CN211719731U - 一种电池管理系统及电动汽车 - Google Patents

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姚震飞
吴生先
章瑞菁
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Abstract

本实用新型提供一种电池管理系统以及电动汽车,至少包括一个总控单元、两个二级控制单元和一个储能单元,所述储能单元至少包括两个连接的电池包;每个电池包对应连接一个所述二级控制单元;总控单元与二级控制单元之间通信连接,总控单元用于管控二级控制单元;所述二级控制单元用于采集对应电池包的状态数据并进行故障分析;每个电池包配有开关单元,所述开关单元用于控制对应电池包的上电或下电,所述二级控制单元控制对应电池包上开关单元的闭合或断开。系统的安全性和可靠性较高。

Description

一种电池管理系统及电动汽车
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池管理系统及电动汽车。
背景技术
电池管理系统能够有效监控各个电池单元的运行状态,防止电池出现过充电和过放电等问题,延长电池的使用寿命。现有的电池管理系统大致分为两种,主要包括集中式电池管理系统和分布式电池管理系统。集中式电池管理系统,即电池管理系统的所有功能均集成于一个集中式的电路板中实现;分布式电池管理系统采用一个主控板与多个电芯采样单元相结合的技术方案。
在电动汽车的运行过程中,为保证安全,当电池系统中某一个电池包出现问题时,现有电池管理系统通常将其判定为电池故障而使整车无法正常行驶,大大影响了电池系统的使用效率,且给用户带来极大的不便。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种电池管理系统,当电池包出现故障时,系统能够有效判定故障信息,并及时对故障电池包执行下电操作,待条件允许时进行维修或更换,不影响其他正常电池包以及整车的工作,有效提高电池系统的安全性和可靠性。
具体技术方案如下:
一种电池管理系统,至少包括一个总控单元、两个二级控制单元和一个储能单元,所述储能单元至少包括两个相互连接的电池包,电池包之间可以并联或先串联后并联;每个电池包对应连接一个所述二级控制单元;总控单元与二级控制单元之间通过CAN1总线通信连接,总控单元用于管控二级控制单元:总控单元获取并分析二级控制单元的数据,并对二级控制单元发送控制命令;所述二级控制单元用于采集对应电池包的状态数据并进行故障分析;每个电池包配有开关单元,所述开关单元用于控制对应电池包的上电或下电,所述二级控制单元控制对应电池包上开关单元的闭合或断开。
工作过程中,开关单元闭合,则电池包上电,电池包进入工作模式;开关单元断开,则电池包下电,电池包退出工作模式。电池包出现故障时,对应连接的二级控制单元通过获取该电池包的状态数据并分析出故障信息,将故障信息传送给总控单元,总控单元对二级控制单元发送下电控制命令,故障电池包从系统中断开,其余电池包和整车正常运行。整个电池系统实行模块化管理,既提高系统的管理效率和灵活性,又能提高电池运行的安全性。
电池包的状态数据包括电池包的电压信息、电流信息、温度信息以及绝缘电阻信息中至少一种。
还包括多个电芯采样组件,每个所述电芯采样组件对应连接一个电池包,所述电芯采样组件用于采集并处理对应电池包内每个电池模组的状态数据,所述电芯采样组件与对应的二级控制单元通过CAN2总线通信连接。利用电芯采样组件能够对电池包内每个电池模组的状态数据进行实时监控,并将采集到的状态数据进行处理后传送给对应的二级控制单元进行管理,进一步提高系统管理的安全性。
所述二级控制单元对电池模组的状态数据进行故障分析。若发现故障电池模组,则将故障信息发送给总控单元,总控单元判定相应电池包为故障电池包,并对对应的二级控制单元发送下电控制命令。二级控制单元具备对电池模组的故障分析功能,进一步提高系统的管理效率。
所述电池模组的状态数据包括电压信息、温度信息、电压采样开路信息、温度采样开路信息以及被动均衡功能信息中的至少一种。电压采样开路信息是指用于采集电压数据的电路是否开路的状态数据,温度采样开路信息是指用于采集温度数据的电路是否开路的状态数据。
所述二级控制单元的功能包括电池包的绝缘检测、SOC(电池剩余电量百分比)估算、SOP(电池功率状态)估算、SOH(电池当前容量与出厂容量百分比)估算、SOE(电池剩余电量)估算以及充电控制中至少一种。二级控制单元既具备独立的电池包数据管理能力,又可以在总控单元的调度下工作,提高整个系统的灵活性和适应性。
所述总控单元的功能包括储能单元的总SOC估算、总SOE估算、总SOP估算、总SOH估算以及对电池管理系统的故障诊断中的至少一种。
所述开关单元包括继电器。继电器包括主正继电器、主负继电器和预充继电器。
本实用新型实施例还提供一种电池管理方法,采用上述电池管理系统,包括如下步骤,二级控制单元采集对应电池包的状态数据并进行故障分析,若分析得出电池包发生故障,则二级控制单元将故障信息发送给总控单元,总控单元对二级控制单元发送下电控制命令,二级控制单元断开故障电池包上的开关单元,故障电池包完成下电。大大降低了电池故障带来的安全风险,提高了系统的工作效率。
当总控单元在设定的时间范围内未发送下电控制命令,则与故障电池包对应连接的二级控制单元自动断开故障电池包上的开关单元,故障电池包完成下电。进一步提高了电池运行的安全性。设定的时间范围为3s-10s。
本实用新型实施例还提供一种电动汽车,包括上述电池管理系统。
本实用新型实施例提供一种电池管理系统、方法以及电动汽车。与现有技术相比,该电池管理系统至少包括一个总控单元、两个二级控制单元和一个储能单元,所述储能单元至少包括两个连接的电池包;每个电池包对应连接一个所述二级控制单元;总控单元与二级控制单元之间通信连接,总控单元用于管控二级控制单元;所述二级控制单元用于采集对应电池包的状态数据并进行故障分析;每个电池包配有开关单元,所述开关单元用于控制对应电池包的上电或下电,所述二级控制单元控制对应电池包上开关单元的闭合或断开。整个系统采用模块化管理方法,能够对故障电池包进行及时且有效的管理,不影响正常电池包和整车正常工作,管理高效且安全性更高。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的电池管理系统结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。需说明的是,本实用新型附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
如图1所示,本实施例提供一种电池管理系统,包括一个总控单元、一个储能单元、三个二级控制单元和三个电芯采样组件,储能单元包括三个相互并联的电池包。三个电池包分别对应连接三个二级控制单元,二级控制单元与总控单元通过CAN1总线通信连接。
总控单元获取并分析二级控制单元的数据,对二级控制单元发送控制命令;并将储能单元的相关信息发送给整车控制器;总控单元还用于储能单元的总SOC估算、总SOE估算、总SOP估算、总SOH估算以及对电池管理系统的故障诊断。
二级控制单元用于采集对应电池包的电压信息、温度信息、绝缘电阻信息以及电流信息,并对采集到的这些信息进行故障分析;每个电池包配有开关单元,所述开关单元用于控制对应电池包的上电或下电,二级控制单元控制对应电池包上开关单元的闭合或断开。开关单元包括主正继电器、主负继电器和预充继电器。二级控制单元还用于对电池包的绝缘检测、SOC估算、SOP估算、SOH估算、SOE估算以及充电控制。
如图1所示,三个电芯采样组件用于分别采集三个电池包内电池模组的状态数据,每个电芯采样组件与对应的二级控制单元通过CAN2总线通信连接。电芯采样组件将采集到的状态数据进行处理后传送给对应的二级控制单元进行管理。二级控制单元获取电池模组的状态数据后进行故障分析,当发现电池模组出现故障时,二级控制单元将故障信息传送给总控单元,总控单元对二级控制单元发出下电控制命;二级控制单元断开故障电池模组所在电池包配备的开关单元。电池模组的状态数据包括电压信息、温度信息、电压采样开路信息、温度采样开路信息以及被动均衡功能信息。
本实施例还提供一种电池管理方法,使用上述电池管理系统,包括如下步骤:二级控制单元采集对应电池包的状态数据并进行故障分析,若分析得出电池包发生故障,则二级控制单元将故障信息发送给总控单元,总控单元对二级控制单元发送下电控制命令,二级控制单元断开故障电池包上的开关单元,故障电池包完成下电;当总控单元在5s内未对二级控制单元发送下电控制命令,则二级控制单元自动断开故障电池包上的开关单元,故障电池包完成下电。
本实施例还提供一种电动汽车,包括上述电池管理系统。

Claims (8)

1.一种电池管理系统,其特征在于,至少包括一个总控单元、两个二级控制单元和一个储能单元,所述储能单元至少包括两个相互连接的电池包;每个电池包对应连接一个所述二级控制单元;总控单元与二级控制单元之间通信连接,总控单元用于管控二级控制单元;所述二级控制单元用于采集对应电池包的状态数据并进行故障分析;每个电池包配有开关单元,所述开关单元用于控制对应电池包的上电或下电,所述二级控制单元控制对应电池包上开关单元的闭合或断开。
2.如权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,还包括多个电芯采样组件,每个所述电芯采样组件对应连接一个电池包,所述电芯采样组件用于采集并处理对应电池包内每个电池模组的状态数据,所述电芯采样组件与对应的二级控制单元通信连接。
3.如权利要求2所述的电池管理系统,其特征在于,所述二级控制单元对电池模组的状态数据进行故障分析。
4.如权利要求2或3所述的电池管理系统,其特征在于,所述电池模组的状态数据包括电压信息、温度信息、电压采样开路信息、温度采样开路信息以及被动均衡功能信息中的至少一种。
5.如权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述二级控制单元的功能包括电池包的绝缘检测、SOC估算、SOP估算、SOH估算、SOE估算和充电控制中至少一种。
6.如权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述总控单元的功能包括所述储能单元的总SOC估算、总SOE估算、总SOP估算、总SOH估算以及对电池管理系统的故障诊断中至少一种。
7.如权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述开关单元包括继电器。
8.一种电动汽车,其特征在于,包括如权利要求1-7中任一所述的电池管理系统。
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