带板载有限能量激励的实时交流阻抗检测的电池管理系统技术方案

一种使用交流阻抗检测电池组的电池管理系统(BMS)。所述BMS控制器产生脉冲调制信号到同步降压转换器等的板载激励调节器，且对调制信号进行扫频控制来调制电容等有限能量单元。所述电容调制信号作为交流激励施加到所述电池组的端子。由同步采样得到的所述电池组的电压是对所述交流激励信号的响应。交流激励信号电流和响应信号电池电压经过处理、傅里叶变换得到相应的尼奎斯特图。曲线偏移可指示电池单元的老化情况。产生所述交流激励信号的所述电容器只从所述电池组汲取极少能量，因此交流阻抗检测可在包括充电、放电和空闲模式在内的所有模式下进行而无需外部电源。有模式下进行而无需外部电源。有模式下进行而无需外部电源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带板载有限能量激励的实时交流阻抗检测的电池管理系统


[0001]本专利技术涉及电池管理系统，且更具体地说，涉及电池交流阻抗的实时检测。

技术介绍

[0002]电动汽车(EV)等大型系统由电池组供电，电池组由控制电池组充放电的电池管理系统(BMS)管理。BMS还可具有空闲模式，在此模式中电池组与充电器和负载断开连接。
[0003]BMS可监测电池组的健康状况或老化情况。辅助充电器或电源可产生交流信号，用于施加到电池以测量其阻抗。这些交流检测系统中有一些仅当电源可用、在充电模式下，由充电器对电池充电时才工作。最近，也出现在空闲模式下使用外部电源来检测电池。
[0004]虽然这些电池检测系统很有用，但希望有一个实时电池检测系统，此系统在充电、放电和空闲三种模式下都可以工作并检测电池。例如，希望在EV运行(放电模式)、充电(充电模式)和EV不充电或放电(空闲模式)时，对电池执行交流阻抗检测。这种实时在线检测系统可以更早地检测到电池问题，而无需等到充电模式才进行。例如在驾驶过程中岩石刺穿电池组时出现损坏的电池单元，或在EV停泊且未充电时被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电池管理检测器，其特征在于，包括：用于连接到电池组的第一端子的第一电池连接；用于连接到所述电池组的第二端子的第二电池连接；用于连接到外部充电器的第一端子和外部负载的第一端子的第一外部连接器；用于连接到所述外部充电器的第二端子和所述外部负载的第二端子的第二外部连接器；连接于所述第二外部连接器和所述第二电池连接之间的功率开关，所述功率开关受控于处于未激活状态的开关信号而断开所述第二外部连接器与所述第二电池连接的连接；控制器，在充电/放电模式被激活时将所述开关信号置于激活状态，使得所述功率开关将所述第二外部连接器连接到所述第二电池连接，并在空闲模式被激活时将所述开关信号置于所述未激活状态；在电池检测期间由所述控制器产生调制信号(PWM_IN)，输出脉冲调制信号(PWM_OUT)，其中所述控制器在一组频率内改变所述调制信号的频率；有限能量单元，存储的有限能量不足以为所述电池管理检测器供电，其中所述有限能量足以产生交流激励信号；板载激励调节器，从所述控制器接收所述脉冲调制信号并利用所述脉冲调制信号驱动所述有限能量单元，调制所述有限能量单元以生成所述交流激励信号；其中所述交流激励信号的调制具有所述调制信号的频率；所述板载激励调节器在电池检测期间将所述交流激励信号注入到所述第一电池连接中；其中注入到所述电池组中所述调制的所述交流激励信号引起所述电池组产生响应信号的调制响应；且同步采样器，对所述电池组中的所述响应信号进行采样并检测所述调制响应，其中所述交流激励信号由所述有限能量单元产生。2.根据权利要求1所述的电池管理检测器，其特征在于，所述有限能量单元是电容器。3.根据权利要求2所述的电池管理检测器，其特征在于，所述电容器连接于所述板载激励调节器的第一输出节点和所述第二电池连接之间。4.根据权利要求3所述的电池管理检测器，其特征在于，所述板载激励调节器的第二输出节点直接连接到所述第一电池连接；其中所述电容器的调制形成所述交流激励信号。5.根据权利要求2所述的电池管理检测器，其特征在于，所述板载激励调节器是同步降压转换器。6.根据权利要求5所述的电池管理检测器，其特征在于，在所述充电/放电模式期间请求电池检测时，所述控制器调制所述调制信号；其中在所述空闲模式期间请求电池检测时，所述控制器调制所述调制信号；其中在线电池检测能够在所述电池组的充电期间、在所述电池组的放电期间以及在所述电池组空闲时执行。7.根据权利要求5所述的电池管理检测器，其特征在于，进一步包括：交流阻抗处理器，检测来自所述电池组的所述调制响应和所述调制的所述交流激励信
号以产生阻抗图；其中所述阻抗图是阻抗虚部相对于阻抗实部的图，所述阻抗图是尼奎斯特图。8.根据权利要求7所述的电池管理检测器，其特征在于，当所述交流阻抗处理器检测到所述阻抗图中的曲线偏移时，发送电池老化的信号。9.根据权利要求7所述的电池管理检测器，其特征在于，所述交流阻抗处理器进一步包括：第一离散采样器，用于对所述交流激励信号采样以产生采样后的交流激励信号；第一变换器，用于对所述采样后的交流激励信号进行傅里叶变换以产生频域中的激励序列；第二离散采样器，用于对所述响应信号采样以产生采样后的响应信号；第二变换器，用于对所述采样后的响应信号进行傅里叶变换以产生所述频域中的响应序列；阻抗计算器，针对频率序列中的每一频率，所述响应序列除以所述激励序列以产生阻抗值的实部和虚部；绘图器，用于将所述的阻抗值的实部和虚部绘制到所述阻抗图上；其中所述阻抗图是存储在计算机存储器中的阻抗值表。10.根据权利要求7所述的电池管理检测器，其特征在于，所述板载激励调节器连接于所述第一电池连接和所述第二电池连接之间；其中所述板载激励调节器将所述有限能量单元产生的所述交流激励信号驱动到所述第一电池连接上。11.根据权利要求7所述的电池管理检测器，其特征在于，所述交流激励信号是注入到所述第一电池连接中的电流；其中所述响应信号是所述电池组的电压。12.根据权利要求11所述的电池管理检测器，其特征在于，所述响应信号是所述电池组内的内部节点的电压，所述内部节点在所述第一电池连接和所述第二电池连接之间且具有不同于所述第一电池连接和所述第二电池连接的电压。13.根据权利要求6所述的电池管理检测器，其特征在于，进一步包括：连接于所述第一外部连接器和所述第一电池连接之间的保险丝。14.根据权利要求6所述的电池管理检测器，其特征在于，进一步包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文龙，陈梦，孙耀峰，陈满新，
申请(专利权)人：香港应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：