一种电动厢货车电池包控制系统及方法与流程

本发明应用于纯电动汽车电池包领域，具体涉及一种电动厢货车电池包控制系统及方法。

背景技术：

随着现在环境污染越发严重，国家不断推出新的节能减排政策，纯电动厢货车凭借无污染，零排放，低噪音，高运营，易维修和国家政策的大力支持，正在逐渐占领中短途运输、城市物流运输的市场，同时动力电池包的寿命短，更换成本高，制约了纯电动厢货车的发展，人们在不断提高电池包本身性能的同时，也在不断的研究和发展电池包控制系统，来充分发挥电池包的性能和提高电池包效率及使用寿命。

现有的电池包控制系统，缺少对电池的工作状态信息进行分析，没有及时接收到每个电池的故障信息，也没有对故障信息的电池采取相应的控制方法。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种电动厢货车电池包控制系统及方法，能够提高电池的利用率，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电动厢货车电池包控制系统，该系统包括电池包控制系统、分别与电池包控制系统连接的车载监控系统、电机控制器、显示仪表、车载充电机。所述电池包控制系统包括电池包控制系统主模块和从控模块,电池包控制系统主模块和从控模块通过CAN总线连接。该系统还包括与电池包控制系统分别连接的总负继电器和DC/DC继电器。该系统还包括与电池包控制系统连接的绝缘监测单元，绝缘监测单元设置在电池箱内部。所述车载监控系统包括一级警报单元和二级警报单元。

一种电动厢货车电池包控制系统的监控方法，该方法在电池充放电过程中，实时采集电动厢货车电池包中的每块电池的电压和温度、充放电电流及电池包总电压，给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持电池包运行的可靠性和高效性。该方法根据电池包工作的异常状态，按故障严重性分两级向整车进行报警，在二级报警情况下，电机控制器根据可用充放电电流值进行降功率运行；一级报警情况下，停止对电池进行充放电，确保动力电池的安全使用。该方法在电动厢货车启动后，电池包控制系统上电，电池包控制系统控制预充电系统工作，防止瞬间大电流冲击；通过实时监测动力电池包的工作状态，与电机控制器、整车控制器、充电设备进行通信。该方法在车辆运行过程中，电池包控制系统能将车辆运行的数据送达电机控制器；在电池包慢充过程中，电池包控制系统与车载充电设备通讯；在电池快充过程中，电池包控制系统与快充设备通讯。车辆充电时，电池包控制系统接收到充电连接信号，电池包控制系统闭合总负继电器并发送报文唤醒整车控制器，整车控制器进入充电模式，并控制闭合DC/DC继电器，发送充电连接及充电状态报文给仪表，由仪表显示充电连接和充电状态。

本发明有益效果是:本发明通过实时监测动力电池包单体电压、系统总电压、温度及电流，及时分析出动力电池包的健康信息，并在异常状态下通过报警的方式提示系统故障，做出相应的控制。具体控制方法是根据电池包工作的异常状态，按故障严重性分两级向整车进行报警，在二级报警情况下，电机控制器根据可用充放电电流值进行降功率运行；一级报警情况下，停止对电池进行充放电，确保动力电池的安全使用，有效延长动力电池包使用寿命，通过实时监控动力电池的健康信息，系统进行识别分级预警，比传统的管理系统进行了故障信息细化。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的电池包控制系统原理图。

图2是本发明的具体实施方式的电池包系统总线拓扑图。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。如图1和图2所示，一种电动厢货车电池包控制系统，该系统包括电池包控制系统、分别与电池包控制系统连接的车载监控系统、电机控制器、显示仪表、车载充电机。所述电池包控制系统包括电池包控制系统主模块和从控模块,电池包控制系统主模块和从控模块通过CAN总线连接。从控模块1到4主要控制电压测量、温度测量、均衡管理、热管理及通讯；主控模块主要实现电器控制、电流测量、总电压与绝缘检测和通讯接口等电路。

该系统还包括与电池包控制系统分别连接的总负继电器和DC/DC继电器。该系统还包括与电池包控制系统连接的绝缘监测单元，绝缘监测单元设置在电池箱内部。所述车载监控系统包括一级警报单元和二级警报单元。

一种电动厢货车电池包控制系统的监控方法，该方法在电池充放电过程中，实时采集电动厢货车电池包中的每块电池的电压和温度、充放电电流及电池包总电压，给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持电池包运行的可靠性和高效性。该方法根据电池包工作的异常状态，按故障严重性分两级向整车进行报警，在二级报警情况下，电机控制器根据可用充放电电流值进行降功率运行；一级报警情况下，停止对电池进行充放电，确保动力电池的安全使用。该方法在电动厢货车启动后，电池包控制系统上电，电池包控制系统控制预充电系统工作，防止瞬间大电流冲击；通过实时监测动力电池包的工作状态，与电机控制器、整车控制器、充电设备进行通信。该方法在车辆运行过程中，电池包控制系统能将车辆运行的数据送达电机控制器；在电池包慢充过程中，电池包控制系统与车载充电设备通讯；在电池快充过程中，电池包控制系统与快充设备通讯。车辆充电时，电池包控制系统接收到充电连接信号，电池包控制系统闭合总负继电器并发送报文唤醒整车控制器，整车控制器进入充电模式，并控制闭合DC/DC继电器，发送充电连接及充电状态报文给仪表，由仪表显示充电连接和充电状态，总负继电器就是控制电动厢货车上所有用电器负载的；DC/DC继电器在充电过程中用到的控制。

电动厢货车电池控制系统要实现以下几个功能：首先，准确估测动力电池包的剩余电量，保证SOC维持在合理的范围内，防止由于过充电或过放电对电池的损伤，从而随时预报电动厢货车储能电池还剩余多少能量或者储能电池的荷电状态。其次，动态监测动力电池包的工作状态。在电池充放电过程中，实时采集电动厢货车电池包中的每块电池的电压和温度、充放电电流及电池包总电压，防止电池发生过充电或过放电现象。同时能够及时给出电池状况，挑选出有问题的电池，保持电池包运行的可靠性和高效性，使剩余电量评估模型的实现成为可能。

在电动厢货车启动后，同时电池包控制系统(BCS)上电，BCS可控制预充电系统工作，防止瞬间大电流冲击；通过实时监测动力电池包的工作状态，与电机控制器、整车控制器、充电设备进行通信。在车辆运行过程中，BCS能将车辆运行必须的数据送达电机控制器；在电池包慢充过程中，BCS能实现与车载充电设备之间的通讯；在电池快充过程中，BCS能实现与快充设备之间的通讯，使得充电设备能充分了解电池的当前状态，保证充电的安全。BCS可根据电池包的工作异常状态按故障严重性分二级向整车进行报警，在二级报警情况下，电机控制器应根据可用充放电电流值进行降功率运行；一级报警情况下，应停止对电池进行充放电。

一、充电策略：

1.充电插头上CC信号(充电连接确认)由BCS接收。

2.整车控制器处于休眠模式时：BCS上电唤醒，接收到CC确认充电状态，，并由BCS闭合总负继电器并发送报文唤醒整车控制器，整车控制器进入充电模式，并控制闭合DC/DC继电器，发送充电连接及充电状态报文给仪表，由仪表显示充电连接和充电状态。

3.整车控制器处于上电或驾驶模式时：BCS发送充电信息报文给整车控制器，整车控制器退出驾驶模式或上电模式，进入休眠模式并断开所有高压用电器件，然后由休眠模式进入充电模式，并控制闭合DC/DC继电器，发送充电连接及充电状态报文给仪表，由仪表显示充电连接和充电状态。

4.只需要充电连接确认，BCS发送充电状态，整车控制器不能进入驾驶模式。

5.BCS与充电设备建立实时通讯，充电过程中BCS负责实时检测各电池模块电压、温度以及充电电流，当电池温度＞45℃时禁止充电。充电过程中，当任一电池模块电压超过4.2V时，BCS发出信号通知充电设备停止充电，并切断继电器，响应时间要求≤1秒。单体过压、总电压过高、温度过高响应二级故障报警，待充电机响应处理，一直未处理持续升级到一级故障后延时3S，直接切断主继电器。

二、放电策略：

1、车钥匙处于ACC或者ON档时，BCS上电唤醒；

2、唤醒后BCS接收到VCU发送的电池使能信号，BCS闭合电池箱内的总负继电器。

3、电池箱内部绝缘检测模块开始工作，发送系统绝缘电阻值给BCS，由BCS判断高压回路是否存在绝缘问题，如有绝缘问题则断开总负继电器。

4、BCS采集电池温度、电压、电流、SOC值、绝缘电阻及绝缘状态、故障信息等内容发送给整车控制器，判断运行状态及故障内容，并由仪表显示故障状态及SOC值等。

5、单体欠压、温度过低、总压欠压二级报警时，持续发送报警故障等待整车响应处理，一直未处理持续到一级故障后延时3S，直接切断主继电器。

三、安全保护参数及相关策略

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。