一种纯电动车的电池智能管理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种纯电动车的电池智能管理系统及方法，涉及电池领域，其特征在于，所述系统包括：用于获取电池组数据信息的信号检测模块和用于对采集到的数据信息进行处理的通信及信息处理模块；所述信号检测模块包括：总电流传感器；所述总电流传感器通过负载串联于由多个电池组成的电池组；总电压传感器；所述总电压传感器通过负载并联于由多个电池组成的电池组；所电池组中的每个电池分别信号连接于一个检测单元；所述检测单元信号连接于电子控制单元；所述电子控制单元接入LIN总线；所述通信及信息处理模块包括：DSP处理器；所述DSP处理器接入LIN总线，同时也接入CAN总线；所述DSP处理器还分别信号连接于USB接口和显示装置。

【技术实现步骤摘要】
一种纯电动车的电池智能管理系统及方法
本专利技术涉及电池领域，尤其是一种纯电动车的电池智能管理系统及方法。
技术介绍
电动车未来将以锂电池为主要动力驱动来源，主因在于锂电池有高能量密度优势，所以性能较为稳定。然而锂电池大量生产时品质不易掌握，电池芯出厂时电量即存在些微差异，且随着操作环境、老化等因素，电池间不一致性将愈趋明显，电池效率、寿命也都将变差，再加上过充或过放等情况，严重时可能导致起火燃烧等安全问题。因此，透过电池管理系统(BMS)能准确量测电池组使用状况，保护电池不至于过度充放电，平衡电池组中每一颗电池的电量，以及分析计算电池组的电量并转换为驾驶可理解的续航力信息，确保动力电池可安全运作。2012年全球电池管理系统(BMS)市场产值成长逾10％，2013年至2015年成长幅度将大幅跃升至25-35％。现阶段不论是整车厂、电池厂、还是相关车电零组件厂均投入电池管理系统(BMS)研发，以求掌握电动车产业的关键技术，由于车厂是电池管理系统的使用者，车厂多偏好使用本身的软件处理，并以专门的厂规控管，以维持操作弹性。电池管理系统(BMS)产业发展可能类似锂电池，车厂为掌握关键技术，会与长期合作供货商密切合作产品开发，对新进厂商切入难度高。因此，未来新进厂商欲切入车厂供应链，除与相关供应链强化合作关系外，针对需求打造客制化方案，才有机会抢得先机。电池管理系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM)，电动汽车电池管理系统(BMS)是连接车载动力电池和电动汽车的重要纽带，其主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。二次电池存在下面的一些缺点，如存储能量少、寿命短、串并联使用问题、使用安全性、电池电量估算困难等。电池的性能是很复杂的，不同类型的电池特性亦相差很大。电池管理系统(BMS)主要就是为了能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。随着电池管理系统的发展，也会增添其它的功能。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种纯电动车的电池智能管理系统及方法，它通过LIN总线技术实现数据的传输，并基于较精确的电池模型基础上采用扩展卡尔曼算法对电池荷电状态(SOC)进行估算，提高了估算精度。本专利技术采用的技术方案如下：一种纯电动车的电池智能管理，其特征在于，所述系统包括：用于获取电池组数据信息的信号检测模块和用于对采集到的数据信息进行处理的通信及信息处理模块；所述信号检测模块包括：总电流传感器；所述总电流传感器通过负载串联于由多个电池组成的电池组；总电压传感器；所述总电压传感器通过负载并联于由多个电池组成的电池组；所电池组中的每个电池分别信号连接于一个检测单元；所述检测单元信号连接于电子控制单元；所述电子控制单元接入LIN总线；所述通信及信息处理模块包括：DSP处理器；所述DSP处理器接入LIN总线，同时也接入CAN总线；所述DSP处理器还分别信号连接于USB接口和显示装置。进一步的，所述检测单元包括：电源和电压采样电路、电流采样电路和温度检测电路；所述电源分别信号连接于电压采样电路、电流采样电路和温度检测单元；所述电压采样电路、电流采样电路和温度检测电路分别信号连接于电源。进一步的，所述电源的基准电压为2.5V。进一步的，所述电流采样电路为：霍尔传感器，霍尔传感器输出最高3V的电压信号，可以直接接入到电池进行采样；所述温度检测电路为：温度检测芯片，温度检测芯片在-40℃和125℃时输出电压分别为0.5V和1.75V,其具有10mV/℃的温度电压比例特性和±0.5℃的误差。一种纯电动车的电池智能管理系统及方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：系统初始化，初始化各个模块和各个端口；步骤2：定时器中断，判断是否满足50ms中断，如果满足则直接执行步骤3，如果没有满足50ms中断，则等待执行；步骤3：发送LIN总线命令，读取电池的状态；步骤4：判断电池电压是否超限，如果超限，则执行电压超限程序，进而执行步骤5，如果电压没有超限，则直接执行步骤5；步骤5：判断电池电压是否超限，如果超限，则执行电流超限程序，进而执行步骤6，如果电流没有超限，则直接执行步骤6；步骤6：判断电池温度是否超限，如果超限，则执行温度超限程序，进而执行步骤6，如果温度没有超限，则直接执行步骤6；步骤7：估算电池荷电状态判断容量是否超限，如果是，则执行容量不足处理程序，如果不是则想存储器中更新数据，然后显示装置显示电池状态。进一步的，所述LIN总线的电池标识符场为由8个ID位组成；所述8个ID中的第一位和第二位为奇偶校验位，第三位和第四位为电流表征位；第五位和第六位为电压表征位；第七位和第八位温度表征位。进一步的，所述DSP处理器对电池电量进行估算的方法包括以下步骤：步骤1：建立电池的电气数学模型，得到电池的电气数学模型为：EK＝V(k)-Ri(k)-uc(k)；其中：k为k时刻，E(k)为电池端电压，V(k)是电池电动势，R1是电池的欧姆内阻，R2是电池的极化内阻，Uc是电池的极化电压，电阻R2和电容JC为模拟电池极化过程中的动态特性；步骤2：根据电池的极化特性得到在温度应县个情况下，电池的电动势和电荷状态的关系为：EK＝F[SOC(k)]+ΔE(k)；其中，F[SOC(k)]是电池与电动势的函数关系，SOC(k)表示电池在不同温度下电动势相对于参考条件下的变化量；步骤3：通过上述公式得到离散化后的状态空间方程，根据离散化后的状态空间方程得出卡尔曼滤波估算算式：SOC(k)＝SOC(k|k-1)+K(k)[V(k)-V(k′)]；通过该卡尔曼滤波估算算式可以估算得出电池的容量。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：基于分布式方法检测各个单体电池的参数，引入了LIN总线技术，进一步降低了系统的成本。本系统实现了电池实时监测与保护、SOC估算、LIN总线通信等功能。该系统结构简单、测量精度较高、能有效地保护电池组，用LIN总线代替常用的CAN或RS232通信，为设计新型电动汽车电池管理系统提供了重要依据。附图说明本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1是本专利技术的一种纯电动车的电池智能管理系统及方法的系统结构示意图。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本专利技术实施例1中提供了一种纯电动车的电池智能管理，系统结构如图1所示：一种纯电动车的电池智能管理，其特征在于，所述系统包括：用于获取电池组数据信息的信号检测模块和用于对采集到的数据信息进行处理的通信及信息处理模块；所述信号检测模块包括：总电流传感器；所述总电流传感器通过负载串联于由多个电池组成的电池组；总电压传感器；所述总电压传感器通过负载并联于由多个电池组成的电池组；所电池组中的每个电池分别信号连接于一个检测单元；所述检测单元信号连接于电子控制单元；所述电子控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯电动车的电池智能管理系统，其特征在于，所述系统包括：用于获取电池组数据信息的信号检测模块和用于对采集到的数据信息进行处理的通信及信息处理模块；所述信号检测模块包括：总电流传感器；所述总电流传感器通过负载串联于由多个电池组成的电池组；总电压传感器；所述总电压传感器通过负载并联于由多个电池组成的电池组；所电池组中的每个电池分别信号连接于一个检测单元；所述检测单元信号连接于电子控制单元；所述电子控制单元接入LIN总线；所述通信及信息处理模块包括：DSP处理器；所述DSP处理器接入LIN总线，同时也接入CAN总线；所述DSP处理器还分别信号连接于USB接口和显示装置。

【技术特征摘要】
1.一种纯电动车的电池智能管理系统，其特征在于，所述系统包括：用于获取电池组数据信息的信号检测模块和用于对采集到的数据信息进行处理的通信及信息处理模块；所述信号检测模块包括：总电流传感器；所述总电流传感器通过负载串联于由多个电池组成的电池组；总电压传感器；所述总电压传感器通过负载并联于由多个电池组成的电池组；所电池组中的每个电池分别信号连接于一个检测单元；所述检测单元信号连接于电子控制单元；所述电子控制单元接入LIN总线；所述通信及信息处理模块包括：DSP处理器；所述DSP处理器接入LIN总线，同时也接入CAN总线；所述DSP处理器还分别信号连接于USB接口和显示装置。2.如权利要求1所述的纯电动车的电池智能管理系统，其特征在于，所述检测单元包括：电源和电压采样电路、电流采样电路和温度检测电路；所述电源分别信号连接于电压采样电路、电流采样电路和温度检测单元；所述电压采样电路、电流采样电路和温度检测电路分别信号连接于电源。3.如权利要求2所述的纯电动车的电池智能管理系统，其特征在于，所述电源的基准电压为2.5V。4.如权利要求3所述的纯电动车的电池智能管理系统，其特征在于，所述电流采样电路为：霍尔传感器，霍尔传感器输出最高3V的电压信号，可以直接接入到电池进行采样；所述温度检测电路为：温度检测芯片，温度检测芯片在-40℃和125℃时输出电压分别为0.5V和1.75V,其具有10mV/℃的温度电压比例特性和±0.5℃的误差。5.一种基于权利要求1至4之一所述的纯电动车的电池智能管理系统的电池智能管理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：系统初始化，初始化各个模块和各个端口；步骤2：定时器中断，判断是否满足50ms中断，如果满足则直接执行步骤3，如果没有满...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福彦，
申请(专利权)人：德阳九鼎智远知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51