机的电池状态的实时监控，满足环保需求的同时也确保了飞机安全。
Description
技术领域
本发明涉及民用飞机的电池管理技术领域，尤其是涉及一种民机用高压电池管理系统，一种民机高压电池管理方法和一种民用飞机。
背景技术
目前，为落实航空业节能、减排、降噪的要求，混动飞机和纯电飞机的需求十分迫切。
本申请人研究发现，由于飞机的特殊性能，使得飞机的用电需求量通常较大，这样，混动飞机或纯电飞机所需电池数量将巨大，例如需要上百万节的电池节，因此，这将导致实时监测数据量大，而飞机数据传输还需满足高精度、低延时、高可靠性要求。
对此，申请人研究发现，采用传统的有线连接通信方式时，机上安装线缆将过多，传输带宽不足，存在单点故障和共模故障隐患，以及高压隔离等问题。
发明内容
针对以上现有技术中存在的至少一些问题，本发明的第一方面提供一种民机用高压电池管理系统，该民机用高压电池管理系统能够实现飞机的电池状态的实时监控，满足环保需求的同时也确保了飞机安全。
为了实现上述目的，本发明提供一种民机用高压电池管理系统，所述民机用高压电池管理系统包括电池包、多个电池管理单元和电池控制系统，所述电池包包括多个电池砖，每个所述电池砖包括多个串联/并联的电池节；每个所述电池管理单元与每个所述电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息；所述电池控制系统与多个所述电池管理单元通过多个通信通道进行无线连接，以根据多个所述电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的所述电池管理单元回传控制指令，所述电池管理单元根据控制指令控制电池砖，其中，多个所述通信通道中的至少两个通信通道不同，也就是，至少两个通信通道满足非相似性设计要求。
在该技术方案中，由于高压电池包包括多个电池砖，每个电池砖包括多个串联/并联的电池节，这样，可以使得该电池包包括数量很多的电池节，例如上百万个锂电池，以使得该电池包能够满足飞机的用电量，另外，由于每个电池管理单元与每个电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息，而电池控制系统与多个电池管理单元通过多个通信通道进行无线连接，以根据多个电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的电池管理单元回传控制指令，而电池管理单元则能够根据控制指令控制电池砖，而多个通信通道中的至少两个通信通道不同，这样，通过使用无线通信技术，可减小飞机体积重量，解决有线通信传输带宽不足故障、单点故障和引线高压隔离问题，并可以延长电池包使用寿命，同时，采用至少两个不同的通信通道，可提高电池管理系统的可靠性。因此，该电池管理系统能够作为飞机的无线高压电池管理系统，实时监控电池状态，满足飞机数据传输的高精度，低延时，高可靠性和非相似性的要求，保障飞机安全。
进一步地，每个所述电池砖的数据信息包括每个电池节的数据信息。
更进一步地，所述电池管理单元能够根据控制指令控制电池砖中对应的电池节。
进一步地，所述数据信息包括电压、电流和温度。
进一步地，所述电池控制系统与每个所述电池管理单元设置相同无线通信单元，相同无线通信单元采用至少两路不同频段的信号进行无线通信，以实现至少两个不同的通信通道。
进一步地，所述电池控制系统与每个所述电池管理单元采用至少两种不同通信设备进行无线通信以实现至少两个不同的通信通道。
进一步地，每个所述电池管理单元包括数据信息采集模块、通信模块和充/放电控制及保护电路，其中，所述数据信息采集模块用于采集数据信息，所述通信模块包括有线通信模块和第一无线通信模块，所述有线通信模块与所述电池砖有线连接，所述第一无线通信模块与所述电池控制系统的第二无线通信模块无线连接，所述充/ 放电控制及保护电路分别用于执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令。
更进一步地，所述数据信息采集模块包括电压采样电路、电流采样电路和温度采样电路，以分别用于采集电池砖的电压、电流和温度。
进一步地，所述电池控制系统包括第二无线通信模块和控制电路，其中，所述第二无线通信模块和各个所述电池管理单元的第一无线通信模块无线连接，所述控制电路能够向各个所述电池管理单元回传控制指令。
更进一步地，所述控制电路执行的控制算法和回传的控制指令包括对电池砖电压、电流和温度的计算与检测、保护检测、SOX估算和充电均衡管理。
进一步地，每个所述电池管理单元与每个所述电池砖通过有线 CAN或TTP通信模块连接；所述电池控制系统与多个所述电池管理单元通过5G通信无线连接。
第二方面，本发明提供一种民机高压电池管理方法，该民机高压电池管理方法包括：提供飞机的电池包，所述电池包包括多个电池砖，每个所述电池砖包括多个串联/并联的电池节；将每个电池管理单元与每个所述电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息；在电池控制系统和多个所述电池管理单元之间实现多个通信通道的无线连接，其中，多个所述通信通道中的至少两个通信通道不同，也就是，至少两个通信通道满足非相似性设计要求；其中，所述电池控制系统根据多个所述电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的所述电池管理单元回传控制指令，所述电池管理单元根据控制指令控制电池砖。
在该技术方案中，由于民机的高压电池包包括多个电池砖，每个电池砖包括多个串联/并联的电池节，这样，可以使得该电池包包括数量很多的电池节，例如上百万个锂电池，以使得该电池包能够满足飞机的用电量，另外，由于每个电池管理单元与每个电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息，而电池控制系统与多个电池管理单元通过多个通信通道进行无线连接，以根据多个电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的电池管理单元回传控制指令，而电池管理单元则能够根据控制指令控制电池砖，而多个通信通道中的至少两个通信通道不同，这样，通过使用无线通信技术，可减小飞机体积重量，解决有线通信传输带宽不足故障、单点故障和引线高压隔离问题，并可以延长电池包使用寿命，同时，采用至少两个不同的通信通道，可提高飞机的电池管理系统的可靠性。因此，该飞机的电池管理方法能够作为飞机的无线高压电池管理方法，实时监控电池状态，满足飞机数据传输的高精度，低延时，高可靠性和非相似性的要求，保障飞机安全。
进一步地，每个所述电池砖的数据信息包括每个电池节的数据信息。
更进一步地，所述电池管理单元能够根据控制指令控制电池砖中对应的电池节。
进一步地，所述数据信息包括电压、电流和温度。
进一步地，所述电池控制系统与每个所述电池管理单元通过相同无线通信单元的至少两路不同频段的信号进行无线通信，以实现至少两个不同的通信通道。
进一步地，所述电池控制系统与每个所述电池管理单元通过至少两种不同通信设备进行无线通信以实现至少两个不同的通信通道。
进一步地，每个所述电池管理单元包括数据信息采集模块、通信模块和充/放电控制及保护电路，其中，所述数据信息采集模块用于采集数据信息，所述通信模块包括有线通信模块和第一无线通信模块，所述有线通信模块与所述电池砖有线连接，所述第一无线通信模块与所述电池控制系统的第二无线通信模块无线连接，所述充/ 放电控制及保护电路分别用于执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令。
进一步地，所述电池控制系统包括第二无线通信模块和控制电路，其中，所述第二无线通信模块和各个所述电池管理单元的第一无线通信模块无线连接，所述控制电路能够向各个所述电池管理单元回传控制指令，其中，所述控制电路执行的控制算法和回传的控制指令包括对电池砖电压、电流和温度的计算与检测、保护检测、 SOX估算和充电均衡管理。
第三方面，本发明提供一种民用飞机，所述民用飞机设置有以上第一方面中任意所述的民机用高压电池管理系统；或者，所述民用飞机能够实施以上第二方面中任意所述的民机高压电池管理方法。
显而易见，在以上单个实施方式中描述的元件或特征可以在其它实施方式中单独或组合使用。
附图说明
在附图中，尺寸和比例不代表实际产品的尺寸和比例。附图仅仅是说明性的，并且为了清楚起见，省略了某些非必要的元件或特征。
图1是示例性示出根据本发明的一种实施方式的民机用高压电池管理系统或民机高压电池管理方法的示意图；
图2是示例性示出根据本发明的一种实施方式的民机用高压电池管理系统或民机高压电池管理方法的流程图。
具体实施方式
接下来将参照附图详细描述本发明的弹性模块及弹性垫。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。
参考图1和图2，本发明第一方面提供的民机用高压电池管理系统用于民用飞机，该民机用高压电池管理系统包括电池包、多个电池管理单元(Battery Management Unit，缩写BMU)和电池控制系统(Battery Control System，缩写BCS)，电池包包括多个电池砖，每个电池砖包括多个串联/并联的电池节；每个电池管理单元与每个电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息；电池控制系统与多个电池管理单元通过多个通信通道进行无线连接，以根据多个电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的电池管理单元回传控制指令，电池管理单元根据控制指令控制电池砖，其中，多个通信通道中的至少两个通信通道不同，也就是，至少两个通信通道满足非相似性设计要求。
在该技术方案中，由于高压电池包包括多个电池砖，每个电池砖包括多个串联/并联的电池节，这样，可以使得该电池包包括数量很多的电池节，例如上百万个锂电池，以使得该电池包能够满足飞机的用电量，另外，由于每个电池管理单元与每个电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息，而电池控制系统与多个电池管理单元通过多个通信通道进行无线连接，以根据多个电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的电池管理单元回传控制指令，而电池管理单元则能够根据控制指令控制电池砖，对电池砖的这种控制包括对电池砖的开关、温度调节、将该电池砖与其他的电池砖隔离等，而多个通信通道中的至少两个通信通道不同，这样，通过使用无线通信技术，可减小飞机体积重量，解决有线通信传输带宽不足故障、单点故障和引线高压隔离问题，并可以延长电池包使用寿命，同时，采用至少两个不同的通信通道，可以避免共模失效隐患，可实现无线通信的多通道冗余备份，可提高电池管理系统的可靠性。因此，该电池管理系统能够作为飞机的无线高压电池管理系统，实时监控电池状态，满足飞机数据传输的高精度，低延时，高可靠性和非相似性的要求，保障飞机安全。
另外，飞机的高压电池包可以包括百万节锂电池，可以将锂电池并联为多个电池砖，再将多个电池砖串联得到多个电池片，并将多个电池片集成得到飞机使用的高压电池包。
另外，在该民机用高压电池管理系统中，一种实施方式中，每个电池管理单元可以接收每个电池砖的整体数据信息，例如，电池控制系统可以检测各个电池砖，当单个或某几个电池砖出现异常时，电池控制系统则通过电池管理单元将出现异常的电池砖隔离，使得出现异常的电池砖并不参与到整体电路中，从而提升了整个电池包控制的可靠性，这对于飞行中的飞机的电池控制尤为重要，也就是，将出现异常的电池砖隔离，基本上并不影响飞行中的飞机对电池包的用电需求。
另外，在可选择的实施例中，每个电池砖的数据信息包括每个电池节的数据信息，这样，各个电池管理单元可以更准确地接收各个电池节的数据信息，以提升各个电池砖的数据信息的准确性。
另外，电池管理单元能够根据控制指令控制电池砖中对应的电池节。这样，单个电池包的每个电池节的数据信息可以通过对应的一个电池管理单元传递到电池控制系统，然后该电池控制系统可以检测各个电池节，当单个电池包的某一个或某几个电池节出现异常时，电池控制系统则通过电池管理单元将出现异常的电池节隔离，使得出现异常的电池节并不参与到整体电路中，从而提升了整个电池包控制的可靠性，这对于飞行中的飞机的电池控制尤为重要，也就是，将出现异常的几节电池节隔离，以进一步减小异常的电池节对电池包整体的影响，使得基本上进一步不影响飞行中的飞机对电池包的用电需求。
另外，在该民机用高压电池管理系统中，数据信息包括多种数据，例如，可以包括各个电池节的电量减少量，比如百分比电量。或者，数据信息可以包括电压、电流和温度，这样，可以更准确地获得各个电池砖，特别是各个电池节的电压、电流和温度，以进一步提升电池砖，特别是各个电池节的可控性和安全性。
另外，在该民机用高压电池管理系统中，至少两个不同的通信通道(也就是至少两个通信通道的非相似性设计要求)可以通过多种方式来实现，比如，一种方式中，电池控制系统与每个电池管理单元设置相同无线通信单元，相同无线通信单元可以为一个或者两个，相同无线通信单元采用至少两路不同频段的信号进行无线通信，以实现至少两个不同的通信通道。这样，至少两路不同频段的信号可以同时进行无线通信，当其中的一路频段出现故障后，其他路频段的信号则继续无线通信，从而确保飞机的电池管理的可靠性和稳定性。或者，另一种方式中，电池控制系统与每个电池管理单元采用至少两种不同通信设备进行无线通信以实现至少两个不同的通信通道。这样，至少两种不同通信设备可以同时进行无线通信，当其中的一种通信设备出现故障后，其他的通信设备则可以继续无线通信，从而确保飞机的电池管理的可靠性和稳定性。
另外，在该电池管理系统中，每个电池管理单元包括数据信息采集模块、通信模块和充/放电控制及保护电路，其中，数据信息采集模块用于采集数据信息，通信模块包括有线通信模块和第一无线通信模块，有线通信模块与电池砖有线连接，第一无线通信模块与电池控制系统的第二无线通信模块无线连接，充/放电控制及保护电路分别用于执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令。这样，每个电池管理单元的数据信息采集电路可以采集其对应的每个电池砖，比如多个电池节的数据信息，并通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线通信传递到电池控制系统，而电池控制系统则监测各个电池砖，并再次通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线通信将控制指令回传到电池管理单元，而电池管理单元的充/放电控制及保护电路则分别能够执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令，保护命令例如可以为将出现异常的电池砖或电池节隔离或断开。
另外，如上所述的，数据信息可以包括多种信息，因此，基于电压、电流和温度，数据信息采集模块包括电压采样电路、电流采样电路和温度采样电路，以分别用于采集电池砖的电压、电流和温度。优选地，电压采样电路、电流采样电路和温度采样电路可以分别用于采集电池砖的各个电池节的电压、电流和温度。
另外，电池控制系统包括第二无线通信模块和控制电路，其中，第二无线通信模块和各个电池管理单元的第一无线通信模块无线连接，控制电路能够向各个电池管理单元回传控制指令。例如，每个电池管理单元的数据信息采集电路可以采集其对应的每个电池砖，比如多个电池节的数据信息，并通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线通信传递到电池控制系统的控制电路，而电池控制系统的控制电路则监测各个电池砖，并再次通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线通信将控制指令回传到电池管理单元，而电池管理单元的充/放电控制及保护电路则分别能够执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令，保护命令例如可以为将出现异常的电池砖或电池节隔离或断开。
另外，控制电路可以基于检测到的各种数据信息对电池砖或每个电池节进行各种控制算法或提供各种控制指令，例如，控制电路执行的控制算法和回传的控制指令包括对电池砖电压、电流和温度的计算与检测、保护检测、SOX(State Of X,电池状态)估算和充电均衡管理。SOX估算可以包括SOC(State of Charge，充电状态)、 SOH(State of Health，健康状态)以及SOP(State Of Power，功率状态)估算。
另外，每个电池管理单元与每个电池砖可以通过任何飞机可以使用的有线连接方式连接，比如通过有线CAN或TTP通信模块连接。另外，电池控制系统与多个电池管理单元通过5G通信无线连接，和 /或可以通过4G通信无线连接。
第二方面，参考图1和图2，本发明提供一种民机高压电池管理方法，民机高压电池管理方法包括：提供飞机的电池包，电池包包括多个电池砖，每个电池砖包括多个串联/并联的电池节；将每个电池管理单元与每个电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息；在电池控制系统和多个电池管理单元之间实现多个通信通道的无线连接，其中，多个通信通道中的至少两个通信通道不同；其中，电池控制系统根据多个电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的电池管理单元回传控制指令，电池管理单元根据控制指令控制电池砖。
在该技术方案中，由于电池包包括多个电池砖，每个电池砖包括多个串联/并联的电池节，这样，可以使得该电池包包括数量很多的电池节，例如上百万个锂电池，以使得该电池包能够满足飞机的用电量，另外，由于每个电池管理单元与每个电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息，而电池控制系统与多个电池管理单元通过多个通信通道进行无线连接，以根据多个电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的电池管理单元回传控制指令，而电池管理单元则能够根据控制指令控制电池砖，而多个通信通道中的至少两个通信通道不同，这样，通过使用无线通信技术，可减小飞机体积重量，解决有线通信传输带宽不足故障、单点故障和引线高压隔离问题，并可以延长电池包使用寿命，同时，采用至少两个不同的通信通道，可以避免共模失效隐患，可实现无线通信的多通道冗余备份，可提高飞机的电池管理系统的可靠性。因此，该飞机的电池管理方法能够作为飞机的无线高压电池管理方法，实时监控电池状态，满足飞机数据传输的高精度，低延时，高可靠性和非相似性的要求，保障飞机安全。
在该民机高压电池管理方法中，每个电池管理单元可以接收每个电池砖的整体数据信息，例如，电池控制系统可以检测各个电池砖，当单个或某几个电池砖出现异常时，电池控制系统则通过电池管理单元将出现异常的电池砖隔离，使得出现异常的电池砖并不参与到整体电路中，从而提升了整个电池包控制的可靠性，这对于飞行中的飞机的电池控制尤为重要，也就是，将出现异常的电池砖隔离，基本上并不影响飞行中的飞机对电池包的用电需求。
另外，在民机高压电池管理方法的可选择的实施例中，每个电池砖的数据信息包括每个电池节的数据信息，这样，各个电池管理单元可以更准确地接收各个电池节的数据信息，以提升各个电池砖的数据信息的准确性。
另外，在该民机高压电池管理方法中，电池管理单元能够根据控制指令控制电池砖中对应的电池节。这样，单个电池包的每个电池节的数据信息可以通过对应的一个电池管理单元传递到电池控制系统，然后该电池控制系统可以检测各个电池节，当单个电池包的某一个或某几个电池节出现异常时，电池控制系统则通过电池管理单元将出现异常的电池节隔离，使得出现异常的电池节并不参与到整体电路中，从而提升了整个电池包控制的可靠性，这对于飞行中的飞机的电池控制尤为重要，也就是，将出现异常的几节电池节隔离，以进一步减小异常的电池节对电池包整体的影响，使得基本上进一步不影响飞行中的飞机对电池包的用电需求。
另外，在该民机高压电池管理方法中，数据信息包括多种数据，例如，可以包括各个电池节的电量减少量，比如百分比电量，或功率。或者，数据信息可以包括电压、电流和温度，这样，可以更准确地获得各个电池砖，特别是各个电池节的电压、电流和温度，以进一步提升电池砖，特别是各个电池节的可控性和安全性。
另外，在该民机高压电池管理方法中，至少两个不同的通信通道可以通过多种方式来实现，比如，一种方式中，电池控制系统与每个电池管理单元通过相同无线通信单元的至少两路不同频段的信号进行无线通信，以实现至少两个不同的通信通道。这样，至少两路不同频段的信号可以同时进行无线通信，当其中的一路频段出现故障后，其他路频段的信号则继续无线通信，从而确保飞机的电池管理的可靠性和稳定性。或者，另一种方式中，电池控制系统与每个电池管理单元通过至少两种不同通信设备进行无线通信以实现至少两个不同的通信通道。这样，至少两种不同通信设备可以同时进行无线通信，当其中的一种通信设备出现故障后，其他的通信设备则可以继续无线通信，从而确保飞机的电池管理的可靠性和稳定性。
另外，在该民机高压电池管理方法中，每个电池管理单元包括数据信息采集模块、通信模块和充/放电控制及保护电路，其中，数据信息采集模块用于采集数据信息，通信模块包括有线通信模块和第一无线通信模块，有线通信模块与电池砖有线连接，第一无线通信模块与电池控制系统的第二无线通信模块无线连接，充/放电控制及保护电路分别用于执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令。这样，每个电池管理单元的数据信息采集电路可以采集其对应的每个电池砖，比如多个电池节的数据信息，并通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线通信传递到电池控制系统，而电池控制系统则监测各个电池砖，并再次通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线通信将控制指令回传到电池管理单元，而电池管理单元的充/放电控制及保护电路则分别能够执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令，保护命令例如可以为将出现异常的电池砖或电池节隔离或断开。
另外，在该民机高压电池管理方法中，电池控制系统包括第二无线通信模块和控制电路，其中，第二无线通信模块和各个电池管理单元的第一无线通信模块无线连接，控制电路能够向各个电池管理单元回传控制指令，例如，每个电池管理单元的数据信息采集电路可以采集其对应的每个电池砖，比如多个电池节的数据信息，并通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线通信传递到电池控制系统的控制电路，而电池控制系统的控制电路则监测各个电池砖，并再次通过第一无线通信模块和第二无线通信模块之间的无线通信将控制指令回传到电池管理单元，而电池管理单元的充/放电控制及保护电路则分别能够执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令，保护命令例如可以为将出现异常的电池砖或电池节隔离或断开。
另外，在该民机高压电池管理方法中，控制电路可以基于检测到的各种数据信息对电池砖或每个电池节进行各种控制算法或提供各种控制指令，例如，控制电路执行的控制算法和回传的控制指令包括对电池砖电压、电流和温度的计算与检测、保护检测、SOX(State Of X,电池状态)估算和充电均衡管理。SOX估算可以包括SOC(State of Charge，充电状态)、SOH(State of Health，健康状态)以及SOP (State Of Power，功率状态)估算。
另外，在该民机高压电池管理方法中，每个电池管理单元与每个电池砖可以通过任何飞机可以使用的有线连接方式连接，比如通过有线CAN或TTP通信模块连接。另外，电池控制系统与多个电池管理单元通过5G通信无线连接，和/或可以通过4G通信无线连接。
第三方面，本发明提供一种民用飞机，该民用飞机设置有以上第一方面中任意所述的民机用高压电池管理系统；或者，该民用飞机能够实施以上第二方面中任意所述的民机高压电池管理方法。
此外，本申请的一种实施方式的民机用高压电池管理系统，民机高压电池管理方法和民用飞机可以实现以下有益效果：
提出的适用于飞机的民机用无线高压电池管理系统，填补了飞机在电池管理方面的技术空白。另外，可以使得飞机的电池节数量达到几百万个数量，因此，采用无线通信方式可以减少机上线缆，大大减小体积重量，这不仅可以解决带宽不足问题，实现对电池的实时监测，还可以解决单点故障问题，实现电池包的灵活重构，并可以解决引线高压隔离问题，提升系统安全性。另外，电池管理单元可以只负责收集电池砖，优选各个电池节反馈的数据信息，由电池控制系统对数据信息进行进一步的计算、检测等操作，这可以简化电池管理单元，充分发挥电池管理单元与电池控制系统之间无线通信的优势。
例如，在图1中，电池管理单元1、2、3...n一对一接收电池砖 1、2、3...n所传递的数据信息。电池控制系统统一收集所有电池管理单元上传的数据信息并对此执行相应的控制算法，以监测电池状态。若电池工作状态正常，则电池控制系统和电池管理单元继续正常工作；而若是电池工作状态出现异常，电池控制系统将会回传相应的保护/管理指令给电池管理单元，由电池管理单元执行保护/管理动作。例如，可以将出现异常的电池砖，例如可以将出现异常的电池节断开、隔离。
本发明的保护范围仅由权利要求限定。得益于本发明的教导，本领域技术人员容易认识到可将本发明所公开结构的替代结构作为可行的替代实施方式，并且可将本发明所公开的实施方式进行组合以产生新的实施方式，它们同样落入所附权利要求书的范围内。
Claims (20)
1.一种民机用高压电池管理系统，其特征在于，包括：
电池包，所述电池包包括多个电池砖，每个所述电池砖包括多个串联/并联的电池节；
多个电池管理单元，每个所述电池管理单元与每个所述电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息；
电池控制系统，所述电池控制系统与多个所述电池管理单元通过多个通信通道进行无线连接，以根据多个所述电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的所述电池管理单元回传控制指令，所述电池管理单元根据控制指令控制电池砖，其中，多个所述通信通道中的至少两个通信通道不同。
2.根据权利要求1所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，每个所述电池砖的数据信息包括每个电池节的数据信息。
3.根据权利要求2所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，所述电池管理单元能够根据控制指令控制电池砖中对应的电池节。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，所述数据信息包括电压、电流和温度。
5.根据权利要求1所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，所述电池控制系统与每个所述电池管理单元设置相同无线通信单元，相同无线通信单元采用至少两路不同频段的信号进行无线通信，以实现至少两个不同的通信通道。
6.根据权利要求1所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，所述电池控制系统与每个所述电池管理单元采用至少两种不同通信设备进行无线通信以实现至少两个不同的通信通道。
7.根据权利要求1所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，每个所述电池管理单元包括数据信息采集模块、通信模块和充/放电控制及保护电路，其中，所述数据信息采集模块用于采集数据信息，所述通信模块包括有线通信模块和第一无线通信模块，所述有线通信模块与所述电池砖有线连接，所述第一无线通信模块与所述电池控制系统的第二无线通信模块无线连接，所述充/放电控制及保护电路分别用于执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令。
8.根据权利要求7所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，所述数据信息采集模块包括电压采样电路、电流采样电路和温度采样电路，以分别用于采集电池砖的电压、电流和温度。
9.根据权利要求1所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，所述电池控制系统包括第二无线通信模块和控制电路，其中，所述第二无线通信模块和各个所述电池管理单元的第一无线通信模块无线连接，所述控制电路能够向各个所述电池管理单元回传控制指令。
10.根据权利要求9所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，所述控制电路执行的控制算法和回传的控制指令包括对电池砖电压、电流和温度的计算与检测、保护检测、SOX估算和充电均衡管理。
11.根据权利要求1所述的民机用高压电池管理系统，其特征在于，每个所述电池管理单元与每个所述电池砖通过有线CAN或TTP通信模块连接；所述电池控制系统与多个所述电池管理单元通过5G通信无线连接。
12.一种民机高压电池管理方法，其特征在于，包括：
提供飞机的电池包，所述电池包包括多个电池砖，每个所述电池砖包括多个串联/并联的电池节；
将每个电池管理单元与每个所述电池砖连接以接收其连接的电池砖反馈的数据信息；
在电池控制系统和多个所述电池管理单元之间实现多个通信通道的无线连接，其中，多个所述通信通道中的至少两个通信通道不同；
其中，所述电池控制系统根据多个所述电池管理单元上传的数据信息统一执行控制算法，并向与计算结果相对应的所述电池管理单元回传控制指令，所述电池管理单元根据控制指令控制电池砖。
13.根据权利要求12所述的民机高压电池管理方法，其特征在于，每个所述电池砖的数据信息包括每个电池节的数据信息。
14.根据权利要求13所述的民机高压电池管理方法，其特征在于，所述电池管理单元能够根据控制指令控制电池砖中对应的电池节。
15.根据权利要求12-14中任意一项所述的民机高压电池管理方法，其特征在于，所述数据信息包括电压、电流和温度。
16.根据权利要求12所述的民机高压电池管理方法，其特征在于，所述电池控制系统与每个所述电池管理单元通过相同无线通信单元的至少两路不同频段的信号进行无线通信，以实现至少两个不同的通信通道。
17.根据权利要求12所述的民机高压电池管理方法，其特征在于，所述电池控制系统与每个所述电池管理单元通过至少两种不同通信设备进行无线通信以实现至少两个不同的通信通道。
18.根据权利要求12所述的民机高压电池管理方法，其特征在于，每个所述电池管理单元包括数据信息采集模块、通信模块和充/放电控制及保护模块，其中，所述数据信息采集模块用于采集数据信息，所述通信模块包括有线通信模块和第一无线通信模块，所述有线通信模块与所述电池砖有线连接，所述第一无线通信模块与所述电池控制系统的第二无线通信模块无线连接，所述充/放电控制及保护模块分别用于执行电池控制系统回传的充电均衡管理命令与保护命令。
19.根据权利要求12所述的民机高压电池管理方法，其特征在于，所述电池控制系统包括第二无线通信模块和控制电路，其中，所述第二无线通信模块和各个所述电池管理单元的第一无线通信模块无线连接，所述控制电路能够向各个所述电池管理单元回传控制指令，其中，所述控制电路执行的控制算法和回传的控制指令包括对电池砖电压、电流和温度的计算与检测、保护检测、SOX估算和充电均衡管理。
20.一种民用飞机，其特征在于，所述民用飞机设置有权利要求1-11中任意一项所述的民机用高压电池管理系统；
或者，
所述民用飞机能够实施权利要求12-19中任意一项所述的民机高压电池管理方法。
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