【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于儲能，特別涉及一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統。
技術介紹
1、目前電池管理系統的發展主要集中在儲能領域、消費電子領域與新能源汽車領域。伴隨著新能源車動力電池領域和儲能領域的生產制造及其對安全性較高的要求，高效率可靠安全的電池管理系統(bms)愈來愈獲得重視。
2、現有的電池管理系統(bms)管理系統其主要功能包括:電池物理參數實時監測:電池狀態估計；在線診斷與預警:充、放電與預充控制；均衡管理和熱管理。電池管理系統(bms)主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現過充電和過放電，延長電池的使用壽命，監控電池的狀態。
3、電池劣化失效多是由材料老化、極板腐蝕、硫酸鹽化結晶、失水等內部問題引起，無法直接測量，但是它們會導致電池內阻值變大。這些內部問題往往可通過內阻變化顯現出來。因此，電池內阻是一個十分重要的參數，電池的很多重要信息如容量、soc、soh等都能夠通過內阻反映出來?，F有的bms系統雖然在電池系統安全上做了大量安全相關的設計，但是這些設計的出發參考條件均為電池狀態的估算條件，因此現有的bms管理系統存在以下缺陷：
4、(1)電池內阻不能在線實時測量；
5、(2)電池內阻異常不能及時發現，隨著電池內阻的不斷變大從而影響電池的健康度；
6、(3)系統長期運行下電池內阻變化導致soc估算不準確，電池容量得不到有效的利用；
7、(4)內阻隨系統運行時間遞增，系統不能識別，在安全方面容易造成熱失控，引發系統發生火災燒毀整個系統。>
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種在電池管理系統中引入內阻在線監測，對soc和soh的數字模型實時修正，提高soc與soh的估算精度從而提升整個儲能系統及車載動力電池系統的能量利用率的能夠監測每節電池內阻的電池管理系統。
2、本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，包括mcu模塊、can通信模塊、電源模塊、恒壓恒流輸出模塊、交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊；mcu模塊分別與can通信模塊、電源模塊、恒壓恒流輸出模塊、交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊相連，交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊分別與被測電芯相連；電源模塊與恒壓恒流輸出模塊相連，恒壓恒流輸出模塊與交流信號發生電路與切換開關模塊相連。
3、所述mcu模塊包括mcu芯片、有源晶振、連接器、指示燈led1、lc濾波電路；mcu芯片采用stm32g473vet6。
4、所述交流信號發生電路與切換開關模塊包括mos管q1～q16、電感l9、模擬開關u7與u8、連接器j6、多個電阻和電容，模擬開關u7和u8均采用tmux1308a芯片；mos管q1～q16的2引腳并聯連接到電感l9，l9的另一端與恒壓恒流輸出模塊連接；mos管q1～q16的3引腳分別通過連接器j6接到被測電芯的正極；
5、mos管q1～q16的1引腳為控制信號輸入引腳，mos管q1～q7的1引腳分別連接u7的13、14、15、12、1、5、2、4引腳；mos管q8～q15的1引腳分別連接u8的13、14、15、12、1、5、2、4引腳；由mcu芯片驅動模擬開關u7和u8控制mos管q1～q16的開關從而產生1khz頻率交流信號，交流信號經過mos管q1～q16的3腳注入到被測電芯的正極。
6、所述信號采集及切換開關模塊包括mos管q17～q32、電阻r70～r135、電容c55～c77、模擬開關u10與u11、多路選擇器u9和連接器j7；擬開關u10與u11均采用tmux1308a芯片，多路選擇器u9采用cd74hc4067m96芯片；
7、mos管q17～q32的2腳分別通過連接器j7接到被測電芯的負極；mos管q17～q32的3腳分別與采樣電阻r76～r81、r88～r93、r103～r106對應連接，采樣電阻r76～r81、r88～r93、r103～r106的一端接gnd，另一端依次與u9的9、8、7、6、5、4、3、2、23、22、21、20、19、18、17、16引腳對應連接；u9的10、11、14、13引腳分別與mcu芯片的17、18、19、20引腳相連；u9的1引腳串接電阻r107后與mcu芯片的21引腳相連接，mos管q17～q24的1腳分別與u10的13、14、15、12、1、5、2、4引腳相連；mos管q25～q32的1腳分別與u11的13、14、15、12、1、5、2、4引腳相連；u10的6、3、9、10、11引腳分別與mcu芯片的56、55、57、58、59相連，u11的6、3、9、10、11引腳分別與mcu芯片的68、69、67、66、65相連，由mcu芯片驅動模擬開關u10和u11控制mos管q17～q32開關，采樣電阻上的信號經過多路選擇器u9送到mcu。
8、本專利技術的有益效果是：
9、1、本專利技術在在電池管理系統中引入內阻在線監測，能夠實時監測電池內阻變化。
10、2、soc估算一般采用安時積分法計算，電池內阻變化會影響到電流的變化，從而影響soc的估算精度；通過對電阻內側的實時監測，可以對soc的估算模型進行實時修正，提高soc的估算精度。
11、3、通過對電池內阻的實時監測，可以不斷修正電池的soh數字模型實時修正，提高soh的估算精度，從而提升整個儲能系統及車載動力電池系統的能量利用率。
12、4、本專利技術能夠在線實時監測電池內阻變化，在安全方面有著重大意義，電池的熱失控一般都是由于過充或外部因素導致，無論是那種因素從電池內阻都能直觀的提前預警通知用戶，從而避免發生安全事故。
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1.一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，包括MCU模塊、CAN通信模塊、電源模塊、恒壓恒流輸出模塊、交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊；MCU模塊分別與CAN通信模塊、電源模塊、恒壓恒流輸出模塊、交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊相連，交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊分別與被測電芯相連；電源模塊與恒壓恒流輸出模塊相連，恒壓恒流輸出模塊與交流信號發生電路與切換開關模塊相連。
2.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述MCU模塊包括MCU芯片、有源晶振、連接器、指示燈LED1、LC濾波電路；MCU芯片采用STM32G473VET6；
3.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述CAN通信模塊由CAN芯片U5、磁珠L8、共模電感L7、電阻R21、R22、R2、4R25，電容C29、C31、C32；TVS管TVS2～TVS4和跳線J3構成；U5采用SN65HVD232DR芯片；
4.根據權利要求1所述的
5.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述恒壓恒流輸出模塊由電感L4、穩壓器U3、電阻R7～R9、電容C12～C15、發光二極管D6、二極管D7構成，U3采用TPS7A02芯片；電容C14與C15并聯在U3的IN端口和GND端口之間；電容C12與C13并聯在U3的VOUT端口和GND端口之間；電阻R8連接在U3的IN端口與EN端口之間，電阻R9連接在U3的EN端口與GND端口之間；電感L4的一端與電容C14和C15的一個并聯端以及芯片U3的IN端口相連，另一端連接5V輸入電壓；二極管D7的正極連接U3的VOUT端口以及電容C12和C13的一個并聯端，負極為電壓輸出接口，輸出3.6V電壓；電阻R7與發光二極管D6的正極相連，發光二極管D6的負極接地，電阻R7的另一端接入3.6V輸入電壓。
6.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述交流信號發生電路與切換開關模塊包括MOS管Q1～Q16、電感L9、模擬開關U7與U8、連接器J6、多個電阻和電容，模擬開關U7和U8均采用TMUX1308A芯片；MOS管Q1～Q16的2引腳并聯連接到電感L9，L9的另一端與恒壓恒流輸出模塊連接；MOS管Q1～Q16的3引腳分別通過連接器J6接到被測電芯的正極；
7.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述信號采集及切換開關模塊包括MOS管Q17～Q32、電阻R70～R135、電容C55～C77、模擬開關U10與U11、多路選擇器U9和連接器J7；擬開關U10與U11均采用TMUX1308A芯片，多路選擇器U9采用CD74HC4067M96芯片；
...【技術特征摘要】
1.一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，包括mcu模塊、can通信模塊、電源模塊、恒壓恒流輸出模塊、交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊；mcu模塊分別與can通信模塊、電源模塊、恒壓恒流輸出模塊、交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊相連，交流信號發生電路與切換開關模塊、信號采集及切換開關模塊分別與被測電芯相連；電源模塊與恒壓恒流輸出模塊相連，恒壓恒流輸出模塊與交流信號發生電路與切換開關模塊相連。
2.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述mcu模塊包括mcu芯片、有源晶振、連接器、指示燈led1、lc濾波電路；mcu芯片采用stm32g473vet6；
3.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述can通信模塊由can芯片u5、磁珠l8、共模電感l7、電阻r21、r22、r2、4r25，電容c29、c31、c32；tvs管tvs2～tvs4和跳線j3構成；u5采用sn65hvd232dr芯片；
4.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述電源模塊由兩部分構成：5v電壓轉換電路和3.3v電壓轉換電路；
5.根據權利要求1所述的一種能夠監測每節電池內阻的電池管理系統，其特征在于，所述恒壓恒流輸出模塊由電感l4、穩壓器u3、電阻r7～r9、電容c12～c15、發光二極管d6、二極...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊龍，蔡海英，魏朝貴，莊潔，謝茂軍，馬駿，
申請(專利權)人：成都特隆美儲能技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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