电池管理系统及电池单体的直流内阻的测量方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410073563.3

申请日:

2014.02.28

公开号:

CN104880605A

公开日:

2015.09.02

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):G01R 27/08申请日:20140228|||公开

IPC分类号:

G01R27/08; H02J7/00

主分类号:

G01R27/08

申请人:

比亚迪股份有限公司

发明人:

林思岐; 邓林旺; 于海军; 王超

地址:

518118广东省深圳市坪山新区比亚迪路3009号

优先权:

专利代理机构:

北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201

代理人:

张大威

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内容摘要

本发明提出了一种动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,包括以下步骤:在接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令时,电池管理控制器每隔预设时间将指令发送至电池信息采样器,电池信息采样器采样相应的电池单体的电压;电池管理控制器在发送指令时采样每个电池单体的电流;获取每个电池单体的多组采样数据;根据每个电池单体的多组采样数据计算每个电池单体的直流内阻。本发明的测量方法能保证电池单体的电流电压数据同步采样,从而可以准确测量电池单体的直流内阻,为所有电池单体的健康状态判断提供准确的依据,更好地保证电动汽车运行的安全性。本发明还提出了一种测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统。

权利要求书

1.  一种动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,其特征在于,所述动力电池组包括多个电池单体,所述测量方法包括以下步骤:
在接收到测量每个所述电池单体的直流内阻的指令时,电池管理控制器每隔预设时间将所述指令发送至电池信息采样器,所述电池信息采样器采样相应的电池单体的电压;
所述电池管理控制器在发送所述指令时采样每个所述电池单体的电流;
获取每个所述电池单体的多组采样数据,其中,每组采样数据包括所述电池单体在同一时刻的采样电流和采样电压;
根据每个所述电池单体的多组采样数据计算每个所述电池单体的直流内阻。

2.
  根据权利要求1所述的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,其特征在于,当所述动力电池组的电流变化时,发送所述指令至所述电池管理控制器。

3.
  根据权利要求1或2所述的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,其特征在于,所述电池信息采样器包括微控制单元和采样单元,且所述电池信息采样器与所述电池管理控制器相连以进行CAN通信。

4.
  根据权利要求3所述的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,其特征在于,所述微控制单元内部运行多个任务,其中所述多个任务中的测量直流内阻任务的优先级最高,当所述电池信息采样器接收到所述指令时,所述微控制单元通过CAN中断以使所述测量直流内阻任务就绪。

5.
  根据权利要求1或2所述的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,其特征在于,所述电池信息采样器为多个,每个所述电池信息采样器包括采样单元,多个所述电池信息采样器串行连接,且多个所述电池信息采样器与所述电池管理控制器之间采用预设的差分通讯以进行数据交互。

6.
  一种测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统,其特征在于,包括电池信息采样器和电池管理控制器,其中,
所述电池信息采样器,用于采样相应的电池单体的电压;
所述电池管理控制器在接收到测量每个所述电池单体的直流内阻的指令时,每隔预设时间将所述指令发送至所述电池信息采样器,所述电池信息采样器采样相应的电池单体的电压,并且所述电池管理控制器在发送所述指令时采样每个所述电池单体的电流,以及所述电池管理控制器获取每个所述电池单体的多组采样数据,并根据每个所述电池单体的多组采样数据计算每个所述电池单体的直流内阻,其中,每组采样数据包括所述电池单体在同一时刻的采样电流和采样电压。

7.
  根据权利要求6所述的测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统,其特征在于,所述电池信息采样器包括微控制单元和采样单元,且所述电池信息采样器与所述电池管理控制器相连以进行CAN通信。

8.
  根据权利要求7所述的测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统,其特征在于,所述微控制单元内部运行多个任务,其中所述多个任务中的测量直流内阻任务的优先级最高,当所述电池信息采样器接收到所述指令时,所述微控制单元通过CAN中断以使所述测量直流内阻任务就绪。

9.
  根据权利要求6所述的测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统,其特征在于,所述电池信息采样器为多个,每个所述电池信息采样器包括采样单元,多个所述电池信息采样器串行连接,且多个所述电池信息采样器与所述电池管理控制器之间采用预设的差分通讯以进行数据交互。

说明书

电池管理系统及电池单体的直流内阻的测量方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域,特别涉及一种测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统以及一种动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法。
背景技术
相关技术中的一种电动汽车的BMS(Battery Management System,电池管理系统)的结构拓扑如图1所示,该电动汽车的电池管理系统由1个BMC(Battery Management Controller,电池管理控制器)和N个BIC(Battery Information Collector,电池信息采集器)共同构成,BMC和BIC之间通过CAN(Controller Area Network,控制器局域网)进行通信。该系统能够对电动汽车的动力电池组的充放电电流、电池单体的电压、电池组的温度进行采样,以使电动汽车工作在电池组的安全区域内。
其中,BIC负责采集电池组中的电池单体的电压和温度,BIC内部主要包含BMS的专用IC以及处理本身采样数据的MCU;BMC负责采集充放电电流,并对整个系统进行控制。在测量电池单体的直流内阻时,BMC接收BIC发送来的电压信号,并用两次采样的电压信号差除以自身两次采集到的电流信号差,以获得相应的电池单体的直流内阻。
但是,相关技术中的电动汽车的电池管理系统在计算电池单体的直流内阻时会出现比较大的误差,测量不精确,需要进行改进。
发明内容
本申请是基于发明人对以下问题的认识和发现作出的:
相关技术中,电池管理系统在计算电池单体的直流内阻时,BMC和每个BIC之间各自独立成为一个小系统运行,每个BIC每间隔Δtv的时间发送测量电池单体的直流内阻的指令给对应的专用IC,以对相应的所测的电池单体的电压采样一次,并且将通过采样获取的电压数据保存到BIC自身的缓存中,而BMC每间隔Δti的时间进行一次对电池单体的电流的采样,同时也将通过采样获取的电流数据保存到BMC自身的缓存中。因此,当需要测量电池单体的直流内阻时,BMC发送读取数据的指令以读取BIC的缓存中的电压数据,然而BIC的缓存中的电压数据至少为此刻Δtv时间前的电压数 据,而此时BMC缓存中的电流数据则为Δti前的,即用于测量电池单体的直流内阻的电压数据和电流数据的采样时刻不同步,导致计算所得的直流内阻不准确,无法为所有电池单体的健康状态判断提供准确的依据,不能很好地保证电动汽车运行的安全性。
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。
为此,本发明的一个目的在于提出一种动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,该测量方法能同步获得电池单体的电流电压数据,从而准确测量电池单体的直流内阻。
本发明的另一个目的在于提出一种测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统。
为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,其中,所述动力电池组包括多个电池单体,所述测量方法包括以下步骤:在接收到测量每个所述电池单体的直流内阻的指令时,电池管理控制器每隔预设时间将所述指令发送至电池信息采样器,所述电池信息采样器采样相应的电池单体的电压;所述电池管理控制器在发送所述指令时采样每个所述电池单体的电流;获取每个所述电池单体的多组采样数据,其中,每组采样数据包括所述电池单体在同一时刻的采样电流和采样电压;根据每个所述电池单体的多组采样数据计算每个所述电池单体的直流内阻。
根据本发明实施例提出的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,在接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令时,电池管理控制器每隔预设时间将该指令发送至电池信息采样器,电池信息采样器采样相应的电池单体的电压,同时电池管理控制器在发送该指令时采样每个电池单体的电流,这样能保证电池单体的电流电压数据同步采样,从而可以准确测量电池单体的直流内阻,提高了所有电池单体的直流内阻测量精度,为所有电池单体的健康状态判断提供准确的依据,更好地保证电动汽车运行的安全性。
本发明另一方面实施例提出的一种测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统,包括电池信息采样器和电池管理控制器,其中,所述电池信息采样器,用于采样相应的电池单体的电压;所述电池管理控制器在接收到测量每个所述电池单体的直流内阻的指令时,每隔预设时间将所述指令发送至所述电池信息采样器,所述电池信息采样器采样相应的电池单体的电压,并且所述电池管理控制器在发送所述指令时采样每个所述电池单体的电流,以及所述电池管理控制器获取每个所述电池单体的多组采样数据,并根据每个所述电池单体的多组采样数据计算每个所述电池单体的直流内阻,其中,每组采样数据包括所述电池单体在同一时刻的采样电流和采样电压。
根据本发明实施例的测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统,电池管理控制器在接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令时,每隔预设时间将该指令发送至 电池信息采样器,电池信息采样器采样相应的电池单体的电压,同时电池管理控制器在发送该指令时采样每个电池单体的电流,这样能保证电池单体的电流电压数据同步采样,从而可以准确测量电池单体的直流内阻,提高了所有电池单体的直流内阻测量精度,为所有电池单体的健康状态判断提供准确的依据,更好地保证电动汽车运行的安全性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为根据相关技术中的一种电池管理系统的结构拓扑图;
图2为根据本发明实施例的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法的流程图;
图3为根据本发明一个实施例的电流和电压同步采样以及不同步采样时的电压和电流曲线示意图;
图4为根据本发明实施例的测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统的方框示意图;以及
图5为根据本发明另一个实施例的测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统的结构拓扑图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不 是直接接触。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面在描述根据本发明实施例提出的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法和测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统之前,先来简单描述一下准确测量电池单体的直流内阻的重要性。
动力电池组中电池单体的直流内阻随电池单体的SOH(State of Health,健康状态)的变化,对外表现为动力电池组中电池单体的直流内阻随电池老化严重程度而增大,因此动力电池组中电池单体的直流内阻是判断电池单体的SOH的关键。同时,动力电池组中电池单体的直流内阻的阻值的大小也与电池单体的充放电功率能力有关。具体而言,当电池单体的直流内阻的阻值越大,电池单体允许的使用功率越低,若电池单体的使用功率超于电池单体功率的限定值,即超出了动力电池安全运行区域,则很可能导致电池单体内部正负极发生副反应,损耗电池单体的正负极材料,加剧电池单体老化,甚至导致安全问题。由此可知,动力电池组中电池单体的直流内阻是动力电池安全运行区域划定的一个重要参数。
通常对电池单体的直流内阻的测量采用瞬态分析法,即用瞬变的电压值除以瞬变的电流值以计算电池单体的直流内阻。为获取准确的电池单体的直流内阻,要求采样的电压和电流的时刻保持同步,如果采样的电压电流不同步,就会造成测量结果的不准确。
本发明正是基于上述问题,而提出了一种动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法与一种测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统。
下面就参照附图来描述根据本发明实施例提出的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法和测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统。
图2为根据本发明实施例的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法的流程图。其中,动力电池组包括多个电池单体。参照图2所示,该动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法包括以下步骤:
S1:在接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令时,电池管理控制器每隔预设时间将指令发送至电池信息采样器,电池信息采样器采样相应的电池单体的电压。
S2:电池管理控制器在发送指令时采样每个电池单体的电流。
根据本发明的一个实施例,电池信息采样器可以为多个,每个电池信息采样器对应采 样一个或几个电池单体的电压,其中,电池信息采样器具体采样几个电池单体的电压取决于BMS专用IC本身的特性。
在本发明的实施例中,电池管理控制器主要负责动力电池组的整体管理工作。当电池管理系统需要测量动力电池组中电池单体的直流内阻时,电池管理控制器接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令,电池管理控制器会暂时停止其他的任务,然后向每个电池信息采样器发送测直流内阻的指令即向所有电池信息采集器广播发送“测内阻模式命令”,每个电池信息采样器采样相应的电池单体的电压,测量结果记录到电压采样数组中。并且,电池管理控制器在向每个电池信息采样器发送指令的同时,电池管理控制器采样每个电池单体的电流,即电池管理控制器自身开始测量一次电流值,测量结果记录到电流采样数组中,然后再次运行电池管理控制器原本的其他任务。
其中,根据本发明的一个实施例,电池信息采样器包括微控制单元和采样单元即专用IC,且电池信息采样器与所述电池管理控制器相连以进行CAN通信。并且,所述微控制单元内部运行多个任务,其中所述多个任务中的测量直流内阻任务的优先级最高,当所述电池信息采样器接收到所述指令时,所述微控制单元通过CAN中断以使所述测量直流内阻任务就绪。
也就是说,在一般运行模式下,电池信息采样器需要执行电压采样、温度采样、均衡执行、与电池管理控制器进行CAN通信等任务。其中,电池信息采样器的微控制单元可以由嵌入式系统μC/OS将内核分配以充分利用其资源,因此微控制单元内部是分多个任务执行的,每个任务具有各自的优先级。
在本发明的一个实施例中,在微控制单元的程序里建立一个测量直流内阻任务,并将该任务的优先级设置为最高,当电池信息采样器通过CAN接收到电池管理控制器发送的测量每个电池单体的直流内阻的指令即“测内阻模式命令”时,电池信息采样器内的微控制单元通过CAN中断,以使得测量直流内阻任务就绪,由于该任务具有最高的优先级,因此测量直流内阻任务就绪后就会立刻执行,微控制单元进入任务后,微控制单元立刻向对应的采样单元发布命令,采样单元开始采样对应的电池单体的电压,并将采样结果记录到电压采样数组中。另外,测量直流内阻任务执行完毕后,电池信息采样器返回原来的一般模式,并等待下一次测量直流内阻任务就绪的到来。
在本发明的实施例中,间隔预设时间例如Yms后,电池管理控制器会再次暂时停止其他的任务,然后向每个电池信息采样器发送测直流内阻的指令即向所有电池信息采集器广播发送“测内阻模式命令”。也就是说,每经过Y ms的时间,电池管理控制器再次将测量每个电池单体的直流内阻的指令发送至每个电池信息采样器,即再次广播发送“测内阻模式命令”,每个电池信息采样器再次采样对应的电池单体的电压,重复上述步骤,每间隔Y ms 时间,电池控制管理器向每个电池信息采样器发送一次测量每个电池单体的直流内阻的指令,一共测量X个数据点。因此测量电池单体的直流内阻共需要的时间约为Y*(X-1)ms。测量完毕后,电池管理控制器向电池信息采样器请求测量所得的X个数据点的电压数据,即执行步骤S3。
S3:获取每个电池单体的多组采样数据,其中,每组采样数据包括电池单体在同一时刻的采样电流和采样电压。
也就是说,电池管理控制器从每个电池信息采样器的电压采样数组中获取电池单体的电压,并且与同一时刻电池管理控制器的电流采样数组中获取电池单体的电流组成一组采样数据,即每组采样数据包括电池单体在同一时刻的采样电流和采样电压。
S4:根据每个电池单体的多组采样数据计算每个电池单体的直流内阻。
在本发明的实施例中,电池管理控制器获取每个电池单体的多组采样数据,并对每个电池单体的多组采样数据进行处理,以计算每个电池单体的直流内阻。
并且,电池管理控制器测量动力电池组中电池单体的直流内阻后,电池管理控制器释放测量电池单体的直流内阻的缓存数据,电池管理系统重新恢复到一般运行模式。
综上所述,本发明实施例的测量方法能够保证电池单体的电流电压数据同步采样,从而可以准确测量电池单体的直流内阻,具体的测量过程如下表1所示。
表1


其中,在本发明的一个实施例中,电池管理控制器可以通过电流传感器的测电流AD芯片来采样每个电池单体的电流。
需要说明的是,在本发明实施例中,X起码要选择2个,否则无法得到电压差和电流差,则无法计算电池单体的直流内阻。具体地,当X大于2时,根据每相邻的两个点得到电压差和电流差,并将电压差除以电流差计算得到一个直流内阻的阻值,共计算得到X-1个点的直流内阻的阻值,最后根据X个数据点求平均得到电池单体的直流内阻的阻值,即X-1个点的直流内阻的平均值为最后电池单体的直流内阻的阻值。其中,可以根据实际电流变化情况和微控制单元配置来选取X点最大的上限。
并且,在测量电池单体的直流内阻时,对测量点时间间隔Y即预设时间要求的是电流变化的点,若电流恒定,则电流差为零,计算公式的分母为零,则无法计算,因此电池单体的直流内阻并不是在任何情况下都可以测量的,应该在电流变化的时候测量。然而在一般情况下,电流的变化是不可预知的,因此在实际应用中,当动力电池组的电流变化时,例如在电池充电阶段,电池管理系统与充电机通讯,在充电电流变化时,发送指令至电池管理控制器,电池管理控制器进入测内阻模式。即当所述动力电池组的电流变化时,发送所述指令至所述电池管理控制器。
在本发明的另一个实施例中,电池信息采样器可以为多个,每个电池信息采样器包括采样单元,多个电池信息采样器串行连接,且多个电池信息采样器与电池管理控制器之间采用预设的差分通讯以进行数据交互。
每个电池信息采样器只包括采样单元,即有别于上述的每个电池信息采样单元包括微控制单元与采样单元的结构。其中,多个电池信息采样器串行连接,即每个电池信息采样器的采样单元串行连接,电池管理控制器仍然负责电流的采样以及整个系统的控制,电池管理控制器与电池信息采样器的采样单元之间的通讯方式通过特有的差分通讯以进行数据交互。采样单元负责采样温度和电池单体的电压,每个采样单元之间是一个串行连接的方式,采用各自独特的差分通讯以进行数据交互。
基于以上结构的电池管理系统,当需要测量动力电池组中电池单体的直流内阻时,执行步骤如下:
S11:电池管理系统退出一般运行模式,电池管理控制器停止对电流的采样,采样单元停止对电池单体的电压与温度的采样。
S12:电池管理系统启动测内阻模式,电池管理控制器开始执行测量直流内阻任务,向电流传感器的测电流AD芯片及每个采样单元下发启动转换命令,即进入测内阻模式。
S13:电池管理控制器控制每隔预设时间例如每Y ms时间间隔采样一次电流和电压数据,并将所得数据保存在测量直流内阻数据缓存的数组里,共采样数据点X个。
S14:电池管理控制器采集完毕X个点后,电池管理控制器根据多组采样数据计算每个电池单体的直流内阻后,释放测量直流内阻缓存数据,电池管理系统重新恢复到一般运行模式。
因此,在电池信息采样器只包括采样单元的结构下,电池管理系统测量电池单体的直流内阻时,省去了电池管理控制器向电池信息采样器下发命令即发送指令的阶段,同步性更好。另外,多个采样单元之间的通讯速率非常快(Mbps),收到命令后相互间延时是μs级别,可认为多个采样单元是同步的,同步效果好。
综上所述,在实际电池单体的直流内阻的测量过程中,参照图3所示,Ureal是与电流I同步的实际电压数据,选取两个数据点(I0,Ureal0)和(I1,Ureal1),则实际的电池单体的直流内阻为:Rreal=((Ureal1-Ureal0)/(I1-I0));如果电压数据与电流数据采样的时刻不同步,导致电压数据水平移动了一部分,从而导致实际测量得到的电池单体的直流内阻为Rtest=((Utest1–Utest0)/(I1-I0)),参照图3所示,明显的Rreal≠Rtest。并且如果电压数据与电流数据之间采样的时刻的间隔过长且电池使用在动态工况的情况下,甚至可能导致BMS计算得到的电池单体的直流内阻是一个负电阻值,无法为所有电池单体的健康状态判断提供准确的依据,不能很好地保证电动汽车运行的安全性。而通过本发明实施例的测量方法可以获取同步的电流电压数据,从而可以准确测量动力电池组中电池单体的直流内阻。
根据本发明实施例提出的动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,在接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令时,电池管理控制器每隔预设时间将该指令发送至每个电池信息采样器,每个电池信息采样器采样相应的一个或几个电池单体的电压,同时电池管理控制器在发送该指令时采样每个电池单体的电流,这样能保证电池单体的电流电压数据同步采样,从而可以准确测量电池单体的直流内阻,提高了所有电池单体的直流内阻测量精度,为所有电池单体的健康状态判断提供准确的依据,更好地保证电动汽 车运行的安全性。
参照图4所示,本发明实施例的测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统100包括电池管理控制器200和电池信息采样器300。
其中,电池信息采样器300用于采样相应的电池单体的电压。电池管理控制器200在接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令时,每隔预设时间将指令发送至电池信息采样器300,电池信息采样器300采样相应的电池单体的电压,并且电池管理控制器200在发送指令时采样每个电池单体的电流,以及电池管理控制器200获取每个电池单体的多组采样数据,并根据每个电池单体的多组采样数据计算每个电池单体的直流内阻,其中,每组采样数据包括电池单体在同一时刻的采样电流和采样电压。这样根据同步的电流电压数据来计算电池单体的直流内阻,可以准确测量动力电池组中电池单体的直流内阻,大大提高了测量精度。
根据本发明的一个实施例,如图4所示,电池信息采样器300可以为多个,每个电池信息采样器300对应采样一个或几个电池单体400的电压。其中,每个电池信息采样器300具体采样几个电池单体的电压取决于BMS专用IC本身的特性。
其中,根据本发明的一个实施例,电池信息采样器包括微控制单元和采样单元即专用IC,且每个所述电池信息采样器分别与所述电池管理控制器相连以进行CAN通信。并且,所述微控制单元内部运行多个任务,其中所述多个任务中的测量直流内阻任务的优先级最高,当所述电池信息采样器接收到所述指令时,所述微控制单元通过CAN中断以使所述测量直流内阻任务就绪。
也就是说,在一般运行模式下,电池信息采样器需要执行电压采样、温度采样、均衡执行、与电池管理控制器进行CAN通信等任务。其中,电池信息采样器的微控制单元可以由嵌入式系统μC/OS将内核分配以充分利用其资源,因此微控制单元内部是分多个任务执行的,每个任务具有各自的优先级。其中,在微控制单元的程序里建立一个测量直流内阻任务,并将该任务的优先级设置为最高,当电池信息采样器通过CAN接收到电池管理控制器发送的测量每个电池单体的直流内阻的指令即“测内阻模式命令”时,电池信息采样器内的微控制单元通过CAN中断,以使得测量直流内阻任务就绪,由于该任务具有最高的优先级,因此测量直流内阻任务就绪后就会立刻执行,微控制单元进入任务后,微控制单元立刻向对应的采样单元发布命令,采样单元开始采样对应的电池单体的电压,并将采样结果记录到电压采样数组中。另外,测量直流内阻任务执行完毕后,电池信息采样器返回原来的一般模式,并等待下一次测量直流内阻任务就绪的到来。
在本发明的另一个实施例中,参照图5所示,电池信息采样器300可以为多个,每个电池信息采样器300包括采样单元例如IC#1、IC#2、...、IC#n,多个电池信息采样器串行 连接,且多个电池信息采样器300与电池管理控制器200之间采用预设的差分通讯以进行数据交互。
每个电池信息采样器只包括采样单元,即有别于每个电池信息采样单元包括微控制单元与采样单元的结构。其中,多个电池信息采样器串行连接,即每个电池信息采样器的采样单元串行连接,电池管理控制器仍然负责电流的采样以及整个系统的控制,电池管理控制器与电池信息采样器的采样单元之间的通讯方式通过特有的差分通讯以进行数据交互。采样单元负责采样温度和电池单体的电压,每个采样单元之间是一个串行连接的方式,采用各自独特的差分通讯以进行数据交互。
因此,在电池信息采样器只包括采样单元的结构下,电池管理系统测量电池单体的直流内阻时,省去了电池管理控制器向电池信息采样器下发命令即发送指令的阶段,同步性更好。另外,多个采样单元之间的通讯速率非常快(Mbps),收到命令后相互间延时是μs级别,可认为多个采样单元是同步的,同步效果好。
综上所述,根据本发明实施例提出的测量动力电池组中电池单体的直流内阻的电池管理系统,电池管理控制器在接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令时,每隔预设时间将该指令发送至每个电池信息采样器,每个电池信息采样器采样相应的一个或几个电池单体的电压,同时电池管理控制器在发送该指令时采样每个电池单体的电流,这样能保证电池单体的电流电压数据同步采样,从而可以准确测量电池单体的直流内阻,提高了所有电池单体的直流内阻测量精度,为所有电池单体的健康状态判断提供准确的依据,更好地保证电动汽车运行的安全性。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置), 随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

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本发明提出了一种动力电池组中电池单体的直流内阻的测量方法,包括以下步骤:在接收到测量每个电池单体的直流内阻的指令时,电池管理控制器每隔预设时间将指令发送至电池信息采样器,电池信息采样器采样相应的电池单体的电压;电池管理控制器在发送指令时采样每个电池单体的电流;获取每个电池单体的多组采样数据;根据每个电池单体的多组采样数据计算每个电池单体的直流内阻。本发明的测量方法能保证电池单体的电流电压数据同步采。

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