无人车电池管理系统技术方案

本公开提供一种无人车电池管理系统。该系统应用于自动驾驶车辆或者无人车，包括：两个电池系统、电池控制单元和控制器，两个电池系统轮流向无人车供电，电池系统包括一个或多个模块化的电池组，电池组的重量小于重量阈值；电池控制单元在检测当前供电的电池系统需要换电时，通过电路分别断开预充继电器、主负继电器以及当前供电的电池系统的BMU继电器，无人车下电；控制器在无人车下电之后，通过CAN总线将上电信号传输给电池控制单元，闭合另一电池系统的BMU继电器，并控制预充继电器闭合，在满足预设条件后，闭合主负继电器，断开预充继电器，无人车重新上电。本公开可以实现人工更换电池，降低无人车的换电成本及换电耗时，提升换电效率。升换电效率。升换电效率。

【技术实现步骤摘要】
无人车电池管理系统


[0001]本公开涉及电池管理
，尤其涉及一种无人车电池管理系统。

技术介绍

[0002]无人车，也称自动驾驶车辆、无人驾驶车辆或轮式移动机器人，是融合环境感知、路径规划、状态识别和车辆控制等多元一体的集成化、智能化的新时代技术产物，无人车的动力通常是由驱动电机提供，能量来源于锂电池。目前受充电桩的限制，无人车的车载充电非常不便，同时车载充电时间较长，影响运营时间。
[0003]目前，为了延长无人车的工作时间，通常将无人车电池系统的体积和重量设计的比较大，然而当电池系统的电量不足需要更换电池时，由于电池系统的体积及重量较大，需要借助机械设备并在固定的场地进行更换，因此增加了换电成本，并且换电耗时较长，影响车辆运营时间；另外，现有技术中虽然将体积及重量较大的电池系统拆分成若干个小的电池组，使单组电池的重量减少，从而达到人工换电的目的，但是体积小、重量轻的电池组的电量通常不足，为了提升电量，需要增加电池组的数量，随着电池组数量的增加，对电池系统的上电管理和切换管理造成了困难，导致电池管理系统在面对多电池组进行电池切换管理时，增加了换电耗时，换电效率比较低，也会影响车辆的运营时间。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本公开实施例提供了一种无人车电池管理系统，以解决现有技术存在的电池切换管理的成本高，换电耗时长，换电效率低，影响自动驾驶的安全性以及车辆运营时间的问题。
[0005]本公开实施例提供了一种无人车电池管理系统，包括：两个电池系统、电池控制单元和控制器，两个电池系统中的每个电池系统轮流向无人车供电，每个电池系统均包括一个或多个模块化的电池组，电池组的重量小于重量阈值；电池控制单元用于检测当前供电的电池系统需要换电时，通过电路分别断开预充继电器、主负继电器以及当前供电的电池系统的BMU继电器，此时无人车下电；控制器用于在无人车下电之后，通过CAN总线将上电信号传输给电池控制单元，由电池控制单元闭合另一电池系统的BMU继电器，之后电池控制单元通过电路控制预充继电器闭合，并且在满足预设条件后，闭合主负继电器，并断开预充继电器，此时无人车上电。
[0006]本公开实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0007]通过两个电池系统中的每个电池系统轮流向无人车供电，每个电池系统均包括一个或多个模块化的电池组，电池组的重量小于重量阈值；电池控制单元用于检测当前供电的电池系统需要换电时，通过电路分别断开预充继电器、主负继电器以及当前供电的电池系统的BMU继电器，此时无人车下电；控制器用于在无人车下电之后，通过CAN总线将上电信号传输给电池控制单元，由电池控制单元闭合另一电池系统的BMU继电器，之后电池控制单元通过电路控制预充继电器闭合，并且在满足预设条件后，闭合主负继电器，并断开预充继
电器，此时无人车上电。本公开不仅将电量多、体积大的电池组进行模块化设计，使单个电池组的重量减少，便于人工实现电池快换，降低换电设施成本，同时，对于多个电池组，能够实现科学的换电管理，不仅降低了换电成本及换电耗时，极大提升了换电效率，还降低换电过程对车辆运营时间的影响。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0009]图1是现有技术中的无人车电池系统的整体结构示意图；
[0010]图2是本公开实施例提供的无人车电池管理系统的产品整体结构示意图；
[0011]图3是本公开实施例提供的无人车电池管理系统的内部组成结构示意图。
具体实施方式
[0012]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本公开实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本公开。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本公开的描述。
[0013]如前文
技术介绍
中的内容，随着自动驾驶技术和新能源汽车技术的发展，无人车技术越发成熟，无人车的应用场景和使用范围也逐渐扩大，例如以应用场景对无人车进行划分，包括但不限于无人配送车、无人零售车、无人清扫车、无人巡逻车等等，无人车也可以称为自动驾驶车辆。
[0014]自动驾驶通常以新能源汽车为载体，因此无人车的动力通常是由驱动电机提供，能量来源于电池系统中的锂电池。目前受充电桩的限制，无人车可以采用车载充电的方式，车载充电是指通过充电桩或车载充电机对装在车上的锂电池进行充电，它需要外界的充电桩提供电源并且无人车停放在固定地点进行充电，因此无人车的车载充电也非常不便，同时车载充电时间较长，影响运营时间。
[0015]现有技术中，可以采用切换电池系统的方式来解决无人车的能量供应问题，电池系统之间的切换过程也称为换电过程，换电是指从一个电池组(或电池系统)切换到另一个电池组(或电池系统)的过程，换电之前需要先将电池单独进行充电，将充满电后的电池组替换无人车上电量耗尽的电池组。换电虽然可以解决无人车的能量供应问题，但是现有的换电模式仍存在以下问题：
[0016]在第一种换电模式中，将无人车内电量不足的完整电池系统更换为电量充足的电池系统，但是由于车辆完整电池系统的体积及重量均比较大，因此需要借助机器设备并在固定的场地进行换电，这种换电模式适合锂电池比较重，人工无法换电的场合；例如，假设无人车经过一天的运营需要10kWh以上的电量，按照目前的电池技术，所需电池系统的重量最少在50kg以上，但是对50kg电池系统的换电需要借助机械设备进行更换，并且需要在固定场地进行换电，换电场所的建设投入大，而且在固定场所内进行换电的耗时较长，影响无
人车的运营时间。
[0017]在第二种换电模式中，通过将完整的电池系统拆分成若干个小的电池组，使单个电池组的重量减少，从而达到人工换电的目的，换言之，将重量比较大的电池进行分块设计，使单个电池组的重量减少，通过将各个电池组进行串并联组成新的电池系统。这种人工进行换电的模式，虽然不受场地和设备的限制，适用于锂电池体积小、重量轻且易操作的车型；但是由于体积小、重量轻的电池的电量较低，为了提高电量上限需要增加电池组的数量，随着电池组数量的增加，对电池系统的上电管理和切换管理造成了困难，导致电池管理系统在面对多电池组进行电池切换管理时，增加了换电耗时，换电效率比较低，也会影响车辆的运营时间。
[0018]为了对现有电池管理系统所存在的问题做进一步说明，下面将结合附图对现有技术中的电池系统的结构以及基于该结构的换电方式进行详细介绍。图1是现有技术中的无人车电池系统的整体结构示意图，如图1所示，现有技术在基于该电池系统进行换电管理时，具体可以包括以下内容：
[0019]在现有技术中，假设电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人车电池管理系统，其特征在于，包括：两个电池系统、电池控制单元和控制器，所述两个电池系统中的每个所述电池系统轮流向无人车供电，每个所述电池系统均包括一个或多个模块化的电池组，所述电池组的重量小于重量阈值；所述电池控制单元用于检测当前供电的电池系统需要换电时，通过电路分别断开预充继电器、主负继电器以及所述当前供电的电池系统的BMU继电器，此时所述无人车下电；所述控制器用于在所述无人车下电之后，通过CAN总线将上电信号传输给所述电池控制单元，由所述电池控制单元闭合另一电池系统的BMU继电器，之后所述电池控制单元通过电路控制所述预充继电器闭合，并且在满足预设条件后，闭合所述主负继电器，并断开所述预充继电器，此时所述无人车上电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池系统之间为并联关系，每个所述电池系统内设置有两个相互串联的电池组，每个所述电池组内设置一个BMU继电器和一个BMU，所述BMU为电池管理单元，所述重量阈值为20kg。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电池控制单元用于在所述无人车的运行过程中，通过与所述电池系统连接的CAN总线，检测到所述当前供电的电池系统需要换电时，通过CAN总线向所述无人车的自动驾驶模块发送停车信号，利用所述自动驾驶模块控制所述无人车停靠在安全位置。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预充继电器和所述主负继电器通过电路与所述电池控制单元连接，所述当前供电的电池系统的BMU继电器通过CAN总线与所述电池控制单元连接，所述主负继电器并联在所述预充继电器上，所述预充继电器串联一个预充电阻，所述控制器与所述电池控制单元之间通过CAN总线进行信号传输。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还包括高压回路，所述高压回路的一端分别与每个所述电池系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，苏张勇，
申请(专利权)人：新石器慧通北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：