CN116278958B - 动力电池管理系统和储能装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种动力电池管理系统和储能装置，其中，动力电池管理系统包括动力电池系统，其中，所述动力电池系统包括BMS主从板、继电器、反激DCDC电路；所述反激DCDC电路与BMS主从板电性连接，并与所述动力电池电性连接，用于将所述动力电池输出的高压直流电转化为12V低压直流电，并向所述BMS主从板和所述继电器持续提供12V低压直流电。本申请能够通过动力电池自供电来实现BMS系统全时在线监测，进而使BMS系统无需依靠外部电源。同时，本申请还具有无需额外的通信及辅助供电接口，大大减少接插件数量，可提高接插件的工作可靠性等优点。

Description

动力电池管理系统和储能装置

技术领域

本申请涉及电池管理技术领域，具体而言，涉及一种动力电池管理系统和储能装置。

背景技术

专利号为CN210897531U的专利申请公开一种新型低压蓄电池补电监控器，其依靠12V蓄电池为动力电池BMS系统供电，同时系统监测12V蓄电池的电压，当其电压低于一定阈值时唤醒整车，驱动整车上高压后使用车载DCDC模块将动力电池的高压直流电转化为低压直流电为12V蓄电池充电，直到12V蓄电池电量高于一定阈值后驱动整车下高压回到休眠状态。

然而，上述方案存在以下缺点：首先，动力电池作为一个储能装置，却无法为自身的BMS系统供电，还需要依靠外部12V蓄电池供电才能正常工作，整个系统驱动链过于冗长，受外界因素干扰较大，且为12V蓄电池补电时需要唤醒整车上高压，对于动力电池的电量消耗较大。其次，在上述方案中，动力电池BMS系统需要依靠动力电池外部的电源供电才能正常工作，若外部电源出现中断，如12V蓄电池接线端子被拆卸、12V蓄电池亏电、动力电池被从车身上拆下等，则动力电池BMS系统会失去供电从而停止工作，导致电池SOC、SOH等需要连续监测的重要参数计算中断，影响用户体验，且此时动力电池系统会处于无法监测和唤醒的危险状态。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种动力电池管理系统和储能装置，用以通过动力电池自供电来实现BMS系统全时在线监测，进而使BMS系统无需依靠外部电源。

第一方面，本发明提供一种动力电池管理系统，动力电池管理系统包括动力电池系统，其中，动力电池系统包括BMS主从板、继电器、反激DCDC电路；

反激DCDC电路与BMS主从板电性连接，并与动力电池电性连接，用于将动力电池输出的高压直流电转化为12V低压直流电，并向BMS主从板和继电器持续提供12V低压直流电。

在本申请实施例中，通过反激DCDC电路能够将动力电池输出的高压直流电转化为12V低压直流电，从而向BMS主从板、继电器持续提供12V低压直流电，最终使得BMS主从板、继电器在不需要依赖外部电源供电的情况下，持续工作。

本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，动力电池管理系统还包括整车系统，整车系统包括整车控制单元、第一无线通信模块，动力电池系统包括第二无线通信模块， BMS主从板通过第一无线通信模块与第二无线通信模块的通信连接，与整车控制单元通信；

以及，动力电池系统还包括高压供电接口，动力电池通过高压供电接口向整车系统供电。

在本可选的实施方式中，动力电池还可以通过高压供电接口向整车系统供电，另一方面，BMS主从板通过第一无线通信模块与第二无线通信模块的通信连接，能够与整车控制单元通信连接，这样一来，可以实现只需引出高压供电接口，而无需额外的通信及辅助供电接口，大大减少接插件数量，提高接插件的工作可靠性。

在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，动力电池管理系统还包括整车系统，整车系统包括整车控制单元，整车控制单元基于有线通信方式与BMS主从板通信连接；

以及，动力电池系统还包括高压供电接口、通信接口，整车控制单元基于通信接口与BMS主从板通信连接，动力电池通过高压供电接口向整车系统供电；

以及，动力电池系统还包括还12V辅助电源接口，整车系统还包括外部蓄电池，外部蓄电池与整车控制单元电性连接并向整车控制单元供电，外部蓄电池通过12V辅助电源接口与继电器和BMS主从板电性连接，用于向继电器和BMS主从板供电。

在本可选的实施方式，BMS主从板可以通过有线通信方式与整车控制单元通信连接，并且动力电池可通过高压供电接口向整车系统供电，进一步地，外部蓄电池可通过12V辅助电源接口向BMS主从板和继电器供电，这样一来，BMS主从板和继电器有双电源供电，从而能够通过双电源，提高供电稳定性。

在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，整车系统还包括车载大功率DCDC模块，车载大功率DCDC模块与动力电池系统电性连接，并与外部蓄电池电性连接，车载大功率DCDC模块用于在整车上高压状态下启动，并向外部蓄电池提供12V低压直流电。

在本可选的实施方式中，车载大功率DCDC模块能够在整车上高压状态下启动，进而在整车上高压状态下为外部蓄电池提供12V低压直流电，以对外部蓄电进行充电。

在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，车载大功率DCDC模块还用于在整车下高压状态下停止工作。

本可选的实施方式可通过车载大功率DCDC模块在在整车下高压状态下停止工作，停止向外部蓄电池供电，从而避免动力电池持续向外部蓄电池供电

在可选的实施方式中，整车系统还包括分电盒，分电盒通过高压供电接口与继电器电性连接，分电盒还与车载大功率DCDC模块电性连接。

在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式， BMS主从板还用于向反激DCDC电路输出第一控制信号，其中，第一控制信号在整车上高压时产生，反激DCDC电路接收到第一控制信号后进入休眠状态。

本可选的实施方式可通过第一控制信号，使激DCDC电路接收到第一控制信号后进入休眠状态，这样一来，能够在整车上高压时，使动力电池停止向BMS主从板和继电器供电，而采用外部蓄电池供电，进而在整车上高压时，仅保留一个电源。同时，外部蓄电池在整车上高压时，由于车载大功率DCDC模块为外部蓄电池充电，因此，外部蓄电池不会出现亏电，因此，在整车上高压状态下使用外部蓄电池向BMS主从板和继电器供电，可避免BMS主从板和继电器的供电中断。

在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式， BMS主从板还用于向反激DCDC电路输出第二控制信号，其中，第二控制信号在整车下高压时产生，反激DCDC电路接收到第二控制信号后进入工作状态。

本可选的实施方式中能够在整车下高压时，通过第二控制信号，唤醒反激DCDC电路，从而切换至反激DCDC电路向BMS主从板和继电器供电。

在可选的实施方式中，有线通信方式为CAN总线通信。

第二方面，本发明提供一种储能装置，储能装置包括如前述实施方式任一项的动力电池管理系统。

由于本申请第二方面的储能装置具有本申请第一方面的动力电池管理系统，因此其具有本申请第一方面的动力电池管理系统具有的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种实现方式，具体为BMS主从板与整车控制单元之间采用有线通信，动力电池具有高压电源接口、通信接口及辅助供电接口；

图2为本申请实施例提供的另一种实现方式，具体为BMS主从板与整车控制单元之间采用无线通信，动力电池具有高压电源接口，不具有通信接口及辅助供电接口。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

实施例一

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种动力电池管理系统的框架示意图。如图1所示，动力电池管理系统包括动力电池系统，其中，动力电池系统包括BMS主从板、继电器、反激DCDC电路(图1中用反激DCDC电源表示)，具体地，反激DCDC电路与BMS主从板电性连接，并与动力电池电性连接，用于将动力电池输出的高压直流电转化为12V低压直流电，并向BMS主从板和继电器持续提供12V低压直流电。

在本申请实施例中，通过反激DCDC电路能够将动力电池输出的高压直流电转化为12V低压直流电，从而向BMS主从板、继电器持续提供12V低压直流电，最终使得BMS主从板、继电器在不需要依赖外部电源供电的情况下，持续工作。需要说明的是，动力电池相比外部电源而言，其存储的电能更充足且更稳定，不会受外部电源中断的影响，这样一来，采用动力电池向继电器和BMS主从板供电，可确保继电器和BMS主从板持续工作，即确保继电器和BMS主从板保持24小时工作。

在本申请实施例中，反激DCDC电路是指反激(flyback)变换器，属于开关电源的一种拓扑结构，其特点为输入输出端相互隔离，其中，反激DCDC电路能够将动力电池输出的高压直流电转化为12V低压直流电，其中，动力电池输出的高压直流电一般是指200-1000V的直流电。

在本申请实施例中，BMS主从板包括了BMS主板和BMS从板，其中，BMS主板用于电池包内的高压端电压采样，同时收集来自各从板的采样信息，通过低压电气接口与整车进行通讯，控制BDU内的继电器动作，实时监控电池的各项状态，保证电池在充放电过程中的安全使用；BMS从板具备电池均衡功能，用于监控电芯的单体电压、单体温度、导电铜排电流、导电铜排温度等信息，并将信息传输给主板，从板与主板的通讯方式通常是CAN通讯或者菊花链通讯。

本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，请参阅图2，图2是本申请实施例公开的另一种动力电池管理系统的框架示意图。如图2所示，动力电池管理系统还包括整车系统，其中，整车系统包括整车控制单元、第一无线通信模块，相应地，动力电池系统包括第二无线通信模块，进而BMS主从板通过第一无线通信模块与第二无线通信模块的通信连接，与整车控制单元通信，以及，动力电池系统还包括高压供电接口，动力电池通过高压供电接口向整车系统供电。

在本可选的实施方式中，动力电池还可以通过高压供电接口向整车系统供电，另一方面，BMS主从板通过第一无线通信模块与第二无线通信模块的通信连接，能够与整车控制单元通信连接，这样一来，可以实现只需引出高压供电接口，而无需额外的通信及辅助供电接口，大大减少接插件数量，提高接插件的工作可靠性。

在上述可选的实施方式中，具体地，高压供电接口包括了高压正极供电接口、高压负极供电接口以及快充正极供电接口、快充负极供电接口。

在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，如图1所示，动力电池管理系统还包括整车系统，整车系统包括整车控制单元，整车控制单元基于有线通信方式与BMS主从板通信连接；以及，动力电池系统还包括高压供电接口、通信接口，整车控制单元基于通信接口与BMS主从板通信连接，动力电池通过高压供电接口向整车系统供电，另一方面，动力电池系统还包括还12V辅助电源接口，整车系统还包括外部蓄电池，外部蓄电池与整车控制单元电性连接并向整车控制单元供电，外部蓄电池通过12V辅助电源接口与继电器和BMS主从板电性连接，用于向继电器和BMS主从板供电。

在本可选的实施方式，BMS主从板可以通过有线通信方式与整车控制单元通信连接，并且动力电池可通过高压供电接口向整车系统供电，进一步地，外部蓄电池可通过12V辅助电源接口向BMS主从板和继电器供电，这样一来，BMS主从板和继电器有双电源供电，从而能够通过双电源，提高供电稳定性，例如，当动力电池支持快换模式，且在动力电池被拆卸下来时，可通过外部蓄电池向BMS主从板和继电器供电，从而能够确保在动力电池被拆卸状态下，BMS主从板和继电器依然能够得到供电。

在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，整车系统还包括车载大功率DCDC模块（在图1和图2中，车载大功率DCDC模块用车载大功率DCDC电源表示），车载大功率DCDC模块与动力电池系统电性连接，并与外部蓄电池电性连接，车载大功率DCDC模块用于在整车上高压状态下启动，并向外部蓄电池提供12V低压直流电。

在本可选的实施方式中，车载大功率DCDC模块能够在整车上高压状态下启动，进而在整车上高压状态下为外部蓄电池提供12V低压直流电，以对外部蓄电进行充电。

在本可选的实施方式中，车载大功率DCDC模块是一种降压(buck)电路，其中，该降压(buck)电路能够将高压直流电转化为12V低压直流电，从而向外部蓄电池供电。

在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，车载大功率DCDC模块还用于在整车下高压状态下停止工作。

本可选的实施方式可通过车载大功率DCDC模块在在整车下高压状态下停止工作，停止向外部蓄电池供电，从而避免动力电池持续向外部蓄电池供电

在可选的实施方式中，整车系统还包括分电盒，分电盒通过高压供电接口与继电器电性连接，分电盒还与车载大功率DCDC模块电性连接。

在本申请第一方面中，作为一种可选的实施方式，BMS主从板还用于向反激DCDC电路输出第一控制信号，其中，第一控制信号在整车上高压时产生，反激DCDC电路接收到第一控制信号后进入休眠状态。

本可选的实施方式可通过第一控制信号，使激DCDC电路接收到第一控制信号后进入休眠状态，这样一来，能够在整车上高压时，使动力电池停止向BMS主从板和继电器供电，而采用外部蓄电池供电，进而在整车上高压时，仅保留一个电源。同时，外部蓄电池在整车上高压时，由于车载大功率DCDC模块为外部蓄电池充电，因此，外部蓄电池不会出现亏电，因此，在整车上高压状态下使用外部蓄电池向BMS主从板和继电器供电，可避免BMS主从板和继电器的供电中断。

在本申请实施例中，作为一种可选的实施方式，BMS主从板还用于向反激DCDC电路输出第二控制信号，其中，第二控制信号在整车下高压时产生，反激DCDC电路接收到第二控制信号后进入工作状态。

本可选的实施方式中能够在整车下高压时，通过第二控制信号，唤醒反激DCDC电路，从而切换至反激DCDC电路向BMS主从板和继电器供电。

在可选的实施方式中，有线通信方式为CAN总线通信。采用CAN总线通信，能够提高通信稳定性。

实施例二

本申请实施例提供一种储能装置，储能装置包括如前述实施方式任一项的动力电池管理系统。

由于本申请实施例的储能装置具有本申请第一方面的动力电池管理系统，因此其具有本申请实施例的动力电池管理系统具有的所有优点。例如，通过反激DCDC电路能够将动力电池输出的高压直流电转化为12V低压直流电，从而向BMS主从板、继电器持续提供12V低压直流电，最终使得BMS主从板、继电器在不需要依赖外部电源供电的情况下，持续工作。需要说明的是，动力电池相比外部电源而言，其存储的电能更充足且更稳定，不会受外部电源中断的影响，这样一来，采用动力电池向继电器和BMS主从板供电，可确保继电器和BMS主从板持续工作，即确保继电器和BMS主从板保持24小时工作。

在本申请实施例中，储能装置包括但不限于电网储能系统上的储能装置、新能源车辆上的储能装置、新能源船舶上的储能装置、新能源飞行器上的储能装置。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

需要说明的是，功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种动力电池管理系统，其特征在于，所述动力电池管理系统包括动力电池系统，其中，所述动力电池系统包括BMS主从板、继电器、反激DCDC电路；

所述反激DCDC电路与BMS主从板电性连接，并与所述动力电池电性连接，用于将所述动力电池输出的高压直流电转化为12V低压直流电，并向所述BMS主从板和所述继电器持续提供12V低压直流电；

以及，所述BMS主从板还用于向所述反激DCDC电路输出第一控制信号，其中，所述第一控制信号在整车上高压时产生，所述反激DCDC电路接收到所述第一控制信号后进入休眠状态；

以及，所述BMS主从板还用于向所述反激DCDC电路输出第二控制信号，其中，所述第二控制信号在整车下高压时产生，所述反激DCDC电路接收到所述第二控制信号后进入工作状态；

以及，所述动力电池系统还包括12V辅助电源接口，所述动力电池管理系统还包括整车系统，所述整车系统包括外部蓄电池和整车控制单元，所述外部蓄电池与所述整车控制单元电性连接并向所述整车控制单元供电，所述外部蓄电池通过所述12V辅助电源接口与所述继电器和所述BMS主从板电性连接，用于向所述继电器和所述BMS主从板供电。

2.如权利要求1所述的动力电池管理系统，其特征在于，所述整车系统还包括第一无线通信模块，所述动力电池系统包括第二无线通信模块，所述BMS主从板通过所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块的通信连接，与所述整车控制单元通信；

以及，所述动力电池系统还包括高压供电接口，所述动力电池通过所述高压供电接口向所述整车系统供电。

3.如权利要求1所述的动力电池管理系统，其特征在于，所述动力电池管理系统还包括整车系统，所述整车系统包括整车控制单元，所述整车控制单元基于有线通信方式与所述BMS主从板通信连接；

以及，所述动力电池系统还包括高压供电接口、通信接口，所述整车控制单元基于所述通信接口与所述BMS主从板通信连接，所述动力电池通过所述高压供电接口向所述整车系统供电。

4.如权利要求3所述的动力电池管理系统，其特征在于，所述整车系统还包括车载大功率DCDC模块，所述车载大功率DCDC模块与所述动力电池系统电性连接，并与所述外部蓄电池电性连接，所述车载大功率DCDC模块用于在整车上高压状态下启动，并向所述外部蓄电池提供12V低压直流电。

5.如权利要求4所述的动力电池管理系统，其特征在于，所述车载大功率DCDC模块还用于在整车下高压状态下停止工作。

6.如权利要求4所述的动力电池管理系统，其特征在于，所述整车系统还包括分电盒，所述分电盒通过所述高压供电接口与所述继电器电性连接，所述分电盒还与所述车载大功率DCDC模块电性连接。

7.如权利要求3所述的动力电池管理系统，其特征在于，所述有线通信方式为CAN总线通信。

8.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置包括如权利要求1-7任一项所述的动力电池管理系统。