【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電池管理，尤其涉及一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)及其實(shí)施方法。
技術(shù)介紹
1、鋰離子電池作為儲(chǔ)能電源已在通訊、電力系統(tǒng)、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。電池作為能量供給部件，其與電池管理系統(tǒng)模塊(單體電池管理系統(tǒng))之間連接的線束起著橋梁的作用。線束的正確連接直接關(guān)系到電池電壓采集是否能達(dá)到要求精度，影響到整個(gè)系統(tǒng)安全性和運(yùn)行可靠性。為了提高電池組與單體電池管理系統(tǒng)之間的正確和便捷連接，對(duì)線束結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理有效地布置和合理的電壓計(jì)算方法非常重要。
2、目前單體電池管理系統(tǒng)普遍存在定制化缺陷，一種模塊只能對(duì)應(yīng)采集一種單體串并聯(lián)方式的電池組電壓，具有固定的電壓采集方式。單體電池管理系統(tǒng)與具有不同電池串?dāng)?shù)的儲(chǔ)能電池模組之間的兼容性較差。另外，常規(guī)的單線制電壓采集方式下，單體電池的兩根電壓采集線中至少有一根線是借助單體電池間的動(dòng)力線采集電壓，在計(jì)算電壓時(shí)通常需要加入電流流過動(dòng)力線產(chǎn)生電壓降的補(bǔ)償值。特別是電池模組大電流工作時(shí)，跨接在兩個(gè)電池模組間的動(dòng)力線產(chǎn)生的電壓降無法準(zhǔn)確計(jì)算，進(jìn)而對(duì)應(yīng)的單體電池電壓補(bǔ)償值難以準(zhǔn)確估算，降低了該類單體電池的電壓采集精度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的就在于為了解決上述問題而提供一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)及其實(shí)施方法。
2、本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：
3、一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)，包括單體電池管理系統(tǒng)、由多個(gè)電池模組組成的電池組和用于連接所述電池模組和所述單體電池管理系統(tǒng)的線束；所述單體電池管理系統(tǒng)
4、所述控制器用于電壓采集電路的開關(guān)組選通控制和電池電壓計(jì)算；
5、所述a/d模塊用于電壓模擬量與數(shù)字量的轉(zhuǎn)換；
6、所述開關(guān)組用于根據(jù)控制器指令導(dǎo)通或關(guān)斷對(duì)應(yīng)的電壓采集電路；
7、所述線束接口用于連接單體電池管理系統(tǒng)和線束；
8、所述電池組是電壓檢測(cè)對(duì)象，產(chǎn)生電壓模擬量信號(hào)。
9、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述單體電池管理系統(tǒng)內(nèi)集成有輔助電路，所述輔助電路用于電壓信號(hào)的比較和放大。
10、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述開關(guān)組、所述線束接口和所述線束基于所述電池模組的管理數(shù)量進(jìn)行設(shè)定，所述電池模組的管理數(shù)量為偶數(shù)時(shí)，在偶數(shù)等分電池序號(hào)處增加冗余；所述電池模組的管理數(shù)量為奇數(shù)時(shí)，在奇數(shù)等分電池序號(hào)處增加冗余。
11、一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)的實(shí)施方法，包括以下步驟：
12、配置所述單體電池管理系統(tǒng)的參數(shù)；
13、判斷目前采集電壓與配置的所述參數(shù)是否匹配，若是，則進(jìn)入電壓采集模式1；若否，則進(jìn)入電壓采集模式2；
14、電壓采集模式1下開關(guān)組按照開關(guān)組選通模式1執(zhí)行，電壓采集模式2下開關(guān)組按照開關(guān)組選通模式2執(zhí)行；
15、讀取電池電壓模擬量數(shù)據(jù)，進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，計(jì)算輸出電池電壓值；
16、每間隔預(yù)設(shè)時(shí)間采集單體電池電壓，完成電壓采集后，統(tǒng)計(jì)計(jì)算每節(jié)單體電池電壓移動(dòng)平均值并與當(dāng)前值比較，判斷是否超出預(yù)設(shè)的閾值；若是，則再次進(jìn)入電壓采集，開關(guān)組按照開關(guān)組選通模式3執(zhí)行；若否，則輸出電壓值并完成本輪采集；
17、在開關(guān)組選通模式3下，分別采集以異常電池電壓通道為起點(diǎn)和終點(diǎn)的連續(xù)3節(jié)電池串聯(lián)總電壓各1次，再分別減去其余2節(jié)電池電壓值，所得到的與電壓移動(dòng)平均值之差在閾值內(nèi)的電壓，即為電池節(jié)異常單體電壓值的實(shí)際值；同時(shí)判斷異常的電壓采集電路。
18、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述電壓采集模式1與開關(guān)組選通模式1組合的具體內(nèi)容如下：
19、當(dāng)單體電池管理系統(tǒng)用于單個(gè)電池模組電壓采集，并且電池模組內(nèi)電池串聯(lián)數(shù)不大于單體電池管理系統(tǒng)電壓采集通道數(shù)時(shí)，電壓采集模式定義為電壓采集模式1；開關(guān)選通模式為所有冗余采集開關(guān)保持常斷開狀態(tài)，其他開關(guān)根據(jù)控制指令閉合，定義為開關(guān)組選通模式1；
20、所述電壓采集模式2與開關(guān)組選通模式2組合的具體內(nèi)容如下：
21、當(dāng)單體電池管理系統(tǒng)用于兩個(gè)及以上電池模組電壓采集，而且兩個(gè)及以上相鄰電池模組串聯(lián)成組，并且組內(nèi)總的單體電池串聯(lián)數(shù)不大于單體電池管理系統(tǒng)模塊電壓采集通道數(shù)時(shí)，電壓采集模式定義為電壓采集模式2；開關(guān)組在單體電池管理系統(tǒng)管理的電池模組數(shù)等分點(diǎn)對(duì)應(yīng)序號(hào)開關(guān)保持常閉合狀態(tài)，其他開關(guān)根據(jù)控制指令閉合，定義為開關(guān)選通模式2；
22、開關(guān)組選通模式3的具體內(nèi)容如下：
23、當(dāng)單體電池管理系統(tǒng)完成單體電池電壓采集后，統(tǒng)計(jì)計(jì)算每節(jié)單體電池電壓移動(dòng)平均值并與當(dāng)前值比較，出現(xiàn)第m節(jié)電池電壓超出閾值，此時(shí)先同時(shí)閉合第m節(jié)電池正采集電路開關(guān)和第m-3節(jié)電池正采集電路開關(guān)，獲得電壓值1；再同時(shí)閉合第m-1節(jié)電池正采集電路開關(guān)和第m+2節(jié)電池正采集電路開關(guān)，獲得電壓值2；該過程中保持其他開關(guān)斷開。
24、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述電壓采集模式2下的單體電池管理系統(tǒng)管理的電池模組數(shù)，是根據(jù)參數(shù)設(shè)置確定的。
25、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述開關(guān)組選通模式3在電壓采集模式1下或電壓采集模式2下均適用。
26、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為0.1s。
27、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述電池電壓柔性采集系統(tǒng)的電壓計(jì)算方法具體內(nèi)容如下：
28、所述控制器比較相鄰電池模組電壓采集數(shù)值精度，然后對(duì)電壓采集精度異常的電池模組切換采集方式，再進(jìn)行結(jié)果計(jì)算得到實(shí)際電壓。
29、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述電池電壓柔性采集系統(tǒng)的電壓計(jì)算方法總體上分為正常電壓計(jì)算方法和異常電壓計(jì)算方法兩種：
30、正常電壓采集計(jì)算方法：電池電壓采集正常時(shí)，根據(jù)模擬量采集電路取樣電阻、放大器采集到的模擬量，再經(jīng)過a/d轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)行線性計(jì)算，得到電壓值；
31、異常電壓采集計(jì)算方法：電池電壓采集值異常時(shí)，分別采集以異常電池電壓通道為起點(diǎn)和終點(diǎn)的連續(xù)3節(jié)電池串聯(lián)總電壓各1次，再分別減去其余2節(jié)電池電壓值，所得到的與電壓移動(dòng)平均值之差在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)的電壓，即為電池異常單體電壓值的實(shí)際值。
32、本專利技術(shù)的有益效果在于：
33、本專利技術(shù)基于在儲(chǔ)能電池箱里有多種復(fù)雜的電壓采集線束和電池模組上長(zhǎng)短不同的連接電纜，提出一種用同一個(gè)單體電池管理系統(tǒng)切換不同類型電池模組的管理，改變電壓采集節(jié)點(diǎn)提高電壓采集精度；同時(shí)，也可以通過讀回的數(shù)值根據(jù)相應(yīng)的算法判斷是否存在電池電壓異常，還能識(shí)別電壓采集異常電路。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)，其特征在于，包括單體電池管理系統(tǒng)、由多個(gè)電池模組組成的電池組和用于連接所述電池模組和所述單體電池管理系統(tǒng)的線束；所述單體電池管理系統(tǒng)包括依次連接的控制器、A/D模塊、開關(guān)組和線束接口，所述單體電池管理系統(tǒng)內(nèi)集成有電壓采集電路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)，其特征在于，所述單體電池管理系統(tǒng)內(nèi)集成有輔助電路，所述輔助電路用于電壓信號(hào)的比較和放大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)組、所述線束接口和所述線束基于所述電池模組的管理數(shù)量進(jìn)行設(shè)定，所述電池模組的管理數(shù)量為偶數(shù)時(shí)，在偶數(shù)等分電池序號(hào)處增加冗余；所述電池模組的管理數(shù)量為奇數(shù)時(shí)，在奇數(shù)等分電池序號(hào)處增加冗余。
4.一種如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電池電壓柔性采集系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于，所述電壓采集模式1與開關(guān)組選通模式1組合的具體內(nèi)容如下：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)的
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于，所述開關(guān)組選通模式3在電壓采集模式1下或電壓采集模式2下均適用。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為0.1s。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于，所述電池電壓柔性采集系統(tǒng)的電壓計(jì)算方法具體內(nèi)容如下：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于，所述電池電壓柔性采集系統(tǒng)的電壓計(jì)算方法總體上分為正常電壓計(jì)算方法和異常電壓計(jì)算方法兩種：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)，其特征在于，包括單體電池管理系統(tǒng)、由多個(gè)電池模組組成的電池組和用于連接所述電池模組和所述單體電池管理系統(tǒng)的線束；所述單體電池管理系統(tǒng)包括依次連接的控制器、a/d模塊、開關(guān)組和線束接口，所述單體電池管理系統(tǒng)內(nèi)集成有電壓采集電路；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)，其特征在于，所述單體電池管理系統(tǒng)內(nèi)集成有輔助電路，所述輔助電路用于電壓信號(hào)的比較和放大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電池電壓柔性采集系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)組、所述線束接口和所述線束基于所述電池模組的管理數(shù)量進(jìn)行設(shè)定，所述電池模組的管理數(shù)量為偶數(shù)時(shí)，在偶數(shù)等分電池序號(hào)處增加冗余；所述電池模組的管理數(shù)量為奇數(shù)時(shí)，在奇數(shù)等分電池序號(hào)處增加冗余。
4.一種如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的電池電壓柔性采集系統(tǒng)的實(shí)施方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電池...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：楊瑞，王曉琦，熊俐慧，溫文，白盛池，陳琳，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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