[發明專利]基于FlexRay總線的電池信息同步采集裝置

有效

• 申請號: 201310525379.3
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103529401A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 劉彪;李相俊;李春棟;陸長海;趙鵬
• 申請（專利權）人: 北京交通大學;國家電網公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于FlexRay總線的電池信息同步采集裝置，屬于儲能技術領域。

背景技術

很多與儲能相關的對象，比如電動汽車、儲能電站等，其整體性能經常很大程度上決定于電池的性能。而由于受電池單體容量、電壓的限制，很多儲能裝備都是以電池組的形式，也即很多單體電池進行串、并聯后共同工作的，此時電池管理所需要獲取的參數除了電壓、電流之外，計算電池組的SOC（State?Of?Charge，荷電狀態）以及內阻估算也很重要。

對于需要更為精確地計算電池內阻模型以及SOC的情況下，電池組內各單體的電壓同步采集以及電壓和電流的同步采集是非常重要的。目前多采用CAN總線為通信手段的分布式采集方式，雖然此方案可以實現多個電池單體信息的采集與交互，但是在同步采集的問題上不夠理想。

盡管目前嚴格意義上的精確同步無法實現，但可以通過技術手段來對各單體信息采集的時間差縮短，從而實現理論意義上的同步采集。本發明利用了FlexRay總線本身的自同步機制，可以實現多個電池單體信息的同步采集。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提出一種基于FlexRay總線的電池信息同步采集裝置，用以實現對多個單體電池電壓、溫度等信息的同步采集，以提高電池組SOC估算的精度。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種基于FlexRay總線的電池信息同步采集裝置，其外部設備為多個串聯連接的被測電池單體，所述裝置包括一個以上的電池信息采集設備、一個中央電池管理設備和用于上述電池信息采集設備和中央電池管理設備通信的FlexRay總線；

上述電池信息采集設備用于多個串聯電池的電流采集以及所述多個串聯電池中各個電池單體電壓、單體溫度的采集，所述電池信息采集設備包括中央處理器電路、FlexRay總線接口電路、實時時鐘電路、電池單體電壓采集電路、電池單體溫度采集電路和串聯電池電流采集電路；

上述電池信息采集設備中，中央處理器電路用于為電池單體電壓采集電路、電池單體溫度采集電路和串聯電池電流采集電路提供同步采樣起始時間點并發出啟動控制信號；電池單體電壓采集電路、電池單體溫度采集電路和串聯電池電流采集電路在收到中央處理器電路發出的啟動控制信號后，電池單體電壓采集電路開始采集多個串聯電池中各個電池單體電壓信息并將采集結果送至中央處理器電路，電池單體溫度采集電路開始采集多個串聯電池中各個電池單體溫度信息并將采集結果送至中央處理器電路，串聯電池電流采集電路開始采集多個串聯電池的電流信息并將采集結果送至中央處理器電路；中央處理器電路將獲取的多個串聯電池的電流信息以及所述多個串聯電池中各個電池單體電壓、單體溫度信息按照FlexRay通信協議中數據幀的格式整理后通過FlexRay總線接口電路發送至中央電池管理設備；

上述中央電池管理設備包括中央處理器電路、FlexRay總線接口電路和圖像顯示電路，其中中央處理器電路通過FlexRay總線接口電路接收各電池信息采集設備發送來的電池信息數據，對數據按照電池信息采集設備整理的數據幀格式進行提取后將數據結果由圖像顯示電路進行顯示；

上述FlexRay總線用于連接所述多個電池信息采集設備和中央電池管理設備，為其提供通信介質。

上述電池信息采集設備中，中央處理器電路根據FlexRay總線的靜態時隙為電池單體電壓采集電路、電池單體溫度采集電路和串聯電池電流采集電路提供同步采樣起始時間點并發出啟動控制信號，用于實現各采集電路的同步采樣，FlexRay總線的靜態段中靜態時隙分配方法如下：

1）在FlexRay總線的每個通信循環的靜態段中劃分出N+2個以上的靜態時隙，其中N為所述電池信息同步采集裝置中包含的電池信息采集設備的數量；

2）在每個通信循環中第1個靜態時隙到來的時刻，電池信息采集設備中的中央處理器電路會產生中斷并捕獲該時刻，此時中央處理器電路執行兩種操作：一是將該時刻作為同步采樣起始時間點，并在該時刻發出啟動控制信號，控制電池單體電壓采集電路、電池單體溫度采集電路和串聯電池電流采集電路開始各自的信息采集任務，二是讀取實時時鐘以獲取當前時間；

3）從第2個靜態時隙開始，為每個電池信息采集設備分配至少1個靜態時隙，用于中央處理器電路將采集到的電池信息數據以及當前時間發送至FlexRay總線并由中央電池管理設備讀??；