一种新能源汽车的电池管理系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源汽车的电池管理系统包括电压采集模块；所述电压采集模块通过采集线束与电池包连接，电池包被划分为n组电芯单元，每组电芯单元包括N个单体电芯，电压采集模块通过与n组电芯单元连接用于采集电芯单元的整体电压U0。一种新能源汽车的电池管理系统的控制方法，包括设置两种充电方式和两种放电方式以解决电池过充和过放的问题。本发明专利技术减少了采集所需要的线束，降低了采集成本，加快了电池电压采样的速度，通过设置两种充电方式和两种放电方式在降低采集成本的基础上，提高了电池包使用时的安全性和可靠性，避免发生过充和过放的问题。充和过放的问题。充和过放的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车的电池管理系统及控制方法


[0001]本专利技术属于新能源电池
，尤其是涉及一种新能源汽车的电池管理系统及控制方法。

技术介绍

[0002]BMS(BatteryManagementSystem，电池管理系统)是连接新能源汽车车载动力电池和电动车的重要纽带，通过对电压、电流、温度以及SOC(StateOfCharge，荷电状态)等参数采集、计算，进而控制电池的充放电过程，防止电池出现过度充电和过度放电，实现对电池安全和质量的保护，提升电池综合性能的管理系统。它是新能源电池领域储能系统的核心部件之一，其功能安全关系到整个储能设备的安全稳定运行。
[0003]BMS系统在电池的充电和放电过程中，实时采集新能源汽车电池包中每块电池的端电压和温度、充放电电流及电池包总电压，其内部对电池设置了强制停止相应过程的功能。充电状态，以任意单体电芯最高电压达到充电上限电压为临界条件，放电过程以任意单体电芯最低电压达到放电下限电压为临界条件。
[0004]目前新能源汽车BMS采集电芯电压的方法均是采集每一个单体电芯的电压；BMS的集成方式分为两种：集成式和主从分离式。若为主从分离式，则从板独立布置于电池包内与模组通过采集线束连接，就是一个是采集板，我们称之为BMU(BatteryMonitor Unit),另外一个是主板，BCU(BatteryControlUnit)；若为集成式，则从板集成在模组上，大多用于HEV(HybridElectricVehicle，混合电动汽车)，因为采集的电芯比较少，故可以进行集成。其中，主从分离式BMS的方案需要大量的采集线束，占用电池包内部空间，增加了装配复杂度；集成式BMS，由于每一个电芯均需要单独采集电压，从而需要大量的采集通道，对应的采集板数量多面积大、占用空间多；因此这两种BMS集成方式会造成硬件资源占用过多、占用体积过大，加大了集成成本。
[0005]新能源电池过放电便会造成电池的永久性受损，在极端状况下，锂电池温度过高或是过充电会造成热脱控，电池会裂开甚至于发生爆炸。现有技术中，针对电池过充和过放的问题，申请号为“CN2022102906674”名称为“电池管理系统及充放电管理方法”的中国专利技术专利，提供了一种过放阈值进行实时调整，从而在锂电池放电过程中自适应调整降流的时机，实现了降流的实时调整，避免过放现象的发生；但是其阈值的调整，是某一单个电芯电压值进行确定，无法保证其他电芯的工作状态；且其通过对所有电芯的电压采集来确定阈值，进一步加大了集成和采集的成本。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术旨在提供一种成本低、安全性高的新能源汽车的电池管理系统；本专利技术的另一目的旨在提供一种新能源汽车的电池管理系统的控制方法。
[0007]技术方案：本专利技术所述的新能源汽车的电池管理系统，包括电压采集模块；所述电压采集模块通过采集线束与电池包连接，电池包被划分为n组电芯单元，每组电芯单元包括
N个单体电芯，电压采集模块通过与n组电芯单元连接用于采集电芯单元的整体电压U0。
[0008]其中，还包括第一判断模块、第一控制模块、第二判断模块以及第二控制模块；第一判断模块用于判断不同工作状态下各个电芯单元的整体电压U0是否达到第一阈值电压，第一控制模块用于改变电池包的工作模式；第二判断模块用于判断不同工作状态下各个电芯单元的整体电压U0是否达到第二阈值电压，第二控制模块用于再次改变电池包的工作模式。
[0009]其中，所述第一阈值电压包括第一充电阈值电压U
c1
和第一放电阈值电压U
f1
，第二阈值电压包括第二充电阈值电压U
c2
和第二放电阈值电压U
f2
；所述工作模式包括充电状态和放电状态。
[0010]其中，充电状态包括充电电流为I
c1
的充电方式一和充电电流为I
c2
的充电方式二，其中I
c1
>I
c2
；放电状态包括放电电流为I
f1
的放电方式一和放电电流为I
f2
的放电方式二，其中I
f1
>I
f2
。
[0011]其中，所述第一充电阈值电压为Uc1满足以下要求：U
c1
＝ΔU1(n
‑
1)+nU
j
；其中，ΔU1为充电状态电芯单元内单体电芯之间出现最大充电容量偏差时的第一误差电压值，U
j
为单体电芯的截止电压，第二充电阈值电压U
c2
＝1.15U
c1
。
[0012]其中，所述第一放电阈值电压U
f1
满足以下要求：U
f1
＝ΔU2(n
‑
1)+nU
z
；其中，ΔU2为放电状态电芯单元内单体电芯之间出现最大放电容量偏差时的第二误差电压值，U
z
为单体电芯的放电终止电压，第二充电阈值电压U
f2
＝0.9U
f1
。
[0013]其中，所述的新能源汽车的电池管理系统还包括通讯模块、温度采集模块、电源模块以及均衡控制模块，通讯模块通过内网CAN、菊花链与主控板进行通讯，温度采集模块用于系统的热管理，电源模块用于控制电池包的充电和放电，均衡控制模块处理电芯单元电压的均衡管理。
[0014]一种新能源汽车的电池管理系统的控制方法，至少包括以下步骤：
[0015]步骤1、通过电压采集模块采集各电芯单元的整体电压U0；
[0016]步骤2、根据工作状态，判断各个电芯单元的整体电压U0是否达到第一阈值电压；
[0017]步骤3、若任一整体电压达到第一阈值电压，进入工作方式二；
[0018]步骤4、继续获取各个采集电芯单元的整体电压U0，判断各个整体电压U0是否达到第二阈值电压；
[0019]步骤5、若任一整体电压U0达到第二阈值电压，则停止电池包的相应工作过程。
[0020]其中，所述工作状态包括充电状态和放电状态，充电状态下，至少包括以下步骤：
[0021]步骤211、获取各个采集单元的整体电压U0；
[0022]步骤212、判断各采集单元整体电压U0是否大于第一充电阈值电压U
c1
，当采集单元的整体电压U0小于第一充电阈值电压U
c1
，则返回充电方式一；当采集单元的整体电压U0达到第一充电阈值电压U
c1
，则进入充电方式二；
[0023]步骤213、充电过程中，电压采集模块继续实时获取各个采集单元的整体电压U0，判断各采集单元的整体电压U0是否大于第二充电阈值电压U
c2
，当采集单元的整体电压U0小于第二充电阈值电压U
c2
，则返回充电方式二，当采集单元的整体电压U0达到第二充电阈值电压U...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车的电池管理系统，包括电压采集模块(22)；其特征在于：所述电压采集模块(22)通过采集线束与电池包(3)连接，电池包(3)被划分为n组电芯单元，每组电芯单元包括N个单体电芯，电压采集模块(22)通过与n组电芯单元连接用于采集电芯单元的整体电压U0。2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车的电池管理系统，其特征在于，还包括第一判断模块(26)、第一控制模块(27)、第二判断模块(28)以及第二控制模块(29)；第一判断模块(26)用于判断不同工作状态下各个电芯单元的整体电压U0是否达到第一阈值电压，第一控制模块(27)用于改变电池包(3)的工作模式；第二判断模块(28)用于判断不同工作状态下各个电芯单元的整体电压U0是否达到第二阈值电压，第二控制模块(29)用于再次改变电池包(3)的工作模式。3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车的电池管理系统，其特征在于，所述第一阈值电压包括第一充电阈值电压U
c1
和第一放电阈值电压U
f1
，第二阈值电压包括第二充电阈值电压U
c2
和第二放电阈值电压U
f2
；所述工作模式包括充电状态和放电状态。4.根据权利要求3所述的一种新能源汽车的电池管理系统，其特征在于，所述充电状态包括充电电流为I
c1
的充电方式一和充电电流为I
c2
的充电方式二，其中I
c1
>I
c2
；放电状态包括放电电流为I
f1
的放电方式一和放电电流为I
f2
的放电方式二，其中I
f1
>I
f2
。5.根据权利要求3所述的一种新能源汽车的电池管理系统，其特征在于，所述第一充电阈值电压为U
c1
满足以下要求：U
c1
＝ΔU1(n
‑
1)+nU
j
；其中，ΔU1为充电状态电芯单元内单体电芯之间出现最大充电容量偏差时的第一误差电压值，U
j
为单体电芯的截止电压，第二充电阈值电压U
c2
＝1.15U
c1
。6.根据权利要求3所述的一种新能源汽车的电池管理系统，其特征在于，所述第一放电阈值电压U
f1
满足以下要求：U
f1
＝ΔU2(n
‑
1)+nU
z
；其中，ΔU2为放电状态电芯单元内单体电芯之间出现最大放电容量偏差时的第二误差电压值，U
z
为单体电芯的放电终止电压，第二充电阈值电压U
f2
＝0.9U
f1
。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈佳洁，张楷龙，黄雪清，张闻，李文鸿，
申请(专利权)人：南京熊猫电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：