一种充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法技术

本发明专利技术提出一种电动汽车充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法，主要用于解决当前电动汽车充电安全评估缺少充电安全量化指标问题。分析了电动汽车充电过程中BMS的保护需求，定义了充电设施主控制器对BMS保护需求响应率(以下简称响应率)；并在此基础上设计了响应率的计算方法；采用层次分析法对计算方法中不同保护需求的权重进行了分析确定。本发明专利技术优点在于为电动汽车充电安全测试与评估引入了一项新的量化指标，具备良好的可操作性和实用性。

Quantization method for charging device main controller to respond to BMS protection demand

The invention provides a quantization method for the response of the main controller of an electric automobile charging facility to the BMS protection requirement, which is mainly used to solve the current electric vehicle charging safety assessment and lacks the safety quantitative index of charging. Analysis of the protection requirements of electric vehicle charging process of BMS, the definition of charging facilities the main controller response rate of BMS protection requirements (hereinafter referred to as the response rate); and on the basis of the design calculation method of response rate; the analysis to determine the weight of different protection requirements calculation method using analytic hierarchy process. The invention has the advantages that a new quantization index is introduced for the safety test and evaluation of the electric vehicle charging, and the utility model has good operability and practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法
本专利技术涉及一种电动汽车充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法，主要针对电动汽车充电安全测试与评估。
技术介绍
能源危机与环境污染的日益加剧促使电动汽车快速发展。随着电动汽车数量的快速增加，电动汽车充电桩(站)的大量投入运行，电动汽车的充电安全问题日益突出。根据相关标准，动力电池发生安全事故时，BMS故障诊断后并向充电设施主控制器发送停止充电指令，充电设施主控制器应可靠控制充电机停止充电，防止事故扩大。但是近年来，电动汽车充电过程中电池发生爆炸的新闻时有出现，充电过程中电池爆炸多由短路引起电池发热造成，而引起短路的原因则是电池过充，正负极对接等动力电池本体的安全事故。可见，当动力电池发生故障，BMS发出保护需求时，充电设施主控制器并非完全可靠做出响应。本专利技术正是基于此，提出一种电动汽车充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法，作为电动汽车充电安全测试与评估指标。
技术实现思路
本专利技术提供一种电动汽车充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法，即电动汽车充电过程中充电设施主控制器对BMS保护需求响应率。电动汽车充电过程中充电设施主控制器对BMS保护需求响应率的获取步骤如下：1)分析并列举BMS保护需求；2)定义充电设施主控制器对BMS保护需求响应率；3)针对附图1所示的测试系统，对充电设施主控制器、动力电池、BMS、可调直流源等构成的充电系统进行响应率测试4)采用层次分析法，分析各项BMS保护需求对响应率的影响权重；5)计算充电设施主控制器对BMS保护需求响应率。所述步骤1)中：BMS保护需求分为两方面：动力电池故障和BMS在非正常条件下运行。动力电池故障具体可分为：电池温度高(低)、电池单体电压高(低)、电池单体一致性偏差、充电电流大、绝缘薄弱、SOC高、总电压高、外部(内部)通信接口故障、电池系统温差大、内部通信总线掉落、电池连接松动；BMS非正常条件下运行具体可分为：过电压、欠电压、高温、低温。所述步骤3)中：通过附图1中电池(2)来模拟动力电池故障，此时BMS(4)应能检测并做出故障诊断，并向充电设施主控制器(1)发出保护动作需求，测试充电设施主控制器(1)是否发出响应信号；通过调节可调直流源(3)来模拟BMS非正常运行条件，此时BMS(4)应能检测非正常条件，并向充电设施主控制器(1)发出保护动作需求，测试充电设施主控制器(1)是否发出响应信号。所述步骤4)中，采用层次分析法时，需要对BMS保护需求进行分层，层次结构见附图2。所述步骤5)中，基于步骤3)中测试试验结果和步骤4)中采用层次分析法确定的权重，计算充电设施主控制器对BMS保护需求响应率：其中：i为附图2中A层指标种类数；j为附图2中A层某个指标下的B层指标种类数；Qj为附图2中B层某指标下测试充电设施主控制器能否可靠响应时，所做试验总次数；wi为附图2中A层第i种指标所占权重；wj为附图2中A层第i种指标下，B层第j个指标所占权重；qj为Qj次实验中，充电设施主控制器能够可靠响应的次数。本专利技术提到的充电设施主控制器对BMS保护需求响应率，量化了电动汽车充电安全，为电动汽车充电设施主控制器充电安全性能检测与安全评估提供了量化方法。附图说明图1是充电设施主控制器对BMS保护需求响应率测试系统示意图。附图1所示的系统主要包括充电设施主控制器(1)、动力电池(2)、可调直流源(3)、BMS(4)构成；其中动力电池(2)与充电设施主控制器(1)之间为电气连接；BMS(4)与可调直流源(3)之间为电气连接；BMS(4)与充电设施主控制器(1)、BMS(4)与动力电池(2)之间为通信连接。图2是采用层次分析法计算各BMS保护需求所占权重时的层次结构图。附图2中，目标层为充电设施主控制器对BMS保护需求响应率(η)；A层指标为动力电池故障(A1)和BMS在非正常条件下运行(A2)；B层指标为电池温度高(B1)、电池温度低(B2)、单体电压高(B3)、单体电压高低(B4)、单体一致性偏差(B5)、充电电流大(B6)、绝缘薄弱(B7)、SOC高(B8)、总电压高(B9)、通信接口故障(B10)、电池系统温差大(B11)、内部通信总线掉落(B12)、电池连接松动(B13)、过电压(B14)、欠电压(B15)、高温(B16)、低温(B17)。具体实施方式电动汽车充电过程中充电设施主控制器对BMS保护需求响应率的获取步骤如下：1)分析并列举BMS保护需求；2)定义充电设施主控制器对BMS保护需求响应率；3)针对附图1所示的测试系统，对充电设施主控制器、动力电池、BMS、可调直流源等构成的充电系统进行响应率测试4)采用层次分析法，分析各项BMS保护需求对响应率的影响权重；5)计算充电设施主控制器对BMS保护需求响应率。所述步骤1)中：BMS保护需求分为两方面：动力电池故障和BMS在非正常条件下运行。动力电池故障具体可分为：电池温度高(低)、电池单体电压高(低)、电池单体一致性偏差、充电电流大、绝缘薄弱、SOC高、总电压高、外部(内部)通信接口故障、电池系统温差大、内部通信总线掉落、电池连接松动；BMS非正常条件下运行具体可分为：过电压、欠电压、高温、低温。所述步骤3)中：通过附图1中电池(2)来模拟动力电池故障，此时BMS(4)应能检测并做出故障诊断，并向充电设施主控制器(1)发出保护动作需求，测试充电设施主控制器(1)是否发出响应信号；通过调节可调直流源(3)来模拟BMS非正常运行条件，此时BMS(4)应能检测非正常条件，并向充电设施主控制器(1)发出保护动作需求，测试充电设施主控制器(1)是否发出响应信号。所述步骤4)中，采用层次分析法时，需要对BMS保护需求进行分层，分层结果见附图2。所述步骤5)中，基于步骤3)中测试试验结果和步骤4)中采用层次分析法确定的权重，计算充电设施主控制器对BMS保护需求响应率：其中：i为附图2中A层指标种类数；j为附图2中A层某个指标下的B层指标种类数；Qj为附图2中B层某指标下测试充电设施主控制器能否可靠响应时，所做试验总次数；wi为附图2中A层第i种指标所占权重；wj为附图2中A层第i种指标下，B层第j个指标所占权重；qj为Qj次实验中，充电设施主控制器能够可靠响应的次数。本专利技术提到的充电设施主控制器对BMS保护需求响应率，量化了电动汽车充电安全，为电动汽车充电设施主控制器充电安全性能检测与安全评估提供了量化方法。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法，其特征在于步骤如下：1)针对充电安全测试系统，分析BMS保护需求；2)定义充电设施主控制器对BMS保护需求响应率；3)基于层次分析法，分析各项BMS保护需求指标所占权重；4)结合充电安全测试系统及层次分析法所得各项BMS保护需求指标所占权重，获得量化指标——充电设施主控制器对BMS保护需求响应率的计算表达式。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法，其特征在于步骤如下：1)针对充电安全测试系统，分析BMS保护需求；2)定义充电设施主控制器对BMS保护需求响应率；3)基于层次分析法，分析各项BMS保护需求指标所占权重；4)结合充电安全测试系统及层次分析法所得各项BMS保护需求指标所占权重，获得量化指标——充电设施主控制器对BMS保护需求响应率的计算表达式。2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法，其特征在于所述的步骤1)中充电安全测试系统由充电设施主控制器(1)、电池(2)、可调直流源(3)、BMS(4)4部分组成；其中充电设施主控制器(1)与电池(2)之间为电气连接，可调直流源(3)与BMS(4)之间为电气连接，充电设施主控制器(1)与BMS(4)以及BMS(4)与电池(2)之间为通信连接。3.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电设施主控制器对BMS保护需求响应的量化方法，其特征在于所述的步骤1)中BMS保护需求分为两方面：动力电池故障和BMS在非正常条件下运行。动力电池故障具体可分为：电池温度高(低)、电池单体电压高(低)、电池单体一致性偏差、充电电流大、绝缘薄弱、SOC高、总电压高、外部(内部)通信接口故障、电池系统温差大、内部通信总线掉落、电池连接松...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠东，王帅，张恺，杨啸天，闫卓武，李松，黄永章，廖斌，
申请(专利权)人：华北电力大学，北京科力源能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11