[发明专利]基于无线网络的电池管理系统

说明书

提供了一种包括非车载子系统和车载子系统的基于无线网络的电池管理系统，非车载子系统包括用于存储车载电池系统的历史数据和其它电池系统的数据的非车载数据存储装置，和非车载数据处理装置，其用于分析和处理所存储的数据并且建立和验证非车载电池模型、将精确且复杂的非车载电池模型映射成简单的非车载电池模型、以及产生所述简单的非车载电池模型的参数，车载子系统选择与简单的非车载电池模式对应的简单车载电池模式，用简单的非车载电池模式的参数更新所述简单车载电池模式的参数，并且计算所述车载电池系统的电池状态。还提供了一种使用上述基于无线网络的电池管理系统的方法。

技术领域

本发明涉及基于无线网络的电池管理系统(BMS)，特别是用于混合动力车辆(HEV)或电动车辆(EV)的电池管理系统。

背景技术

电动车辆，作为降低车辆温室气体排放的解决方案之一，由于它们的提高的能效而越来越受欢迎。为电动车辆供电的电源主要是可再充电的化学电源，包括二次电池。

电池管理系统是管理可再充电电池、特别是二次电池组的电子系统，该电子系统用于估算电池的精确荷电状态(SOC)、动态地监控电池的工作状态、以及平衡单个电池单元之间的能量，其比如通过监控电池的状态、计算数据、报告这些数据、保护电池、控制器其温度、和/或平衡该温度来实现这些功能。

电池管理系统包括中央控制器。中央控制器是BMS的核心并且管理整个电池组，其负责信息处理和做决定。

除中央控制器之外，还提供了用于BMS板的所谓的本地ECU(本地电子控制单元，LECU)或从属(slave)单元。LECU被连接到中央控制器并且用于电池管理系统中的电池单元监控。LECU的功能主要包括：电池单元电压测量、模块温度测量、电池单元的平衡、以及与BMS控制器通信等。这些功能通常由ASIC(专用集成芯片)和MCU(微控制单元)来完成。

上述这些功能通过，基于离线测试数据或本地数据，在电池管理系统的服务器上计算复杂电池模型的参数而实现。在多数系统中，电池模型的参数是固定的。一些先进的算法，例如卡尔曼滤波器算法，被用于在线改变参数以适应电池状态的变化。这些算法非常复杂、需要强大的IC芯片并且只依赖于本地数据进行计算。

然而，由于数据存储能力有限，不能使用目标电池系统的历史数据和其它电池系统的可参考数据，并且由于车载(on-board)控制芯片的计算能力有限，使BMS的性能受到限制。

需要解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于无线网络的电池管理系统，在该系统中，能够存储和完整地利用历史数据和来自其它电池的数据，能够通过提供非车载(off-board)子系统建立精确且复杂的电池模型并且进行验证(validate)，然后通过基于无线网络的电池管理系统的车载BMS能够估算SOC，SOH(健康状态)以及甚至电池寿命。

为此目的，根据本发明的第一方面，提供了一种包括非车载子系统和车载子系统的基于无线网络的电池管理系统，其中所述非车载子系统包括非车载数据存储装置和非车载数据处理装置，所述非车载数据存储装置用于存储目标车载电池系统的历史数据和其它电池系统的数据，所述非车载数据处理装置用于分析和处理所存储的数据并且建立和验证精确且复杂的非车载电池模型，将所述非车载电池模型映射成简单的非车载电池模型，以及产生所述简单的非车载电池模型的参数，并且其中所述车载子系统选择与所述简单的非车载电池模型对应的简单车载电池模型，用所述简单的非车载电池模型的参数更新所述简单车载电池模型的参数，并且计算所述车载电池系统的电池状态。

根据可行实施例，所述非车载数据存储装置是基于网络的数据存储装置。

根据可行实施例，所述电池状态是SOC，SOH和寿命估算中的一个或多个。

根据可行实施例，所述车载子系统测量车载电池系统的电池变量并且经由无线通信传输到非车载数据存储装置。