CN114347859A - 一种离线均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离线均衡方法，包括：预先在电池管理系统BMS中设置定时唤醒时间，在整车下电后开始计时，当计时达到设置的定时唤醒时间后，唤醒电池管理系统主机，电池管理系统唤醒后首先进入自检程序，若自检不通过，则电池管理系统下电休眠；若自检通过，则进入均衡步骤，在均衡步骤中满足均衡判断条件后对动力电池进行均衡。本发明的优点在于：设置的定时启动，BMS在车辆下电后自动启动并判断是否需要进入均衡，当条件满足后，可以在车辆下电后实现较长时间的均衡，从而使得均衡效果更好，同时由于均衡是车辆下电后进行的，不会影响用户的正常使用。

Description

一种离线均衡方法

技术领域

本发明涉及电动汽车动力电池均衡启动控制领域，特别涉及一种可以自启动的离线均衡方法。

背景技术

目前电动物流车动力电池系统采用被动均衡较多。被动均衡采用的能量耗散型电路较为简单，成本较低，但是能耗较大，均衡速度慢，效率低，且电阻散热会影响系统正常运行，因此被动均衡开启条件设置的较为苛刻，均衡时间有限，均衡效果不明显。更重要的是，电池管理系统下电休眠后，也不会触发均衡，更加突出被动均衡的局限性，均衡效果亦是不明显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种离线均衡方法，主要研究在电池管理系统休眠的情况下，电池管理系统内部采集芯片自唤醒开启被动均衡，同时为了防止出现蓄电池亏电，电池管理系统自唤醒后同时检测蓄电池电压，必要时启动智能补电。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种离线均衡方法，包括：预先在电池管理系统BMS中设置定时唤醒时间，在整车下电后开始计时，当计时达到设置的定时唤醒时间后，唤醒电池管理系统主机，电池管理系统唤醒后首先进入自检程序，若自检不通过，则电池管理系统下电休眠；若自检通过，则进入均衡步骤，在均衡步骤中满足均衡判断条件后对动力电池进行均衡。

在自检程序中，若电池管理系统硬件故障、单体温度异常、电压异常中任一条件满足，则自检不通过，否则自检通过。

均衡判断条件为静置压差大于10mv且当最低单体电压查表静置SOC大于20％，当满足该条件后对动力电池进行均衡。

对动力电池进行均衡包括：控制动力电池的均衡电路开启，使得电压最低的电池单体与最低单体压差大于10mv的所有单体之间的均衡。

在BMS启动对动力电池的均衡过程中，采集蓄电池的电压信号，判断蓄电池是否需要进行补电；并在判断需要补电后暂停动力电池均衡，启动补电步骤。

判断蓄电池是否需要补电包括：将采集的蓄电池电压与设置的补电电压阈值比较，当采集的蓄电池电压小于补电电压阈值时，判断需要进行补电。

在开启补电步骤后，当蓄电池电压大于补电电压阈值后，停止补电步骤，恢复动力电池均衡，继续对动力电池进行均衡，直至不满足均衡条件，均衡完成。

在电池管理系统BMS启动开始后时间达到4小时或者动力电池启动均衡至不满足均衡条件时或者在均衡中进入补电且补电完成、动力电池均衡完成，任一条件满足后，电池管理系统BMS进入休眠。

补电步骤包括：

(1)、检测蓄电池电压，当蓄电池电压小于补电电压阈值时发送智能补充请求信号至VCU，电池管理系统检测到动力电池SOC大于设定SOC阈值时进入智能补电，在补电过程中若检测到动力电池SOC小于SOC设定值或检测到充电口插枪信号则停止智能补电请求；

(2)、接收VCU发送的允许智能补电信号：BMS闭合主负、预充继电器进行预充，预充结束后闭合主正、断开预充继电器并反馈继电器状态至VCU；

(3)、每次智能补电时间＞智能补电时间阈值则发送智能补电信号请求停止补电到VCU；VCU接收到请求信号后发送的停止补电信号至BMS；

(4)、BMS检测停止补电，断开主负、主正继电器。

本发明的优点在于：设置的定时启动，BMS在车辆下电后自动启动并判断是否需要进入均衡，当条件满足后，可以在车辆下电后实现较长时间的均衡，从而使得均衡效果更好，同时由于均衡是车辆下电后进行的，不会影响用户的正常使用，而且在均衡过程中自动对蓄电池进行智能补电，防止蓄电池的亏电造成的整车使用的影响，既保证了均衡效果又解决了长时间停放可能造成的蓄电池的亏电现象。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明均衡方法流程图；

图2为本发明智能补电流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

实施例1：一种离线均衡方法，包括：预先在电池管理系统BMS中设置定时唤醒时间，在整车下电后开始计时，当计时达到设置的定时唤醒时间后，唤醒电池管理系统主机，电池管理系统唤醒后首先进入自检程序，若自检不通过，则电池管理系统下电休眠；若自检通过，则进入均衡步骤，在均衡步骤中满足均衡判断条件后对动力电池进行均衡。

在自检程序中，若电池管理系统硬件故障、单体温度异常、电压异常中任一条件满足，则自检不通过，否则自检通过。在定时启动后，如果直接BMS启动当有温度故障、电压故障等现象时，会造成一定风险，因此设置自检程序流程。温度异常是指超出预先设置的温度正常范围值，电压异常是指电池电压异常超出正常范围值。

均衡判断条件为静置压差大于10mv且当最低单体电压查表静置SOC大于20％，当满足该条件后对动力电池进行均衡。在BMS自检合格后即可进行均衡条件的判断，来确认是否需要均衡，当电池的状态良好不需要均衡则不进行均衡，直接结果后休眠。当检测到静置压差大于10mv且当最低单体电压查表静置SOC大于20％，则说明动力电池中电池单体之间最大的压差超过了10mV且最低电池单体的SOC大于20％，此时需要进行均衡，来消除各电池单体之间的差距，对动力电池进行均衡包括：控制动力电池的均衡电路开启，使得电压最低的电池单体与最低单体压差大于10mv的所有单体之间的均衡。直至均衡条件不满足后，结束均衡BMS重新进入休眠状态；或者当均衡过程中检测到蓄电池电压过低，需要补电，此时暂停后进入补电，补电结束后继续进入均衡，直至均衡条件不满足后结束均衡或者均衡时间大于4小时时也结束，当任一条件满足则结束均衡，进入休眠。

智能补电是指在BMS启动对动力电池的均衡过程中，采集蓄电池的电压信号，判断蓄电池是否需要进行补电；并在判断需要补电后暂停动力电池均衡，启动补电步骤。判断蓄电池是否需要补电包括：将采集的蓄电池电压与设置的补电电压阈值比较，当采集的蓄电池电压小于补电电压阈值时，判断需要进行补电。

在开启补电步骤后，当蓄电池电压大于补电电压阈值后，停止补电步骤，恢复动力电池均衡，继续对动力电池进行均衡，直至不满足均衡条件，均衡完成或者时间大于设定的均衡时间4小时。

本申请以在电池管理系统BMS启动开始后时间达到4小时或者动力电池启动均衡至不满足均衡条件时或者在均衡中进入补电且补电完成、动力电池均衡完成，任一条件满足后，电池管理系统BMS进入休眠。

补电步骤包括：

(1)、检测蓄电池电压，当蓄电池电压小于补电电压阈值时发送智能补充请求信号至VCU，电池管理系统检测到动力电池SOC大于设定SOC阈值时进入智能补电，在补电过程中若检测到动力电池SOC小于SOC设定值或检测到充电口插枪信号则停止智能补电请求；

(2)、接收VCU发送的允许智能补电信号：BMS闭合主负、预充继电器进行预充，预充结束后闭合主正、断开预充继电器并反馈继电器状态至VCU；

(3)、每次智能补电时间＞智能补电时间阈值则发送智能补电信号请求停止补电到VCU；VCU接收到请求信号后发送的停止补电信号至BMS；

(4)、BMS检测停止补电，断开主负、主正继电器。

实施例2：

本发明主要研究在电池管理系统休眠的情况下，电池管理系统内部采集芯片自唤醒开启被动均衡，为防止出现蓄电池亏电，电池管理系统自唤醒后同时检测蓄电池电压，必要时启动智能补电。

在系统先下电前设置1h定时唤醒，确保电池完全静止，静止压差以及SOC可信，较准确的开启均衡。整车下电后休眠1h唤醒主机，而后电池管理系统进行自检，若电池管理系统自检未通过，如电池管理系统硬件故障、单体温度、电压等出现故障，则不允许休眠均衡，此时走下电休眠流程。自检通过，进行均衡以及补电处理。

离线均衡判断条件为静置压差大于10mv且当最低单体电压查表静置SOC大于20％，满足条件则开启与最低单体压差大于10mv的所有单体均衡，当最低单体电压查表静置SOC小于20％时则不允许均衡。在均衡过程中需要判断蓄电池电压，判断是否需要开启智能补电，当蓄电池电压小于11.5V时，开启智能补电。

当离线均衡超过4h后停止均衡，电池管理系统进入休眠，整个离线均衡流程结束。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明亮点为当整车处于休眠，特别是电池管理系统处于休眠情况下，被动均衡无法开启，因此均衡开启的前提为电池管理系统处于唤醒状态，即在放电行驶和充电过程中均衡开启，均衡时间有限，在电池一致性差异较大情况下，短时间均衡其效果并不明显，因此在整车休眠的时间电池管理系统自唤醒开启均衡，同时以防亏电，电池管理系统自唤醒后检测蓄电池电压，必要时启动智能补电，保证有充足的时间均衡一致性差的单体电池，增强均衡效果，具有较好的实用性优势。

在系统先下电前设置1h定时唤醒，确保电池完全静止，静止压差以及SOC可信，较准确的开启均衡。整车下电后休眠1h唤醒主机，而后电池管理系统进行自检，若电池管理系统自检未通过，如电池管理系统硬件故障、单体温度、电压等出现故障，则不允许休眠均衡，此时走下电休眠流程。自检通过，进行均衡以及补电处理。

离线均衡判断条件为静置压差大于10mv且当最低单体电压查表静置SOC大于20％，满足条件则开启与最低单体压差大于10mv的所有单体均衡，当最低单体电压查表静置SOC小于20％时则不允许均衡。在均衡过程中需要判断蓄电池电压，判断是否需要开启智能补电，当蓄电池电压小于11.5V时，开启智能补电。

当离线均衡超过4h后停止均衡，电池管理系统进入休眠，整个离线均衡流程结束。

如图2所示补电过程，

1、离线均衡过程中，检测蓄电池电压＜11.5V时发送智能补充请求信号BMS_SmaChrgReq，SOC＞5％时进入智能补电，在补电过程中若SOC≤5％或检测到插枪信号则停止智能补电请求；

2、接收VCU发送的允许智能补电信号VCU_stSmartCharge：allow闭合主负、预充继电器进行预充，预充结束后闭合主正、断开预充继电器并反馈继电器状态至VCU；

3、每次智能补电时间为0.5h，若补电＞0.5h发送智能补电信号请求停止补电BMS_SmaChrgReq到VCU；

4、接收VCU发送的停止补电信号VCU_stSmartCharge:notallow；

5、当母线电流＜1A时断开主负、主正继电器，停止补电。

显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离线均衡方法，其特征在于：包括：预先在电池管理系统BMS中设置定时唤醒时间，在整车下电后开始计时，当计时达到设置的定时唤醒时间后，唤醒电池管理系统主机，电池管理系统唤醒后首先进入自检程序，若自检不通过，则电池管理系统下电休眠；若自检通过，则进入均衡步骤，在均衡步骤中满足均衡判断条件后对动力电池进行均衡。

2.如权利要求1所述的一种离线均衡方法，其特征在于：在自检程序中，若电池管理系统硬件故障、单体温度异常、电压异常中任一条件满足，则自检不通过，否则自检通过。

3.如权利要求1所述的一种离线均衡方法，其特征在于：均衡判断条件为静置压差大于10mv且当最低单体电压查表静置SOC大于20％，当满足该条件后对动力电池进行均衡。

4.如权利要求3所述的一种离线均衡方法，其特征在于：对动力电池进行均衡包括：控制动力电池的均衡电路开启，使得电压最低的电池单体与最低单体压差大于10mv的所有单体之间的均衡。

5.如权利要求1-4任一所述的一种离线均衡方法，其特征在于：在BMS启动对动力电池的均衡过程中，采集蓄电池的电压信号，判断蓄电池是否需要进行补电；并在判断需要补电后暂停动力电池均衡，启动补电步骤。

6.如权利要求5所述的一种离线均衡方法，其特征在于：判断蓄电池是否需要补电包括：将采集的蓄电池电压与设置的补电电压阈值比较，当采集的蓄电池电压小于补电电压阈值时，判断需要进行补电。

7.如权利要求6所述的一种离线均衡方法，其特征在于：在开启补电步骤后，当蓄电池电压大于补电电压阈值后，停止补电步骤，恢复动力电池均衡，继续对动力电池进行均衡，直至不满足均衡条件，均衡完成。

8.如权利要求1-7任一所述的一种离线均衡方法，其特征在于：在电池管理系统BMS启动开始后时间达到4小时或者动力电池启动均衡至不满足均衡条件时或者在均衡中进入补电且补电完成、动力电池均衡完成，任一条件满足后，电池管理系统BMS进入休眠。

9.如权利要求5所述的一种离线均衡方法，其特征在于：补电步骤包括：

(1)、检测蓄电池电压，当蓄电池电压小于补电电压阈值时发送智能补充请求信号至VCU，电池管理系统检测到动力电池SOC大于设定SOC阈值时进入智能补电，在补电过程中若检测到动力电池SOC小于SOC设定值或检测到充电口插枪信号则停止智能补电请求；

(2)、接收VCU发送的允许智能补电信号：BMS闭合主负、预充继电器进行预充，预充结束后闭合主正、断开预充继电器并反馈继电器状态至VCU；

(3)、每次智能补电时间＞智能补电时间阈值则发送智能补电信号请求停止补电到VCU；VCU接收到请求信号后发送的停止补电信号至BMS；

(4)、BMS检测停止补电，断开主负、主正继电器。

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