[发明专利]电池管理系统

说明书

本发明公开了电池管理系统，包括锂电池组、采样模块、控制模块、动力转换模块，控制模块与上位机连接通信，车载设备通过CAN总线与控制模块连接，锂电池组的电压、电流及表面温度被直接测量，被采样模块采集，采样模块采集的数据送入控制模块，控制模块与动力转换模块连接，控制模块将控制信号送入动力转换模块，电池组内部状态通过电池模型对电池内部状态进行估计，进而完成对电池组的控制。电池管理系统BMS通过控制模块对各单体电池进行检测来获得电池状态参数，控制模块将状态参数通讯到控制模块来进行状态分析和控制、保护。

技术领域

本发明涉及一种电池管理系统。

背景技术

电动汽车已成为目前汽车市场发展的主流趋势，利用电池管理系统(BMS)对其动力电池组进行监控保障是电动汽车的开发中不可或缺的一环。

在电动汽车的实际运行中，需要对电池电压、电流、温度等信号实时采集以及对电池内部参数在线估算。

公开的文献，陈守平，张军，方英民，等．动力电池组特性分析与均衡管理［J］．电池工业，2003，8(6): 265-271．没有进行均衡控制，随着充放电循环的增加，各单体电池各项参数逐渐分化，加快了电池组的损耗速度。

发明内容

为解决均衡控制的问题，本发明提供一种电池管理系统，准确进行 SOC和内阻的估算。

本发明提供如下技术方案：

电池管理系统，包括锂电池组、采样模块、控制模块、动力转换模块，所述控制模块与上位机连接通信，车载设备通过CAN总线与控制模块连接，锂电池组的电压、电流及表面温度被直接测量，被采样模块采集，采样模块采集的数据送入控制模块，控制模块与动力转换模块连接，控制模块将控制信号送入动力转换模块，电池组内部状态通过电池模型对电池内部状态进行估计，进而完成对电池组的控制。

进一步的，所述采样模块引入均衡电路，所采用的电池监控芯片的 S 端口提供电压控制该路 MOS-FET的开关，根据放电电流的大小来选择合适的均衡电阻R1和R2，同时并联发光二极管D2。

进一步的，系统的控制模块主要负责接收并处理采样模块采集到的信息，向系统其他模块发送命令，以及同上位机进行通信。

进一步的，所述控制模块选用了智能芯片STM32主控芯片作为微控单元，控制模块根据采样模块传回的数据，经过处理得到的需要的信息，估算SOC与SOH，选择均衡策略和充放电的控制。

进一步的，SOC估算，基于对电流及电压的直接测量，安时法的计算公式如下：

（1）；

（2）；

式中，i为一段时间t₀ -t内的充、放电的工作电流，Q(t)为一段时间t₀ -t内工作电流作用的累计电荷与电池额定容量的比值，Q_rated为电池的额定容量，η为库伦效率，SoC(t₀)为上一时刻t₀ 的剩余电量，SoC(t)为当前时刻t的剩余电量。

进一步的，SOH估算，（3），式中，I为充放电电流，T为电池温度，SOH(t₀)为电池初始的健康状态。

进一步的，动力转换模块采用MC33904 芯片可以将整车电源提供的 12 V 电压转化为3.3V的电压，以控制模块供电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该电池管理系统，可以通过上位机方便地读取电池的电压、电流和温度等信息，引入均衡电路，完成电压、温度的采集，实现均衡控制，准确进行 SOC和内阻的估算，较好的监测到电池容量的变化和判断电池的使用寿命，进而实施被动均衡。采用基于双卡尔曼滤波的电池内部参数估算方法，实现电池性能状态及寿命的及时掌握。

附图说明