含电池阻抗测量的电池管理系统及其阻抗测量方法技术方案

本发明专利技术提供一种含电池阻抗测量的电池管理系统及其阻抗测量方法，其中，系统包括：主控模块和至少一个从控模块；从控模块包括前端采集单元、激励电流产生单元、激励电流测量单元、从通讯单元和从控制器。主通讯单元与从通讯单元通讯连接，以将控制信息发送至从控制器，或将电池模组的状态信息和激励电流信息发送至主控制器。本方案通过激励电流产生单元产生激励电流，并利用激励电流测量单元对激励电流进行测量，然后根据激励电流获取电池模组的电抗。能够实现电抗的测量以及基于电抗的荷电状态和电池容量的计算。有效地提升了荷电状态和电池容量的准确度。由于在计算时考虑了状态信息，能够进一步地提高荷电状态和电池容量的准确度。

【技术实现步骤摘要】
含电池阻抗测量的电池管理系统及其阻抗测量方法
本专利技术涉及电动车的电池管理系统领域，特别涉及一种含电池阻抗测量的电池管理系统及其阻抗测量方法。
技术介绍
随着新能源技术的发展以及新能源车辆的普及，动力电池在电动车辆以及储能等领域的运用越来越广泛。为了保证动力电池使用的安全可靠，在提高电芯本身安全性的条件下，一套可靠稳定的电池管理系统是必不可少的。电池管理系统(BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，BMS)是指通过技术手段检测电池包的单体电压、温度、总电压、电流等基本信息，并通过特定算法实现电池包的荷电状态(StateofCharge，SOC)的估算，并通过故障报警的方式防止电池包出现过充电、过放电的情况，从而延长电池包的使用寿命。电池管理系统的两大功能就是为用户提供准确的荷电状态(StateofCharge，SOC)信息和电池容量(StateofHealth，SOH)信息。准确的SOC与SOH对电池的安全性、最大功率、最大电量预测都有重要的意义。此外，SOH的准确度也影响了SOC的准确度。因此，提升SOC与SOH的准确度是非常重要且困难的问题。现有技术中，对SOH估算方法大多采用通过当前电池荷电状态与出厂额定荷电状态比较，配合相关算法进行SOH估算。但是，由于对SOH采用了估算的方法，而不是用数据直接计算得出，这样得到的SOH会与真实的SOH存在偏差。进一步地，SOC的准确度也受到了影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中估算得到的电池包的荷电状态、电池容量准确度不高的问题。本专利技术提供了一种含电池阻抗测量的电池管理系统及其阻抗测量方法。为解决上述问题，本专利技术的实施方式公开了一种含电池阻抗测量的电池管理系统，包括主控模块和至少一个从控模块；主控模块包括主控制器和主通讯单元，主通讯单元与主控制器电连接；从控模块包括前端采集单元、激励电流产生单元、激励电流测量单元、从通讯单元和从控制器；前端采集单元分别与从控制器和电池模组连接，以根据从控制器的控制信息采集电池模组的状态信息，并将电池模组的状态信息发送至从控制器；激励电流产生单元与从控制器连接，以根据从控制器的控制信息产生激励电流；激励电流测量单元分别与从控制器和激励电流产生单元连接，以根据从控制器的控制信息采集激励电流产生单元产生的激励电流信息，并将激励电流信息发送至从控制器；主通讯单元与从通讯单元通讯连接，以将主控制器的控制信息发送至从控制器，或将从控制器采集的电池模组的状态信息和激励电流信息发送至主控制器。采用上述方案，通过激励电流产生单元产生激励电流，并利用激励电流测量单元对激励电流进行测量，然后根据激励电流获取电池模组的电抗。能够实现电抗的测量以及基于电抗的荷电状态和电池容量的计算。有效地提升了荷电状态和电池容量的准确度。进一步地，由于在计算荷电状态和电池容量时考虑了电池模组的状态信息，能够进一步地提高荷电状态和电池容量的准确度。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术实施例公开的含电池阻抗测量的电池管理系统，激励电流产生单元包括正弦波电压产生电路和电压电流转换电路；正弦波电压产生电路与从控制器连接，以根据从控制器的控制信息产生正弦波电压；电压电流转换电路与正弦波电压产生电路连接，以将正弦波电压转换成激励电流；激励电流测量单元与电压电流转换电路连接，以根据从控制器的控制信息采集激励电流信息。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术实施例公开的含电池阻抗测量的电池管理系统，激励电流测量电路包括激励电流采集电阻和模数转换器；激励电流采集电阻与电压电流转换电路连接，模数转换器连接至激励电流采集电阻的两端，且模数转换器与从控制器连接，以根据从控制器的控制信息采集激励电流采集电阻的电压，并根据激励电流采集电阻的电压获取激励电流信息，然后将激励电流信息发送至从控制器。采用上述方案，通过设置激励电流采集电阻，将电流信息转换成电压，然后由数模转换器根据激励电流采集电阻的阻值直接计算出激励电流，简单方便，准确度高。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术实施例公开的含电池阻抗测量的电池管理系统，从控模块还包括测试接口单元、存储单元和电源；测试接口单元与从控制器连接，以对从控制器进行测试；存储单元与从控制器连接，以根据从控制器的控制信息进行数据存储，并将存储的数据发送至从控制器；电源与从控制器连接，以为从控模块提供电能。采用上述方案，通过设置测试接口对从控单元进行测试，以及存储单元对数据进行存储，提高了电池管理系统的可靠性。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术实施例公开的含电池阻抗测量的电池管理系统，电池模组的状态信息包括电池模组的端电压和温度。采用上述方案，将电池模组的端电压和温度作为影响因子，考虑到温度对系统中电阻元件的影响，有效地提升了计算荷电状态和电池容量的准确度。本专利技术的实施方式还公开了一种电池管理系统的阻抗测量方法，电池管理系统采用如上任意实施方式所描述的电池管理系统，阻抗测量方法包括以下步骤：S1：主控模块上电初始化，并控制从控模块上电初始化；S2：主控模块向从控模块发送测量电池模组的阻抗的控制信息；S3：从控模块根据主控模块的控制信息测量电池模组的阻抗；S4：主控模块根据电池模组的阻抗模型获得电池模组的各电池单体的欧姆内阻和极化内阻对应的电池包的电池容量；S5：主控模块向从控模块发送周期性采集电池模组的状态信息的控制信息，且主控模块周期性采集各电池模组的总电压、总电流和绝缘电阻；S6：从控模块将采集到的电池模组的状态信息发送至主控模块；S7：主控模块根据电池模组的状态信息进行各电池模组的荷电状态的积分计算，并根据电池模组的开路电压、电池模组的温度和电池包的电池容量对荷电状态进行修正。采用上述方案，通过激励电流产生单元产生激励电流，并利用激励电流测量单元对激励电流进行测量，然后根据激励电流获取电池模组的电抗。能够实现电抗的测量以及基于电抗的荷电状态和电池容量的计算。有效地提升了荷电状态和电池容量的准确度。进一步地，由于在计算荷电状态和电池容量时考虑了电池模组的状态信息，能够进一步地提高荷电状态和电池容量的准确度。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术实施例公开的电池管理系统的阻抗测量方法，电池模组的状态信息包括电池模组的端电压和电池模组的温度；从控模块周期性采集电池模组的电压，以及主控模块周期性采集各电池模组的总电压、总电流和绝缘电阻的周期为1毫秒至500毫秒；从控模块周期性采集电池模组的温度的周期为1毫秒至2000毫秒。采用上述方案，通过周期性的采集系统的信息，能够提高系统的工作效率。根据本专利技术的另一具体实施方式，本专利技术实施例公开的电池管理系统的阻抗测量方法，从控模块根据主控模块的控制信息测量电池模组的阻抗，包括以下步骤：S31：从控模块控制激励电流产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含电池阻抗测量的电池管理系统，其特征在于，包括主控模块和至少一个从控模块；/n所述主控模块包括主控制器和主通讯单元，所述主通讯单元与所述主控制器电连接；/n所述从控模块包括前端采集单元、激励电流产生单元、激励电流测量单元、从通讯单元和从控制器；/n所述前端采集单元分别与所述从控制器和所述电池模组连接，以根据所述从控制器的控制信息采集所述电池模组的状态信息，并将所述电池模组的所述状态信息发送至所述从控制器；/n所述激励电流产生单元与所述从控制器连接，以根据所述从控制器的控制信息产生激励电流；/n所述激励电流测量单元分别与所述从控制器和所述激励电流产生单元连接，以根据所述从控制器的控制信息采集所述激励电流产生单元产生的激励电流信息，并将所述激励电流信息发送至所述从控制器；/n所述主通讯单元与所述从通讯单元通讯连接，以将所述主控制器的控制信息发送至所述从控制器，或将所述从控制器采集的所述电池模组的所述状态信息和所述激励电流信息发送至所述主控制器。/n

【技术特征摘要】
1.一种含电池阻抗测量的电池管理系统，其特征在于，包括主控模块和至少一个从控模块；
所述主控模块包括主控制器和主通讯单元，所述主通讯单元与所述主控制器电连接；
所述从控模块包括前端采集单元、激励电流产生单元、激励电流测量单元、从通讯单元和从控制器；
所述前端采集单元分别与所述从控制器和所述电池模组连接，以根据所述从控制器的控制信息采集所述电池模组的状态信息，并将所述电池模组的所述状态信息发送至所述从控制器；
所述激励电流产生单元与所述从控制器连接，以根据所述从控制器的控制信息产生激励电流；
所述激励电流测量单元分别与所述从控制器和所述激励电流产生单元连接，以根据所述从控制器的控制信息采集所述激励电流产生单元产生的激励电流信息，并将所述激励电流信息发送至所述从控制器；
所述主通讯单元与所述从通讯单元通讯连接，以将所述主控制器的控制信息发送至所述从控制器，或将所述从控制器采集的所述电池模组的所述状态信息和所述激励电流信息发送至所述主控制器。


2.如权利要求1所述的含电池阻抗测量的电池管理系统，其特征在于，所述激励电流产生单元包括正弦波电压产生电路和电压电流转换电路；
所述正弦波电压产生电路与所述从控制器连接，以根据所述从控制器的所述控制信息产生正弦波电压；
所述电压电流转换电路与所述正弦波电压产生电路连接，以将所述正弦波电压转换成所述激励电流；
所述激励电流测量单元与所述电压电流转换电路连接，以根据所述从控制器的控制信息采集所述激励电流信息。


3.如权利要求2所述的含电池阻抗测量的电池管理系统，其特征在于，所述激励电流测量单元包括激励电流采集电阻和模数转换器；
所述激励电流采集电阻与所述电压电流转换电路连接，所述模数转换器连接至所述激励电流采集电阻的两端，且所述模数转换器与所述从控制器连接，以根据所述从控制器的控制信息采集所述激励电流采集电阻的电压，并根据所述激励电流采集电阻的电压获取所述激励电流信息，然后将所述激励电流信息发送至所述从控制器。


4.如权利要求1-3任意一项所述的含电池阻抗测量的电池管理系统，其特征在于，所述从控模块还包括测试接口单元、存储单元和电源；
所述测试接口单元与所述从控制器连接，以对所述从控制器进行测试；
所述存储单元与所述从控制器连接，以根据所述从控制器的控制信息进行数据存储，并将存储的所述数据发送至所述从控制器；
所述电源与所述从控制器连接，以为所述从控模块提供电能。


5.如权利要求1-3任一项所述的含电池阻抗测量的电池管理系统，其特征在于，所述电池模组的所述状态信息包括所述电池模组的端电压和温度。


6.一种电池管理系统的阻抗测量方法，其特征在于，所述电池管理系统采用如权利要求1-5中任一项所述的含电池阻抗测量的电池管理系统，所述阻抗测量方法包括以下步骤：
S1：主控模块上电初始化，并控制从控模块上电初始化；
S2：所述主控模块向所述从控模块发送测量电池模组的阻抗的控制信息；
S3：所述从控模块根据所述主控模块的控制信息测量所述电池模组的阻抗；
S4：所述主控模块根据所述电池模组的阻抗模型获得所述电池模组的各电池单体的欧姆内阻和极化内阻对应的电池包的电池容量；
S5：所述主控模块向所述从控模块发送周期性采集所述电池模组的状态信息的控制信息，且所述主控模块周期性采集各所述电池模组的总电压、总电流和绝缘电阻；
S6：所述从控模块将采集到的所述电池模组的所述状态信息发送至所述主控模块；
S7：所述主控模块根据所述电池模组的所述状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：李原，代建红，裘洁瑜，
申请(专利权)人：摩登汽车盐城有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32