一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网系统及方法技术方案

本发明专利技术属于新能源电动汽车技术领域和数据通信领域，公开了一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网系统及方法。BMS无线组网系统包括：主控单元和多个采集单元；所述主控单元与多个所述采集单元之间采用Mesh无线自组网技术连接；多个所述采集单元与所述纯电动乘用车的电池模组数量一一对应。BMS无线组网方法包括：采用Mesh无线自组网技术，建立主控单元和多个所述采集单元之间的连接。通过上述技术方案，达到了减少低压线束及互连接插件，提高电池系统可扩展性的目的，从而使得电池模组拆换更加容易，安装及维修更加方便，同时避免了行车过程中由于震动导致接插件松动或者发生线束短路和断路的可能性。束短路和断路的可能性。束短路和断路的可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网系统及方法


[0001]本专利技术属于新能源电动汽车
和数据通信领域，特别涉及一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网系统及方法。

技术介绍

[0002]据中汽协发布数据显示，2021年新能源乘用车销量333.4万辆，同比增长168％，其中纯电动乘用车销量273万辆，同比增长174％，乘用车电动化趋势已势不可挡。
[0003]现阶段，纯电动乘用车由于带电量不同，电压等级普遍在250～450Vdc之间。如果采用磷酸铁锂电池PACK成组，需要78～140串；如果采用三元电池PACK成组，则需要70～125串。如此高的电池串数已不能像低速车那样使用集中式的BMS(Battery Management System，电池管理系统)架构，而是需要采用分布式的BMS架构。在集中式的BMS架构中，BCU(Battery Control Unit，主控单元)和BMU(Battery Measure Unit，采集单元)集成在一起。在分布式的BMS架构中，BCU和BMU分开，一个BCU加上多个BMU协同工作。BMU负责采集各个电池模组的电芯电压、温度，并将采样到的模拟量信息上传给BCU，BCU采集电池包总电压及母线电流，并综合BMU上送的单体电芯数据，采用算法以实现SOC(电池剩余电量，State Of Charge)、SOH(State Of Health，健康状况)、SOP(State of Power，功率承受能力)等内部状态的估算与监控，在正确获取电池的状态后进行有效的热管理、均衡管理、充放电管理、漏电监测和故障报警等操作。
[0004]分布式的BMS架构在乘用车中广泛使用，其拓扑链接关系如图1所示，BCU和BMU之间通常采取CAN总线的通信方式进行数据交互，具体采用多少个BMU取决于电池箱内电池模组的配置方式和数量。
[0005]然而，纯电动乘用车目前广泛采用的分布式BMS架构存在如下缺陷：其一，电池包内部需要大量的通讯电缆，而且线路复杂，容易发生故障，维护难度较高；其二，电池模组独立性差，难以拆分，无法做到电池退役时的梯次利用及全生命周期管理。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术一方面提供了一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网系统，其包括：主控单元和多个采集单元；所述主控单元与多个所述采集单元之间采用Mesh无线自组网技术连接；其中，多个所述采集单元与所述纯电动乘用车的电池模组数量一一对应。
[0007]在如上所述的BMS无线组网系统中，可选地，所述采集单元包括：模拟前端芯片，用于采集所述电池模组中电芯的电压和温度；ADRF8800射频芯片，与所述模拟前端芯片连接，还与所述主控单元连接，用于将所述模拟前端芯片采集的数据通过无线方式发送给所述主控单元。
[0008]在如上所述的BMS无线组网系统中，可选地，所述ADRF8800射频芯片通过SPI或IIC或UART与所述模拟前端芯片连接。
[0009]在如上所述的BMS无线组网系统中，可选地，所述主控单元为ADRF8850射频芯片。
[0010]本专利技术另一方面提供了一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网方法，其包括：采用Mesh无线自组网技术，建立主控单元和多个所述采集单元之间的连接；其中，多个所述采集单元与所述纯电动乘用车的电池模组数量一一对应。
[0011]在如上所述的BMS无线组网方法中，可选地，所述采用Mesh无线自组网技术，建立主控单元和多个所述采集单元之间的连接，包括：配置所述主控单元为网络管理器，所述采集单元为节点；所述网络管理器扫描信道，建立Mesh无线网络；若所述节点加入网络成功，则为该节点分配网络地址；控制所述采集单元周期性采样所述电池模组中电芯的电压和温度，并通过无线通信方法发送给所述网络管理器；所述网络管理器接收各节点所发送的数据，并对数据进行运算处理。
[0012]在如上所述的BMS无线组网方法中，可选地，所述采集单元包括：模拟前端芯片，用于采集所述电池模组中电芯的电压和温度；ADRF8800射频芯片，与所述模拟前端芯片连接，还与所述主控单元连接，用于将所述模拟前端芯片采集的数据通过无线方式发送给所述主控单元。
[0013]在如上所述的BMS无线组网方法中，可选地，所述ADRF8800射频芯片通过SPI或IIC或UART与所述模拟前端芯片连接。
[0014]在如上所述的BMS无线组网方法中，可选地，所述主控单元为ADRF8850射频芯片。
[0015]本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0016]通过在主控单元与多个采集单元之间采用Mesh无线自组网技术连接，能减少低压线束及互连接插件，避免行车过程中由于震动导致接插件松动或者发生线束短路和断路的可能性，提高电池系统的安全性；还极大地提高了电池系统可扩展性，从而使得使电池模组拆换更加容易，安装及维修更加方便，降低了售后维护成本，大幅简化了电池包的生产工艺，同时兼顾了电池回收时的梯度利用。
附图说明
[0017]图1为现有技术中提供的一种用于纯电动乘用车分布式BMS架构的有线链接拓扑示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例提供的一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网系统的拓扑结构示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例提供的一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网方法的流程示意图。
具体实施方式
[0020]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0021]参见图2，纯电动乘用车的电池PACK具有若干个电池模组，例如1
#
电池模组、2
#
电池模组、
……
(N
‑
1)
#
电池模组、N
#
电池模组，各电池模组包括若干个电芯。为每个电池模组配置一个采集单元BMU，当电池模组数量为N时，MCU的数量也为N。为若干个电池模组配置一个主控单元BCU。BCU与BMU之间的连接方式采用的是Mesh无线自组网技术，实现了无线传输链路和数据交互，避免了传统分布式BMS架构中繁杂的电源通信线束所带来的电缆成本、高故障
率以及复杂工艺流程的问题，既可以提高整个电池包的可靠性，又可以有效降低车身的重量，同时也能够提高车的续航里程和能源使用效率。
[0022]Mesh无线自组网技术是以无线Mesh网络的新概念设计的移动通信系统，系统中各节点采用分布式网络结构，无需中心自组网，能实现多通道数据信息的实时交互。同时，系统支持任何网络拓扑结构，每个节点设备可以任意快速移动，快速改变和更新，抗干扰能力强，具有部署方便、使用灵活、操作简单等特点。虽然目前已有的ZigBee、Wi
‑
Fi、蓝牙等无线通信方式也可以接入Mesh无线自组网系统，但是ZigBee存在数据传输速率低，有效范围小，抗干扰性差，以及和IP协议对接比较复杂等弊端；Wi
‑
Fi的缺点是通信距离有限，稳定性差，功耗较大，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网系统，其特征在于，所述BMS无线组网系统包括：主控单元和多个采集单元；所述主控单元与多个所述采集单元之间采用Mesh无线自组网技术连接；其中，多个所述采集单元与所述纯电动乘用车的电池模组数量一一对应。2.根据权利要求1所述的BMS无线组网系统，其特征在于，所述采集单元包括：模拟前端芯片，用于采集所述电池模组中电芯的电压和温度；ADRF8800射频芯片，与所述模拟前端芯片连接，还与所述主控单元连接，用于将所述模拟前端芯片采集的数据通过无线方式发送给所述主控单元。3.根据权利要求2所述的BMS无线组网方法，其特征在于，所述ADRF8800射频芯片通过SPI或IIC或UART与所述模拟前端芯片连接。4.根据权利要求2所述的BMS无线组网系统，其特征在于，所述主控单元为ADRF8850射频芯片。5.一种用于纯电动乘用车的BMS无线组网方法，其特征在于，所述BMS无线组网方法包括：采用Mesh无线自组网技术，建立主控单元和多个所述采集单元之间的连接；其中，多个所述采集单元与所述纯电动乘用车的电池模组数量一一对...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭建华，
申请(专利权)人：楚能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：