[發明專利]一種基于CAN通訊的電池管理系統及電池充放電方法

在審

• 申請號: 202010527812.7
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111525659A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 胡佩東;徐西義;亓炳;徐興民;楊富雷;杜如貴
• 申請（專利權）人: 山東泰山能源有限責任公司翟鎮煤礦
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H01M10/42;H01M10/44;H02J13/00
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王申雨

本發明公開了一種基于CAN通訊的電池管理系統及電池充放電方法，所述系統包括若干并聯的電池箱，電池箱包括：主控模塊、采集模塊、CAN通訊模塊、電池模塊、正極繼電器、負極繼電器和二極管；所述采集模塊采集電池模塊的電壓信號；所述CAN通訊模塊用于電池箱間主控模塊與主控模塊的通訊和電池箱內主控模塊與采集模塊的通訊；所述主控模塊根據采集的電壓信號控制正極繼電器和負極繼電器的通斷；所述正極繼電器和負極繼電器與電池模塊串聯，用于控制電池模塊充放電回路的通斷；所述二極管與正極繼電器兩端反并聯。本發明解決了現有電池管理系統中總線利用率及數據傳輸率低的問題，避免了單主從結構無法識別錯誤、當一個節點損壞時造成通訊癱瘓的情況。

技術領域

本發明涉及電源管理領域，具體涉及一種基于CAN通訊的電池管理系統及電池充放電方法。

背景技術

電池管理系統(Battery Management System，BMS)是動力電池的“大腦”，用于經營管理、維護、監控電池的各個模塊，肩負著防止電池過充過放電、延長電池使用壽命、幫助電池正常運行的重任。作為銜接電池組、整車系統和電機的重要紐帶，電池管理系統的重要性不言而喻，電池管理系統是動力電池組的核心技術。

礦井地面運輸用的電機車用于長距離巷道運輸，主要完成煤炭、矸石、材料設備和人員的運輸。隨著礦用電機車電源的升級，傳統的鉛酸電池被升級為動力鋰離子蓄電池，但是，現有的礦用電機車電池管理系統仍然存在如下的問題和缺陷：電池管理系統的通訊控制為單主從結構，只有一臺主機，通訊由主機發起，只有主機下命令時，下屬節點才可以發送數據，而且發送結束后，主機只有收到答復才可以向下一個節點發起詢問，無法識別錯誤，因此，當某一下屬節點出現損壞時，主機無法繼續通訊，會造成通訊癱瘓，導致總線利用率及數據傳輸率低下。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種基于CAN通訊的電池管理系統及電池充放電方法，系統通信速率高，可靠性高，方便與整機控制系統兼容，而且簡化了線束結構，使系統布局靈活。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于CAN通訊的電池管理系統，包括若干并聯的電池箱，所述電池箱包括：主控模塊、采集模塊、CAN通訊模塊、電池模塊、正極繼電器、負極繼電器和二極管；

所述采集模塊采集電池模塊的電壓信號；

所述CAN通訊模塊用于電池箱間主控模塊與主控模塊的通訊和電池箱內主控模塊與采集模塊的通訊；

所述主控模塊根據采集的電壓信號控制正極繼電器和負極繼電器的通斷；

所述正極繼電器和負極繼電器與電池模塊串聯，用于控制電池模塊充放電回路的通斷；

所述二極管與正極繼電器兩端反并聯。

進一步地，所述CAN通訊模塊包括微控制器、CAN通信控制器和CAN總線收發器；所述CAN通信控制器通過SPI接口與微控制器進行通訊。

進一步地，所述CAN通信控制器和CAN總線收發器之間還連接數字隔離器，用于隔離通訊線的干擾。

進一步地，還包括顯示模塊，所述顯示模塊與任一電池箱的主控模塊連接，接收各個電池箱的實時信息，實時顯示每箱電池的最高電壓、最低電壓、最高溫度、總電壓、荷電狀態、報警信息。

進一步地，還包括報警模塊，所述報警模塊與任一電池箱的主控模塊連接，接收各個電池箱的實時信息，當某一電池箱內單體電壓低于預設值時，進行低壓報警。

進一步地，所述報警模塊通過蜂鳴器進行報警。

本發明還提出了一種電池放電方法，利用如上所述任意一種電池管理系統，其特征在于，包括：

正極繼電器斷開，用電設備運行，電池模塊通過正極繼電器兩端的反并聯二極管放電；