电池充放电综合管理系统及方法与流程

本申请属于新能源汽车，进一步涉及车载电池管理技术，具体提供一种电池充放电综合管理系统及方法。

背景技术：

1、对于电动汽车的电池模组进行充、放电综合管理是新能源汽车控制技术的重要组成部分，合理地进行电池模组的充电、放电控制，不仅是保证新能源汽车安全运行的需要，也能够有效地延长电池模组的健康状态及使用寿命。

2、现有的电池管理方案一般通过电池管理芯片持续地对电池模组进行监控，将采集到的数据反馈至整车的主控单元(vcu)，然后通过通信线路接收vcu的控制指令，然而，由于作为整车控制核心的vcu需要承担大量的通信及计算任务，包括与车辆各类传感器进行通信，接收各种传感器数据，进行车辆路径规划、导航、姿态感知、环境建模、突发事件监测等，如果对电池模组的监控占用了不必要的通信及计算资源，势必对整车控制的精确性及安全性产生影响。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种电池充放电综合管理系统及方法，能够在不占用主控单元计算资源及通信资源的基础上，自主地实现充放电控制功能的启动，并根据实际应用场景独立地控制充电端口与放电端口的带电情况。

2、本申请的第一方面提供一种电池充放电综合管理系统，包括主控单元、电池管理单元、电池模组及至少一个启动模块；

3、所述电池管理单元基于半分口模式控制所述电池模组通过放电端口为用电设备进行供电，以及通过接入充电端口的充电设备进行充电；

4、所述至少一个启动模块通过以下动作中的至少一个启动所述电池管理单元：接收到所述主控单元的高电平或低电平信号、手动启动、接入充电设备；

5、所述主控单元与所述电池管理单元之间无任何通信连接。

6、进一步地，所述半分口模式具体为：所述充电端口和所述放电端口具有同口的充放电正极，以及分口的充电负极和放电负极；所述充放电正极与所述电池模组的正极连接，所述充电负极和放电负极在所述电池管理单元的控制下切换与所述电池模组的负极的通断。

7、进一步地，所述电池管理单元包括电池管理芯片、充电控制电路及放电控制电路；

8、所述电池管理芯片包括电源输入端、模式切换端，充电控制端及放电控制端，所述电源输入端与电池正极连接，所述模式切换端用于接收所述至少一个启动模块发送的启动信号，所述充电控制端用于输出充电控制信号，所述放电控制端用于输出放电控制信号；

9、所述充电控制电路基于所述充电控制信号以及所述充电设备的接入情况控制所述充电负极与所述电池模组的负极的通断；

10、所述放电控制电路基于所述放电控制信号控制所述放电负极与所述电池模组的负极的通断。

11、优选地，所述启动信号为与所述电池模组的正极具有相同电压的高电平信号。

12、优选地，所述启动模块包括以下电路中的至少一种：

13、主控单元启动电路、手动启动电路、充电设备接入启动电路；

14、所述主控单元启动电路在接收到所述主控单元的高电平或低电平信号时接通所述电池模组的正极与所述模式切换端，否则断开所述电池模组的正极与所述模式切换端；

15、所述手动启动电路用于手动接通或断开所述电池模组的正极与所述模式切换端的连接；

16、所述充电设备接入启动电路在所述充电设备接入时接通所述电池模组的正极与所述模式切换端，以及在所述充电设备移除时断开所述电池模组的正极与所述模式切换端。

17、进一步地，所述充电控制电路包括第一开关管、第一继电器；

18、所述第一开关管的g极用于输入所述充电控制端的充电控制信号，s极连接第一继电器的开关的一端，d极连接第一继电器的线圈的一端，第一继电器的开关的另一端连接电池模组的负极，第一继电器的线圈的另一端连接充放电正极。

19、优选地，所述充电控制电路还包括充电保护电路；

20、所述充电保护电路包括充电自保护光耦和限流电阻，所述充电自保护光耦的第一输入端通过限流电阻与充电设备的正极连接，第二输入端与充电设备的负极连接，第一输出端与所述充电控制端连接，第二输出端与所述第一开关管的使能端连接。

21、进一步地，所述放电控制电路包括第二开关管、第二继电器；

22、所述第二开关管g极与所述放电控制端连接，s极与电池负极连接，d极与所述第二继电器的线圈的一端连接，所述第二继电器的线圈的另一端与所述充放电正极连接，所述第二继电器的开关的两端分别与所述电池负极和所述放电负极连接。优选地，所述主控单元通过所述电池模组供电。

23、本申请的第二方面提供一种电池充放电综合管理方法，通过前述的电池充放电综合管理系统对电池模组的充电及放电过程进行管理，包括以下操作：

24、操作一，当电池管理单元处于休眠状态时，断开电池模组的负极与充电负极的连接，以及断开电池模组的负极与放电负极的连接；

25、操作二，基于以下动作中的至少一种启动电池管理单元：接收到所述主控单元的高电平或低电平信号、手动启动、接入充电设备；

26、操作三，当电池管理单元处于启动状态时，通过所述电池管理单元控制所述充电负极与所述电池模组的负极的通断，以及所述放电负极与所述电池模组的负极的通断，其中，当充电设备未接入时，断开所述充电负极与所述电池模组的负极。

27、本申请的实施例提供的电池充放电综合管理系统及方法，能够在主控单元与电池管理单元之间无任何通信连接的情况下，根据各种应用场景自动地启动，并选择相应的充电、放电模式对电池模组的充放电进行独立地控制，有效地节约主控单元的通信与计算资源，有利于提升整车控制的精确性及安全性。

技术特征：

1.一种电池充放电综合管理系统，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的电池充放电综合管理系统，其特征在于，所述半分口模式具体为：

3.根据权利要求2所述的电池充放电综合管理系统，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的电池充放电综合管理系统，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的电池充放电综合管理系统，其特征在于，所述启动模块包括以下电路中的至少一种：

6.根据权利要求3所述的电池充放电综合管理系统，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的电池充放电综合管理系统，其特征在于：

8.根据权利要求2所述的电池充放电综合管理系统，其特征在于：

9.根据权利要求1所述的电池充放电综合管理系统，其特征在于：

10.一种电池充放电综合管理方法，通过权利要求1所述的电池充放电综合管理系统对电池模组的充电及放电过程进行管理，其特征在于，包括以下操作：

技术总结
本申请提供一种电池充放电综合管理系统及方法，所述管理系统包括主控单元、电池管理单元、电池模组及至少一个启动模块；电池管理单元基于半分口模式控制电池模组通过放电端口为用电设备进行供电，以及通过接入充电端口的充电设备进行充电；至少一个启动模块通过以下动作中的至少一个启动电池管理单元：手动启动、接入充电设备，接收到所述主控单元的高/低电平信号；主控单元与电池管理单元之间无任何通信连接。本申请的技术方案无需占用主控单元的计算及通信资源，即可单独启动或关闭电池管理单元，并通过电池管理单元实现对充、放电的独立控制。

技术研发人员：王剑锋,孙宇,吕远
受保护的技术使用者：威海天特智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1