[發明專利]電池管理系統的同步采樣方法和采樣系統

在審

• 申請號: 201510711275.0
• 申請日: 2015-10-28
• 公開（公告）號: CN105226759A
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 閆立國;秦興權;梁瑞;于海龍
• 申請（專利權）人: 北京新能源汽車股份有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;G01R19/00;G01R31/36;H01M10/44;H01M10/48;B60R16/033
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及電池管理領域，具體涉及一種電池管理系統的同步采樣方法和采樣系統。

背景技術

隨著經濟的發展，也帶來了能源危機和污染的負面影響。純電動汽車的發展，成為了解決這一問題的最好途徑。國家也在電動汽車領域投入了大量的人力和物力來解決制約的相關問題和瓶頸。純電動汽車是指使用車載電源提供動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。

車載能源系統通常采用鋰離子電池系統，鋰離子電池有很多優點，如使用壽命長、比能量高、組合比較靈活等。但是由于其能量較大，穩定性較差等原因，對監控、管理等安全方面的要求比較高。這也導致BMS(電池管理系統)在電動汽車中占據著非常重要的位置。BMS通過監控所有電池單體電壓，依據同一時刻的最高電壓和最低電壓的差值來衡量電芯的性能狀態，并依據此差值在滿足條件時開啟相應的均衡功能。但是由于連接電芯的銅排或保險(依據安全需求)存在電阻，該電阻在不同的電流下所呈現的電壓并不相同，而在真實行車工況中電流的脈動性變化非常快，所以，依據電壓差值來衡量電芯性能，該方法的準確性變得非常重要。

如圖1所示，目前BMS通過子控制器直接采集電芯單體電壓，而一個BMS通常包含多個子控制器分布在整個PACK內部。每個子控制器按照自己的采集周期循環采集電壓并通過CAN向主控制器傳遞，主控制器依據子控制器上報的所有單體的電壓值來衡量電芯狀態。若兩個子控制器采集電壓的時刻不相同，根據行車工況IP的值則亦大不相同，所以根據整個PACK的最大最小電壓值來衡量電芯狀態就會出現比較大的測量誤差甚至是錯誤。

發明內容

本發明旨在至少解決上述技術問題之一。

為此，本發明的第一個目的在于提出一種電池管理系統的同步采樣方法。

本發明的第二個目的在于提出一種電池管理系統的同步采樣系統。

為了實現上述目的，本發明的第一方面的實施例公開了一種電池管理系統的同步采樣方法，至少同步采集一次電池管理系統中所有單體電池的電壓，同步采集電池管理系統中所有單體電池的電壓的方法包括以下步驟：將主控制器端的時鐘電平設置為第一電平；將多個子控制器端的時鐘狀態設置為輸入狀態，并監測同步時鐘線，其中，所述主控制器和分別所述多個子控制器通過CAN總線相連，所述主控制器還通過所述同步時鐘線與所述多個子控制器分別相連，所述多個子控制器分別采集至少一個單體電池的電壓；將所述主控制器端的時鐘電平設置為第二電平；所述多個子控制器同步采集相應的單體電池在所述第一電平向所述第二電平變化時刻的電壓；以及所述多個子控制器將自身采集的單體電池的電壓反饋給所述主控制器。

根據本發明實施例的電池管理系統的同步采樣方法，成本低，實現簡單，只需增加同步時鐘線束，無需變更PACK的配置；可以完全消除電阻及電池充、放電末端的電壓變化的影響，精度高。

另外，根據本發明上述實施例的電池管理系統的同步采樣方法，還可以具有如下附加的技術特征：

進一步地，所述多個子控制器將自身采集的單體電池的電壓反饋給所述主控制器進一步包括：所述多個子控制器向所述主控制器分別發送所述多個子控制器自身采集的單體電池的電壓；所述主控制器接收所述多個子控制器發送的單體電池的電壓，并檢測在預設時間內是否所有多個子控制器均向所述主控制器發送了所述單體電池的電壓，如果是，則本次采樣完成；如果否，則本次采樣失敗，所述主控制器發送采樣失敗信息。

進一步地，所述采樣失敗信息包括未向所述主控制器發送單體電池的電壓的子控制器的編號和采樣的時間點。

進一步地，同步采集電池管理系統中所有單體電池的電壓的次數為兩次，如果兩次采樣失敗且存在某個子控制器向所述主控制器發送對應采集的單體電池的電壓均失敗，則所述主控制發送故障通信信息。