基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统，包含动力电池管理系统；动力电池管理系统为主从式架构，包含主控

【技术实现步骤摘要】
基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统及方法


[0001]本专利技术涉及新能源汽车电池管理系统领域，具体地涉及基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统及方法
。

技术介绍

[0002]新能源商用车用动力电池系统电量大，电池单体数量多，动力电池无法集中统一布置
。
因此，新能源商用车电池系统采用多个电池包或电池模组组合而成
。
当动力电池系统中某一节或多节电池单体出现故障时，为了识别故障单体所在位置，需要动力电池管理系统进行准确判断
。
[0003]为了实现上述技术目标，目前现有技术采用的技术手段是对各个电池包或电池模组进行手动编号，并将电池单体编号在从控单元中进行标定存储
。
因此，在进行动力电池系统组装的时候，必须按编号进行装配
。
[0004]最典型的现有技术为申请号为
CN202111054899.1
，专利技术名称为“级联电池储能系统交直流侧接地故障检测定位方法及系统”的中国专利申请，其公开了以下技术特征：
[0005]1.
级联电池储能系统交直流侧接地故障检测定位系统包括测量级联
H
桥电池储能系统三相储能单元的漏电流；根据得到的三相储能单元的漏电流大小及分布规律，利用故障接地相和非故障接地相的储能单元漏电流大小与其电气位置的关系，及漏电流大小在接地故障前后的变化规律，进行接地故障的检测和定位
。
测量模块，该模块测量级联
H
桥电池储能系统三相储能单元的漏电流；故障检测模块，该模块根据测量模块得到的三相储能单元的漏电流大小及分布规律，利用故障接地相和非故障接地相的储能单元漏电流大小与其电气位置的关系，及漏电流大小在接地故障前后的变化规律，进行接地故障的检测和定位
。
[0006]2.
级联电池储能系统交直流侧接地故障检测定位方法包含步骤：
[0007]S1
，测量级联
H
桥电池储能系统三相储能单元工频漏电流；
[0008]S2
，根据
S1
测量数据，分别建立三相储能单元的漏电流数据样本集；
[0009]S3
，计算三个数据样本集的数据漏电流随储能单元位置的变化率；
[0010]S4
，根据
S3
得到的变化率判断有无单点接地故障，如无返回
S1
，如有进入
S5
；
[0011]S5
，判断接地故障所在相；
S6
，判断单点接地故障在故障相的电气位置
。
[0012]S1
中，测量级联
H
桥电池储能系统三相储能单元工频漏电流，包括：在级联
H
桥电池储能系统的每个储能单元的交流侧出口处设置漏电流传感器；对各自的漏电流传感器输出进行测量，得到本储能单元的漏电流大小，构成一个点
(x
，
I)
，其中，
x
为该储能单元的整数编号，编号从1开始，自级联
H
桥电池储能系统的中心点向并网点由小到大，
I
为本储能单元的漏电流大小
。
[0013]S2
中，分别建立三相储能单元的漏电流数据样本集，包括：收集级联
H
桥电池储能系统各个储能单元漏电流，每相组成一个二维数据样本点集，三相构成三个二维数据样本点集
{(1,Ia1),(2,Ia2),
……
,(N,IaN)}、{(1,Ib1),(2,Ib2),
……
,(N,IbN)}
和
{(1,Ic1),(2,Ic2),
……
,(N,IcN)}。
[0014]S3
中，计算三个数据样本集的数据漏电流随储能单元位置的变化率，包括：对三个数据样本集分别计算漏电流随位置的变化率，构成漏电流变化率向量
[(Ia2
‑
Ia1),(Ia3
‑
Ia2),
……
,(IaN
‑
Ia(N
‑
1))]、[(Ib2
‑
Ib1),(Ib3
‑
Ib2),
……
,(IbN
‑
Ib(N
‑
1))]和
[(Ic2
‑
Ic1),(Ic3
‑
Ic2),
……
,(IcN
‑
Ic(N
‑
1))]。
[0015]S4
中，根据
S3
得到的变化率判断有无单点接地故障，其中：若三个漏电流变化率向量中的每个元素均为正数，则判定级联
H
桥电池储能系统无单点接地故障；若三个漏电流变化率向量中，任何一个向量的元素有负数，则判定
CHB
‑
BESS
存在接地故障
。
[0016]S5
中，判断接地故障所在相，包括：漏电流变化率向量的元素有负数的相，判定为接地故障相
。S6
中，判断单点接地故障在故障相的电气位置，包括：记故障相的漏电流变化率向量为
[(Ix2
‑
Ix1),(Ix3
‑
Ix2),
……
,(IxN
‑
Ix(N
‑
1))]，定义向量
M
，
M
的元素按照下式进行计算：
Mj
＝
(Ix(j+1)
‑
Ixj)*(Ix(j+2)
‑
Ix(j+1))j
＝1…
(N
‑
2)
若
Mj(j
＝1…
(N
‑
2))
中仅有一个为负数，则接地点在故障相储能单元的交流侧；进一步计算
K
＝
Ix(j+1)/Ixj
，若
K<2
，则接地故障点在第
j
和储能单元和第
(j+1)
个储能单元之间的交流侧连接线上；若
K>2
，则接地故障点在第
(j
‑
1)
和储能单元和第
j
个储能单元之间的交流侧连接线上；若
Mj
连续出现三个负数，最后的负数为
Mi
，则接地点在故障相第
i
个储能单元的直流侧
。
[0017]现有技术的缺陷如下：
[0018]1.
按现有技术的技术方案，需要对动力电池包或电池模组进行手动编号，就必须要求动力电池系统按编号进行装配，这样会降低系统装配效率，增加手动编号的成本；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统，其特征在于：包含动力电池管理系统；所述动力电池管理系统为主从式架构，包含一个主控
BCU
和若干从控
BMU
；其中：所述主控
BCU
用于控制
、
管理
、
检测
、
计算电池系统的电热相关参数；所述电热相关参数包含单体电压
、
单体温度
、
系统高压
、
系统电流
、
冷却液温度
、
充电座温度
、
环境温度等；所述主控
BCU
还用于实现电池系统与其他车载控制器
、
非车载控制器之间的通讯；所述从控
BMU
用于采集电池单体的电压信号和温度信号，并将所述电池单体的电压信号和温度信号进行处理后通过内部
CAN
总线发送给所述主控
BCU
；所述从控
BMU
还用于实现电池均衡功能的执行；每个电池模组唯一匹配一个所述从控
BMU。2.
根据权利要求1所述的基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统，其特征在于：所述主控
BCU
包含辨识输出硬线接口
、
辨识输入硬线接口；所述从控
BMU
包含辨识输出硬线接口
、
辨识输入硬线接口
。3.
根据权利要求2所述的基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统，其特征在于：所述主控
BCU
的辨识输出硬线接口与电气位置排第一的所述从控
BMU
的辨识输入硬线接口电信号耦接；电气位置排最后的所述从控
BMU
的辨识输出硬线接口与所述主控
BCU
的辨识输入硬线接口电信号耦接；所有所述从控
BMU
的辨识输出硬线接口与相较自己电器位置靠后一位的所述从控
BMU
的辨识输入硬线接口电信号耦接，形成串联回路
。4.
根据权利要求3所述的基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统，其特征在于：所述主控
BCU
包含辨识低压供电电源；所述主控
BCU
用于采集辨识输出电压；所述辨识低压供电电源用于给模组辨识回路供电；所述辨识低压供电电源的负极连接至车架地
。5.
根据权利要求4所述的基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统，其特征在于：所述从控
BMU
在辨识线上串接有分压电阻
(R0)
；所述从控
BMU
采集所述分压电阻
(R0)
的前端电压
。6.
一种利用了权利要求5所述的基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别系统的基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别方法，其特征在于：包含以下步骤：
S100.
启动低压上电流程，直至所述主控
BCU、
所述从控
BMU
都上电工作；
S200.
执行模组电气位置自动辨识流程；
S300.
执行电气位置自动辨识故障判断流程；所述电气位置自动辨识故障判断流程具体包含以下步骤：
S310.
执行模组数量错误故障判断子流程；
S320.
执行模组装配错误故障判断子流程
。7.
根据权利要求6所述的基于电阻分压的电池模组电气位置自动识别方法，其特征在于：所述模组电气位置辨识流程具体包含以下步骤：
S210.
由所述主控
BCU
启动所述辨识低压供电电源；然后由所述主控
BCU
通过
CAN
总线发送系统模组数量
、
所述辨识低压供电电源的电压和辨识启动信号；所述主控
BCU
还将所述辨识低压供电电源的电压的值赋予辨识系统供电电源电压；
S220.
每个所述从控
BMU
接收到由所述主控
BCU
发送的所述辨识启动信号后，都采集自身的所述分压电阻
(R0)
的前端电压；然后将自身的所述分压电阻
(R0)
的前端电压的值赋予自身的电阻分压；
S230.
每个所述从控
BMU
根据采集到的自身的所述电阻分压
、
所述辨识系统供电电源电压
、
所述系统模组数量计算得到对应的模组所在位置；
S240.
将
S230...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯炯，宋宏贵，严雨朦，王吉阳，谭必需，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：