[發明專利]基于5G云計算平臺的電池智能化充放電管理系統及方法

在審

• 申請號: 202010885711.7
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111913985A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 汪玉潔;周才杰;陳宗海
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G06F16/245
• 分類號: G06F16/245;G06F16/25;G06F16/28;G06F16/29;G16Y10/35;G16Y20/20;G16Y40/10;G16Y40/20;G16Y40/30;H01M10/42;H01M10/44;B60L58/10;B60L58/12;B60L3/0
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 張乾楨

一種基于5G云計算平臺的電池智能化充放電管理系統及方法，包括：基于雙CPU架構的電池管理片上系統、5G通信單元、數據庫服務器、云計算平臺、web服務器以及可視化終端；雙CPU架構的電池管理片上系統用于實現對各個電池組的運行狀態數據采集，以及基于電池數據信息實現電池的SOC估計、SOH估計、故障診斷、充放電控制；5G通信單元連接到所述雙CPU架構的電池管理片上系統，用于實時傳輸電池組的運行狀態信息以及位置信息至云計算平臺，并接收來自云計算平臺傳送的控制參數與信號；云計算平臺用于實現多維度電池參數提取、BMS控制策略，實現云端輔助電池管理系統協同控制；本發明以5G為載體，通過邊緣計算，云端狀態估計與修正，實現電池組的主動安全管理與智能化充放電控制。

技術領域

本發明涉及動力電池管理系統技術領域，特別涉及以5G通信為載體，結合片上系統、邊緣計算以及云端狀態估算和充放電決策的電池主動安全充放電管理系統。

背景技術

隨著新能源汽車的快速發展，動力電池的需求呈井噴之勢。動力電池系統由于單體電池的大型化和成組化使用，給其安全問題帶來了很大的挑戰。為了實現動力鋰電池的安全、高效管理，研發先進的鋰電池管理系統(Battery Management System,BMS)是目前遍受關注的熱點和難點問題。

(1)國外BMS研究現狀。國外在電動汽車領域起步較早，BMS研究主要集中于汽車企業中。近年來，一些大型汽車生產制造商針對各類電池進行了深入的探索與研究，取得了一系列研究成果，并成功商業化生產了一系列BMS，如：德國BADICHEQ系統及BATTMAN系統；日本豐田汽車生產的Prius混動汽車上使用的BMS；以及美國特斯拉公司生產的純電動汽車上使用的BMS等。

(2)國內BMS研究現狀。國內電動汽車領域起步較晚，但產業發展迅速。國內致力于BMS研究工作的高校與研究所也有很多，如北京交通大學與惠州億能合作開發的奧運純電動大巴BMS；哈爾濱工業大學和北京理工大學聯合成立的哈爾濱冠拓公司研發的BMS等。

由于許多關鍵技術和瓶頸還沒有突破，使得當前已裝車運行的BMS與整車以及所使用的電池之間匹配度不高，并且傳統的BMS基于實驗數據對電池進行匹配和標定，難以滿足電動汽車高準確性、高安全性的需求。伴隨5G高速信息化時代的到來，大規模多輸入多輸出通信、微基站以及波束賦形等技術的發展，為實時云端電池參數與狀態估算以及云端輔助電池充放電管理提供了基礎。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于5G通信技術的電池智能充放電管理系統，它可以將片上系統與云計算平臺技術相結合，通過邊緣計算、云端參數估計與修正、云端輔助充放電決策，實現電池的主動高效充放電管理，為動力電池的健康管理和安全運行奠定理論和技術基礎。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種基于5G云計算平臺的電池智能化充放電管理系統，包括：

基于雙CPU架構的電池管理片上系統、5G通信單元、數據庫服務器、云計算平臺、web服務器以及可視化終端；

其中所述雙CPU架構的電池管理片上系統用于實現對各個電池組的運行狀態數據采集，以及基于電池數據信息實現電池的SOC估計、SOH估計、故障診斷、充放電控制，所述電池包中包括多個電池；

所述5G通信單元連接到所述雙CPU架構的電池管理系統，用于實時傳輸電池組的運行狀態信息以及位置信息至云計算平臺，并接收來自云計算平臺傳送的控制參數與信號；

所述云計算平臺用于實現對電池運行數據以及定位信息進行存儲、分析與傳輸，實現多維度電池參數提取、BMS控制策略以及電池組的多狀態綜合估計，同時利用電池狀態信息制定智能充放電控制策略，實現云端輔助電池管理系統協同控制；

所述可視化終端實現網頁瀏覽器接入，依托搜索引擎和數據引擎實現數據檢索、分析、可視化展示以及用戶的偏好設置。