CN117944515A - 基于bms车辆馈电预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及BMS技术领域，本发明为基于BMS车辆馈电预警系统，包括管理中心，所述管理中心通信连接有服务模块、数据采集模块、漏电检测模块、馈电预警模块、馈电处理模块；所述服务模块用于获取车辆历史使用数据；所述数据采集模块用于实时监测电池的电压、电流以及温度，并生成实时监测数据；所述漏电监测模块用于对电池进行漏电检测并生成漏电监测数据；所述馈电预警模块用于进行电池剩余容量的计算，并报告电池劣化程度和剩余容量状态，同时根据电池的电压电流以及温度用算法计算出最大行驶里程所需最大控制输出功率；所述馈电处理模块对发生馈电的车辆进行相应处理，本发明方便对车辆进行馈电监测，减少车辆事故发生，使馈电问题得到及时处理。
Description
技术领域
本发明涉及BMS技术领域，具体为基于BMS车辆馈电预警系统。
背景技术
BMS电池管理系统（BATTERY MANAGEMENT SYSTEM）俗称电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。
车辆由于受到运行道路环境及驾驶员操作影响，以及车辆运行状态会随时发生变化，同时电池放电电流也会随之变化，从而损坏高压用电设备严重影响电池寿命，容易发生馈电，而车主不能及时发现馈电并且及时处理馈电，而车主从接收馈电反馈到进行馈电处理的过程存在延时性，容易造成车辆电池发生损坏，存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供基于BMS车辆馈电预警系统，以解决现上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为基于BMS车辆馈电预警系统，包括管理中心，
所述管理中心通信连接有服务模块、数据采集模块、漏电检测模块、馈电预警模块、馈电处理模块；
所述服务模块用于获取车辆历史使用数据；
所述数据采集模块用于实时监测电池的电压、电流以及温度，并生成实时监测数据；
所述漏电监测模块用于对电池进行漏电检测并生成漏电监测数据；
所述馈电预警模块用于进行电池剩余容量的计算，并报告电池劣化程度和剩余容量状态，同时根据电池的电压电流以及温度用算法计算出最大行驶里程所需最大控制输出功率；
所述馈电处理模块对发生馈电的车辆进行相应处理。
优选的：所述服务模块辆历史使用数据过程为用户进行个人信息身份验证后，向管理中心发出申请，调取用户对应车辆的历史使用数据库。
优选的：所述数据采集模块通过传感器进行电池的电压、电流以及温度进行实时监测，其中，温度监测包括单体温度和冷却监控温度，冷却监控温度包括液冷输入输出温度和风冷输入输出温度，电压监测包括单体电压、模块电压和电池包电压的监测，电流监测包括大电流量程和小电流量程的监测。
优选的：所述漏电监测模块对电池进行漏电监测并生成漏电监测数据，发送至馈电预警模块。
优选的：所述馈电预警模块通过安时积分法和扩展卡尔曼滤波算法进行电池剩余容量的表征，并结合修正策略。
优选的：所述馈电预警模块的修正策略包括开路电压修正、充满修正、充电末端修正、不同温度以及电池容量修正。
优选的：所述馈电处理模块包括主动均衡模式和被动均衡模式，且管理中心通过CAN总线接口与其他各模块通信连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过BMS技术对车辆不同状态下充放电数据和不同状态持续时间数据进行采集，更快的让车主了解到车辆发生馈电，分级预警可以让车主更高效和及时的处理车辆馈电问题，减少车辆事故的发生，减少对电池损伤延长电池寿命，方便对车辆进行馈电监测，减少车辆事故发生，使馈电问题得到及时处理，减少对电池损伤延长电池寿命。
附图说明
图1为本发明基于BMS车辆馈电预警系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图为本发明基于BMS车辆馈电预警系统的结构图，包括管理中心，
所述管理中心通信连接有服务模块、数据采集模块、漏电检测模块、馈电预警模块、馈电处理模块；
所述服务模块用于获取车辆历史使用数据；
所述数据采集模块用于实时监测电池的电压、电流以及温度，并生成实时监测数据；
所述漏电监测模块用于对电池进行漏电检测并生成漏电监测数据；
所述馈电预警模块用于进行电池剩余容量的计算，并报告电池劣化程度和剩余容量状态，同时根据电池的电压电流以及温度用算法计算出最大行驶里程所需最大控制输出功率；
所述馈电处理模块对发生馈电的车辆进行相应处理
本实施例中，所述服务模块辆历史使用数据过程为用户进行个人信息身份验证后，向管理中心发出申请，调取用户对应车辆的历史使用数据库，所述数据采集模块通过传感器进行电池的电压、电流以及温度进行实时监测，其中，温度监测包括单体温度和冷却监控温度，冷却监控温度包括液冷输入输出温度和风冷输入输出温度，电压监测包括单体电压、模块电压和电池包电压的监测，电流监测包括大电流量程和小电流量程的监测，所述漏电监测模块对电池进行漏电监测并生成漏电监测数据，发送至馈电预警模块，所述馈电预警模块通过安时积分法和扩展卡尔曼滤波算法进行电池剩余容量的表征，并结合修正策略，所述馈电预警模块的修正策略包括开路电压修正、充满修正、充电末端修正、不同温度以及电池容量修正，所述馈电处理模块包括主动均衡模式和被动均衡模式，且管理中心通过CAN总线接口与其他各模块通信连接。
本发明通过传感器对电池的电压、电流、温度进行实时检测，同时还进行漏电检测、热管理、电池均衡管理、报警提醒，计算剩余容量（SOC）、放电功率，报告电池劣化程度（SOH）和剩余容量（SOC）状态，还根据电池的电压电流及温度用算法控制最大输出功率以获得最大行驶里程，以及用算法控制充电机进行最佳电流的充电，通过CAN总线接口与车载总控制器、电机控制器、能量控制系统、车载显示系统等进行实时通信。
分布式的BMS架构能较好的实现模块级（Module）和系统级（Pack）的分级管理，由从控单元CSC负责对Module中的单体进行电压检测、温度检测、均衡管理（有的会有独立出CSU模块单元）以及相应的诊断工作；由高压管理单元（HVU）负责对Pack的电池总压、母线总压、绝缘电阻等状态进行监测（母线电流可由霍尔传感器或分流器进行采集）；且CSC和HVU将分析后的数据发送至主控单元BMU（Battery Manangement Unit），由BMU进行电池系统BSE(Battery State Estimate)评估、电系统状态检测、接触器管理、热管理、运行管理、充电管理、诊断管理、以及执行对内外通信网络的管理。
被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池“多出的电量”进行释放，从而达到均衡的目的，电路简单可靠，成本较低，但是电池效率也较低，主动均衡充电时将多余电量转移至高容量电芯，放电时将多余电量转移至低容量电芯，可提高使用效率，但是成本更高，电路复杂，可靠性低，均衡功能是为了消除在电池使用过程中产生的电池单体不一致性，根据木桶短板效应，充电和放电时都是性能最差的单体先达到截止条件，其他的单体还有一部分能力并未释放出来，造成电池浪费，均衡包括主动均衡和被动均衡，主动均衡是能量从多的单体向少的单体转移，不会造成能量损失，但是结构复杂，成本较高，对于电器元件要求也较高，相对来说被动均衡结构简单，成本也低了很多，只是能量会以热量的形式散发浪费掉，一般最大均衡电流在100mA左右。
表征当前的剩余容量状态，主要通过安时积分法和EKF(扩展卡尔曼滤波)算法，并结合修正策略(如开路电压修正，充满修正，充电末端修正，不同温度及SOH下的容量修正等)。安时积分法在保证电流采集精度条件下比较可靠，但鲁棒性不强，由于存在误差累计必须结合修正策略，而EKF鲁棒性较强，但算法比较复杂，实现难度大。
以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。
Claims (7)
1.基于BMS车辆馈电预警系统，包括管理中心，其特征在于：
所述管理中心通信连接有服务模块、数据采集模块、漏电检测模块、馈电预警模块、馈电处理模块；
所述服务模块用于获取车辆历史使用数据；
所述数据采集模块用于实时监测电池的电压、电流以及温度，并生成实时监测数据；
所述漏电监测模块用于对电池进行漏电检测并生成漏电监测数据；
所述馈电预警模块用于进行电池剩余容量的计算，并报告电池劣化程度和剩余容量状态，同时根据电池的电压电流以及温度用算法计算出最大行驶里程所需最大控制输出功率；
所述馈电处理模块对发生馈电的车辆进行相应处理。
2.根据权利要求1所述的基于BMS车辆馈电预警系统，其特征在于：所述服务模块辆历史使用数据过程为用户进行个人信息身份验证后，向管理中心发出申请，调取用户对应车辆的历史使用数据库。
3.根据权利要求1所述的基于BMS车辆馈电预警系统，其特征在于：所述数据采集模块通过传感器进行电池的电压、电流以及温度进行实时监测，其中，温度监测包括单体温度和冷却监控温度，冷却监控温度包括液冷输入输出温度和风冷输入输出温度，电压监测包括单体电压、模块电压和电池包电压的监测，电流监测包括大电流量程和小电流量程的监测。
4.根据权利要求1所述的基于BMS车辆馈电预警系统，其特征在于：所述漏电监测模块对电池进行漏电监测并生成漏电监测数据，发送至馈电预警模块。
5.根据权利要求1所述的基于BMS车辆馈电预警系统，其特征在于：所述馈电预警模块通过安时积分法和扩展卡尔曼滤波算法进行电池剩余容量的表征，并结合修正策略。
6.根据权利要求5所述的基于BMS车辆馈电预警系统，其特征在于：所述馈电预警模块的修正策略包括开路电压修正、充满修正、充电末端修正、不同温度以及电池容量修正。
7.根据权利要求1所述的基于BMS车辆馈电预警系统，其特征在于：所述馈电处理模块包括主动均衡模式和被动均衡模式，且管理中心通过CAN总线接口与其他各模块通信连接。
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