用于热散逸检测的两级方法技术

一种蓄电池系统包括具有蓄电池单元的可再充电能量存储系统(RESS)，以及被配置成执行两级逻辑以检测热散逸状况的蓄电池控制器网络。所述网络包括RESS嵌入式电池监测单元(CMU)，所述RESS嵌入式电池监测单元(CMU)电连接到相应电池群组，并且测量和无线地发送电池数据。蓄电池控制模块(BCM)与所述CMU通信。热散逸传感器安装在所述CMU和/或所述BCM上。连接到所述BCM的主控制器包括被配置成检测在所述RESS内发生的热散逸状况的热散逸检测算法。所述BCM使用来自所述CMU和热散逸传感器的数据来执行确定何时唤醒所述主控制器的第一逻辑级。所述主控制器响应于接收到唤醒信号而执行第二逻辑级以执行所述算法。

Two stage method for thermal escape detection

【技术实现步骤摘要】
用于热散逸检测的两级方法
本公开一般来说涉及与具有集成或嵌入式电池感测电路的多电池电化学蓄电池系统一起使用的正在进行的性能监测和控制逻辑。特别地，所公开的解决方案提供一种共同工作以促进对此蓄电池系统中的热散逸状况的检测和处理的经改进的方法和控制器网络。
技术介绍
如本领域普通技术人员将了解的，使用锂离子蓄电池组和使用具有其它高能电池化学性质的蓄电池单元构造而成的蓄电池组作为电气和机电系统阵列中的电源。例如，由混合或蓄电池电动车辆上的推进蓄电池组供应的蓄电池电压被馈送到布置在功率逆变器内的半导体开关的相专用支腿。使用对半导体开关的开关状态的控制来电充能一个或多个多相旋转电机的单独相绕组。如本文中所使用的，术语“旋转电机”广泛地包括具有静止构件/定子和同轴布置的可旋转构件/转子的类型的电动马达、发电机和组合式马达-发电机单元。特别是当旋转电机被配置为电动马达时，相应定子和转子磁场的协同相互作用将旋转和转矩施加给转子和所连接的转子轴。转子轴可以例如经由中间齿轮箱或动力传动组件耦接到从动负载，其中来自电动马达的输出转矩被引导到从动负载以实施工作。当转子相对于定子机械旋转时，可以使用相反功率流来发电，其中转子的旋转在定子绕组内产生电流。此后，所产生的电流被存储在蓄电池组的单独蓄电池单元中。在按其能力采用上述旋转电机作为电力推进或牵引马达的电动动力传动系中，只要所述电动动力传动系按驱动或推进模式运行（即，当蓄电池单元主动放电时），便从蓄电池系统的单元汲取能量。根据电机的特定配置，可以经由车外充电站和/或经由车载再生设备为蓄电池单元再充电。蓄电池控制单元收集并且随时间推移密切监测和控制电池数据，例如单独的电池或电池群组电压、分别往返蓄电池单元或电池群组的充电和放电电流以及在蓄电池系统内的各个位置处采样的温度测量结果。所述蓄电池控制单元被配置成基于收集到的电池数据自动调整蓄电池控制参数。常规的蓄电池系统布置包括分成多个电池堆或模块的蓄电池组，其中所述蓄电池模块中的每一者配备有应用适合数目个蓄电池单元和专用电池感测板(CSB)。每一相应CSB被配置成针对给定蓄电池模块测量对应的电池数据，并且将所测量的电池数据通信到BSM作为正在进行的功率流控制策略的一部分。通常，各种CSB使用电缆、线束和终接器按菊花链方式连接到BSM，以便提供必要通信和电气连接性。然而，新出现的蓄电池系统放弃BSM与各种CSB之间的硬接线通信路径，而支持无线通道。
技术实现思路
本文中公开一种蓄电池系统和相关联的控制方法，其共同实现用于检测蓄电池系统中的热散逸状况的简化控制架构。所公开的策略在不同蓄电池操作模式期间通过蓄电池控制网络使用可变采样率。特别地，蓄电池控制网络的各种控制器被配置成执行两级方法的不同部分以实现所期望的性能改进。作为本两级方法的一部分，在蓄电池系统的低功率/断开操作模式期间在与多个嵌入式电池测量单元(CMU)无线或硬接线通信的嵌入式蓄电池控制模块(BCM)中连续地执行第一级逻辑（即，级-1逻辑）。当蓄电池系统未主动向电气负载递送功率或者未被主动监测时，通常发生此模式。例如，在示例性蓄电池电动或混合电动车辆实施例中，只要车辆在断开状态中停放达延长的持续时间并且蓄电池系统（例如，车辆的高能推进蓄电池组）未以其它方式主动充电或实施本方法的范围之外的另一蓄电池功能，便可以执行此断开模式。第二级逻辑（级-2逻辑）在蓄电池系统的接通模式期间运行，并且由连接到嵌入式蓄电池控制模块的主控制器执行。级-2逻辑及其由主控制器的硬件部件的执行由BCM响应于级-1逻辑的执行结果可能使用二进制唤醒信号来选择性地触发。否则，主控制器在蓄电池系统的断开模式期间保持在低功率/睡眠模式，直到根据所述方法被BCM唤醒，或者直到被其它系统唤醒，例如，当在车辆上使用蓄电池系统时，在CAN总线上被唤醒。所述蓄电池系统的示例性实施例包括：多电池可再充电能量存储系统(RESS)，所述多电池可再充电能量存储系统(RESS)具有按多个电池群组布置的多个蓄电池单元；以及蓄电池控制器网络，所述蓄电池控制器网络被配置成执行两级逻辑以检测所述RESS中的热散逸状况。所述蓄电池控制器网络包括嵌入所述RESS内的多个CMU，所述CMU中的相应每一者电连接到所述电池群组中的相应一者，并且使用电池感测专用集成电路和收发器被配置成分别测量和发送所述相应电池群组的电池数据。所述网络还包括蓄电池控制模块(BCM)，所述蓄电池控制模块(BCM)具有电源、与所述多个CMU通信的另一收发器、和处理器，以及安装或定位在所述CMU和/或所述BCM上的多个热散逸传感器。使用主控制器作为所述网络的一部分。所述主控制器经由低压线路和隔离通信线路连接到所述BCM，并且通过预先确定的热散逸检测算法来编程，所述预先确定的热散逸检测算法在由所述主控制器执行时被配置成检测在所述RESS内发生的热散逸状况。在此实施例中，所述BCM使用来自所述CMU的电池数据和来自所述热散逸传感器的收集到的数据被配置成执行所述两级逻辑的第一逻辑级(L-1)以确定何时唤醒所述主控制器，并且此后向其发送唤醒信号。所述主控制器响应于从所述BCM接收到所述唤醒信号被配置成执行所述两级逻辑的第二逻辑级(L-2)以由此执行所述预先确定的热散逸检测算法。在不同实施例中，所述隔离通信路径可以是控制器局域网(CAN)总线或isoSPI连接部。所述热散逸传感器中的相应一者可以安装到或者定位在所述CMU中的相应一者上，和/或一对热散逸传感器可以安装到或者定位在所述BCM上。在一些配置中，所述RESS包括被配置成断开以由此使所述RESS与电气负载断开连接的一组接触器。在此实施例中，所述蓄电池系统包括蓄电池断开连接维修板(BDSB)，所述蓄电池断开连接维修板(BDSB)经由低压电源线和isoSPI连接部连接到所述BCM。所述BDSB响应于预先确定的电气故障被配置成请求所述接触器断开以使所述RESS断开连接。所述主控制器可以被配置成当所述预先确定的热散逸检测算法指示所述热散逸状况活动时命令所述接触器断开。所述BCM可以作为所述L-1逻辑的一部分被配置成检测所述RESS的所述蓄电池单元中的每一者的欠压状况，并且响应于所述欠压状况将所述唤醒信号发送到所述主控制器。另外，作为所述L-1逻辑的一部分，所述BCM可以选择性地计算多个测量周期内所述蓄电池单元的电池温度的最大温度差，并且响应于所述最大温度差超过经校准的温度阈值将所述唤醒信号发送到所述主控制器。所述BCM还可以将来自所述热散逸传感器的数据差与经校准的故障阈值进行比较，并且此后，在来自所述热散逸传感器的所述数据差超过经校准的故障阈值时记录故障代码。所述主控制器作为所述L-2逻辑的一部分可以被配置成当所述预先确定的热散逸检测算法指示所述热散逸状况不活动、并且所述蓄电池系统的当前操作模式不是活动操作模式时进入低功率睡眠模式。在一些实施例中，可以使用所述蓄电池系统作为电动动力传动系的一部分，所述电动动力传动系具有连接到所述RESS的功率逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种蓄电池系统，其包括：/n多电池可再充电能量存储系统(RESS)，所述多电池可再充电能量存储系统(RESS)具有按多个电池群组布置的多个蓄电池单元；以及/n蓄电池控制器网络，所述蓄电池控制器网络被配置成执行两级逻辑，以便检测所述RESS中的热散逸状况，所述蓄电池控制器网络包括：/n多个电池监测单元(CMU)，所述多个电池监测单元(CMU)嵌入所述RESS内，所述CMU中的相应每一者电连接到所述电池群组中的相应一者，并且使用电池感测专用集成电路和收发器而被配置成分别测量和发送所述相应电池群组的电池数据；/n蓄电池控制模块(BCM)，所述蓄电池控制模块(BCM)具有与所述多个CMU通信的另一收发器；/n多个热散逸传感器，所述多个热散逸传感器安装到所述CMU和/或所述BCM或者定位在所述CMU和/或所述BCM上；以及/n主控制器，所述主控制器经由低压线路和隔离通信路径连接到所述BCM，并且通过预先确定的热散逸检测算法来编程，所述预先确定的热散逸检测算法在由所述主控制器执行时被配置成检测在所述RESS内发生的热散逸状况；/n其中，所述BCM使用来自所述CMU的电池数据和来自所述热散逸传感器的收集到的数据而被配置成执行所述两级逻辑的第一逻辑级（L-1逻辑），以便确定何时唤醒所述主控制器，并且此后向其发送唤醒信号；并且/n其中，所述主控制器响应于从所述BCM接收到所述唤醒信号而被配置成执行所述两级逻辑的第二逻辑级（L-2逻辑），以便由此执行所述预先确定的热散逸检测算法。/n...

【技术特征摘要】
20200127 US 16/7735581.一种蓄电池系统，其包括：
多电池可再充电能量存储系统(RESS)，所述多电池可再充电能量存储系统(RESS)具有按多个电池群组布置的多个蓄电池单元；以及
蓄电池控制器网络，所述蓄电池控制器网络被配置成执行两级逻辑，以便检测所述RESS中的热散逸状况，所述蓄电池控制器网络包括：
多个电池监测单元(CMU)，所述多个电池监测单元(CMU)嵌入所述RESS内，所述CMU中的相应每一者电连接到所述电池群组中的相应一者，并且使用电池感测专用集成电路和收发器而被配置成分别测量和发送所述相应电池群组的电池数据；
蓄电池控制模块(BCM)，所述蓄电池控制模块(BCM)具有与所述多个CMU通信的另一收发器；
多个热散逸传感器，所述多个热散逸传感器安装到所述CMU和/或所述BCM或者定位在所述CMU和/或所述BCM上；以及
主控制器，所述主控制器经由低压线路和隔离通信路径连接到所述BCM，并且通过预先确定的热散逸检测算法来编程，所述预先确定的热散逸检测算法在由所述主控制器执行时被配置成检测在所述RESS内发生的热散逸状况；
其中，所述BCM使用来自所述CMU的电池数据和来自所述热散逸传感器的收集到的数据而被配置成执行所述两级逻辑的第一逻辑级（L-1逻辑），以便确定何时唤醒所述主控制器，并且此后向其发送唤醒信号；并且
其中，所述主控制器响应于从所述BCM接收到所述唤醒信号而被配置成执行所述两级逻辑的第二逻辑级（L-2逻辑），以便由此执行所述预先确定的热散逸检测算法。


2.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述隔离通信路径是控制器局域网(CAN)总线。


3.根据权利要求1所述的蓄电池系统，其中，所述隔离通信路径是isoSPI连接部...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·王，F·E·梅耶德鲁，T·王，T·小廷普夫，A·C·鲍曼，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US