[發(fā)明專利]電池包故障通訊與處理系統(tǒng)及其處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110208057.7
• 申請日: 2011-07-13
• 公開（公告）號: CN102354957A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 大衛(wèi)·凱文·普瑞斯;王揚;邁克爾·基思·柯林斯;周鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 華霆動力
• 主分類號: H02H7/18
• 分類號: H02H7/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 金凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動車的電池管理，特別涉及到電池包中電池的通訊故障及處理。?

背景技術(shù)

多種原因表明使用充電電池的電動車比使用內(nèi)燃機的電動車更有優(yōu)勢。電動車本身就更有效率，這也意味著跟傳統(tǒng)內(nèi)燃機車相比，電動車的能源更多的是用在電動車的運動上，而不是在散熱中丟失。電動車也不會排放任何副產(chǎn)物。但是，電動車的使用還存在技術(shù)上的挑戰(zhàn)。例如，必須要監(jiān)控和管理電動車上的電池。裝有模塊化電池的電動車尤其具有挑戰(zhàn)性，因為需要監(jiān)控和管理多個電池或電池包。監(jiān)測電池包括測量和報告單個電池的剩余電量、放電率、充電率、溫度和運行狀態(tài)。管理電池包括斷開電池、連接電池等類似行為。?

當(dāng)前電動車的電池監(jiān)控系統(tǒng)一般是復(fù)雜的計算機系統(tǒng)。目前的解決方案是采用微處理器執(zhí)行一個操作系統(tǒng)。這種系統(tǒng)本身就很復(fù)雜而且需要專門的軟件，這種軟件必須足夠強大因為電池監(jiān)控系統(tǒng)的故障可能會使電動車停止運行。因此，必須把大量的時間和努力放在軟件和運行電池監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展上面。產(chǎn)品?周期時間和成本也會因此大大增加。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明介紹了一種心跳信號，所述心跳信號通過一條故障總線從電池管理系統(tǒng)(BMS)傳輸?shù)诫姵啬K，最后傳回電池管理系統(tǒng)。電池模塊為高壓電路提供電壓，該高壓電路例如是一輛電動車的高壓電路。如果電池模塊出現(xiàn)一緊急情況，如出現(xiàn)電池過度充電、過度放電、隔離故障、短路、過流、溫度過高、功率過高等問題，那么所述電池模塊就會終止心跳信號，從而阻止電池管理系統(tǒng)接受該信號。作為沒有接受心跳信號的回應(yīng)，電池管理系統(tǒng)會自動關(guān)閉高壓電路，無需使用任何軟件或復(fù)雜操作系統(tǒng)。?

本發(fā)明一方面提供了一種電池包的故障通訊和處理系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括電池模塊、故障總線和通過故障總線耦合至電池模塊的電池管理系統(tǒng)。其中電池模塊包括至少一個電池，所述電池為高壓電路提供電壓。電池管理系統(tǒng)通過故障總線向電池模塊傳輸心跳信號，并通過故障總線從電池模塊接受心跳信號。而且，電池管理系統(tǒng)還以切斷從電池模塊到高壓電路的電壓供給并以此作為電池模塊阻止電池管理系統(tǒng)接受心跳信號的回應(yīng)。在本發(fā)明的一些實施例中，高壓電路被嵌入到車輛中。?

在本發(fā)明的一些實施例中，電池模塊、故障總線和電池管理系統(tǒng)形成一個回路。電池管理系統(tǒng)和電池模塊都通過這個回路傳遞心跳信號。電池模塊阻止心跳信號傳回電池管理系統(tǒng)并以此作為檢測到緊急狀況的回應(yīng)。在一些實施例?中，緊急狀況包括電池過度充電、過度放電、隔離故障、短路、過流、溫度過高以及功率過大這些情況之一。在、一些實施例中，電池模塊使用集電極開路、開漏晶體管、二極管或繼電器來阻止心跳信號傳回電池管理系統(tǒng)。?

在本發(fā)明的一些實施例中，該系統(tǒng)還包括一條不同于故障總線的通信總線。電池管理系統(tǒng)通過通訊總線耦合到電池模塊。電池模塊通過通訊總線發(fā)送電池數(shù)據(jù)到電池管理系統(tǒng)，并且電池管理系統(tǒng)通過通信總線發(fā)送一個或多個命令到電池模塊。?

在本發(fā)明的一些實施例中，通訊總線是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線。在一些實施例中，電池數(shù)據(jù)包括至少一個電池的剩余電量、放電率、充電率、溫度、最高電池電壓、最低電池電壓、當(dāng)前電池荷電狀態(tài)或當(dāng)前運轉(zhuǎn)狀態(tài)等相關(guān)信息。在一些實施例中，電池管理系統(tǒng)發(fā)送的命令包括發(fā)送給電池模塊使其打開或關(guān)閉至少一個電池接觸器的命令。在一些實施例中，電池管理系統(tǒng)通過心跳信號向電池模塊發(fā)送因特網(wǎng)包探索器(ping)命令。在一些實施例中，電池模塊包括多個電池組，多個電池監(jiān)控單元(BNUs)和一個高壓前端(HVFE)單元。每個電池組包括多個向高壓電路提高電壓的電池。每個BMU都對應(yīng)耦合到不同的電池組，并且每個BMU都監(jiān)控相應(yīng)電池組中的多個電池的相關(guān)數(shù)據(jù)。高壓前端單元耦合到多個BMUs，而接收和處理整個電池組的相關(guān)數(shù)據(jù)。?

本發(fā)明另一方面提供了又一種電池包的通訊和處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個電池組、多個電池監(jiān)控單元BMUs、通訊總線、不同于通訊總線的故障總線，?及電池管理系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)。每個電池組包含多個用來為高壓電路提供電壓的電池。每個BMU都對應(yīng)耦合到多個電池組中不同的電池組，并且每個BMU都監(jiān)控相應(yīng)電池組中的多個電池的相關(guān)數(shù)據(jù)。電池管理系統(tǒng)通過通訊總線和故障總線耦合到多個BMUs。電池管理系統(tǒng)通過通信總線從多個BMUs中接收電池數(shù)據(jù)并向多個BMUs發(fā)送一個或多個命令。電池管理系統(tǒng)還通過故障總線向多個BMUs發(fā)送心跳信號并接收從BMUs傳回的心跳信號。電池管理系統(tǒng)還切斷從電池模塊到高壓電路的電壓供給，以此作為一個BMU阻止電池管理系統(tǒng)接受心跳信號的回應(yīng)。?