本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，尤其是一種電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)和管理方法。

背景技術(shù)：

。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提供一種鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)及方法，該發(fā)明方案采用總線式方式組網(wǎng)，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線完成各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換。在分布式方案中，多能源控制器為主控ecu，它通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線和多個(gè)下位ecu通信。工作過(guò)程中，每個(gè)控制器的通信子模塊以定時(shí)器或者中斷的方式在后臺(tái)運(yùn)行，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)工作，節(jié)省主流程資源開(kāi)支。

一種鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：總線、多能源控制器、電機(jī)控制器、電池控制器、顯示控制器、整車(chē)控制器和能量流控制器；所述多能源控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述電機(jī)控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述電池控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述顯示控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述整車(chē)控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述能量流控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述電機(jī)控制器、電池控制器、顯示控制器、整車(chē)控制器、能量流控制器和多能源控制器通過(guò)總線相互信號(hào)連接。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)控制器包括：微控制器、電流檢測(cè)器、位置檢測(cè)器、功率變換器、存儲(chǔ)器和負(fù)載；控制器接收到指令輸入后，控制功率變換器的工作和運(yùn)行；功率變換器接收到電能輸入后，根據(jù)接收到的電能輸入控制電流檢測(cè)器和位置檢測(cè)器的工作和運(yùn)行。

采用上述技術(shù)方案，采用p87c591作為微控制器。主要由p87c591，光電隔離電路，can驅(qū)動(dòng)等三部分組成。光電隔離電路進(jìn)一步抑制干擾，can總線接口中往往采用光電隔離電路，光電隔離器一般位于can控制器與收發(fā)器之間。

進(jìn)一步的，所述電流檢測(cè)器采用霍爾電流傳感器，所述霍爾電流傳感器經(jīng)rc濾波后，通過(guò)一個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器，然后發(fā)送給斬波器；所述斬波器將電流波形經(jīng)總線發(fā)送給多能源控制器；多能源控制器根據(jù)接收到的電流波形計(jì)算得出電機(jī)的輸出功率，估計(jì)得出電機(jī)的輸出功率。

進(jìn)一步的，所述多能源控制器根據(jù)電機(jī)控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電流信號(hào)、電池控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電池電壓和電流信號(hào)、顯示控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電流信號(hào)、整車(chē)控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電壓和電流信號(hào)和能量流控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電壓和電流信號(hào)，判斷應(yīng)該控制電池控制器進(jìn)行充電還是放電；如果判斷得出電機(jī)控制器的輸出功率、顯示控制器的輸出功率、整車(chē)控制器的輸出功率以及能量流控制器的輸出功率大于電池控制器的輸出公布率，則控制電池控制器進(jìn)行充電；如果判斷得出電機(jī)控制器的輸出功率、顯示控制器的輸出功率、整車(chē)控制器的輸出功率以及能量流控制器的輸出功率大于電池控制器的輸出公布率，則控制電池控制器進(jìn)行放電；

進(jìn)一步的，所述電池控制器包括：1個(gè)電池管理電子控制單元和4個(gè)電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元；所述電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元與電池并聯(lián)；所述電池與一個(gè)電壓傳感器并聯(lián)后與一個(gè)電流傳感器串聯(lián)；所述電池管理電子控制單元與4個(gè)電池組監(jiān)測(cè)電子控制單元通過(guò)總線串聯(lián)，通過(guò)光纖總線與多能源控制器信號(hào)相連。

電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元所采用的嵌入式微控制器為p87c591單片機(jī)，它內(nèi)部硬件集成了can控制器和a/d模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。每個(gè)電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元管理多個(gè)電池組，完成的功能為測(cè)量多個(gè)電池組的電壓和溫度信息，將收集的信息通過(guò)can總線發(fā)送給電池管理電子控制單元。多路電池組的電壓分別經(jīng)過(guò)電壓調(diào)理電路后接至p87c591的多路a/d輸入口。多路溫度傳感器的信號(hào)線接至p87c591的同一路輸入輸出口。

進(jìn)一步的，所述電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元包括：用于測(cè)量電壓的電壓測(cè)量單元、用于測(cè)量溫度的溫度測(cè)量單元、用于控制系統(tǒng)運(yùn)行的微控制器、光隔離板和數(shù)據(jù)傳輸芯片；所述電壓測(cè)量單元信號(hào)連接于微控制器；所述溫度測(cè)量單元信號(hào)連接于微控制器；所述微控制器分別信號(hào)連接于兩個(gè)光隔離板；所述光隔離板信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸芯片。

一種鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的電池管理方法，其特征在于，所述電池管理方法包括以下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化；總線初始化；

步驟2：定時(shí)器初始化，處于等待命令狀態(tài)中；

步驟3：系統(tǒng)等待中斷，如果有中斷，判斷中斷的類(lèi)型，如果是控制器中斷，則讀取控制器的數(shù)據(jù)，并且釋放緩沖區(qū)；然后中斷返回到步驟2；

步驟4：如果是定時(shí)器中斷，則對(duì)電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，計(jì)算電池的剩余電量值，通過(guò)總線發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，操作完成后中斷返回步驟2。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)計(jì)算電池剩余電量的方法包括以下步驟：

步驟1：用quote表示鋰電池組從42v降到32v時(shí)放出的總的電量；quote表示在經(jīng)過(guò)時(shí)間quote后，放出的總電量；然后計(jì)算如下公式：quote；其中quote;

步驟2：根據(jù)如下公式，計(jì)算得出電池的剩余電量quote。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：采用總線式方式組網(wǎng)，應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線完成各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交換。在分布式方案中，多能源控制器為主控電子控制單元，它通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線和多個(gè)下位電子控制單元通信。工作過(guò)程中，每個(gè)控制器的通信子模塊以定時(shí)器或者中斷的方式在后臺(tái)運(yùn)行，完成數(shù)據(jù)的收發(fā)工作，節(jié)省主流程資源開(kāi)支。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中：

圖1是本發(fā)明的一種鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說(shuō)明書(shū)（包括任何附加權(quán)利要求、摘要）中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。

本發(fā)明實(shí)施例1中提供了一種鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，電流采樣模塊的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示：

一種鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：總線、多能源控制器、電機(jī)控制器、電池控制器、顯示控制器、整車(chē)控制器和能量流控制器；所述多能源控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述電機(jī)控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述電池控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述顯示控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述整車(chē)控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述能量流控制器通過(guò)兩根信號(hào)線接入總線；所述電機(jī)控制器、電池控制器、顯示控制器、整車(chē)控制器、能量流控制器和多能源控制器通過(guò)總線相互信號(hào)連接。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)控制器包括：微控制器、電流檢測(cè)器、位置檢測(cè)器、功率變換器、存儲(chǔ)器和負(fù)載；控制器接收到指令輸入后，控制功率變換器的工作和運(yùn)行；功率變換器接收到電能輸入后，根據(jù)接收到的電能輸入控制電流檢測(cè)器和位置檢測(cè)器的工作和運(yùn)行。

采用上述技術(shù)方案，采用p87c591作為微控制器。主要由p87c591，光電隔離電路，can驅(qū)動(dòng)等三部分組成。光電隔離電路進(jìn)一步抑制干擾，can總線接口中往往采用光電隔離電路，光電隔離器一般位于can控制器與收發(fā)器之間。

進(jìn)一步的，所述電流檢測(cè)器采用霍爾電流傳感器，所述霍爾電流傳感器經(jīng)rc濾波后，通過(guò)一個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的跟隨器，然后發(fā)送給斬波器；所述斬波器將電流波形經(jīng)總線發(fā)送給多能源控制器；多能源控制器根據(jù)接收到的電流波形計(jì)算得出電機(jī)的輸出功率，估計(jì)得出電機(jī)的輸出功率。

進(jìn)一步的，所述多能源控制器根據(jù)電機(jī)控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電流信號(hào)、電池控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電池電壓和電流信號(hào)、顯示控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電流信號(hào)、整車(chē)控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電壓和電流信號(hào)和能量流控制器發(fā)送過(guò)來(lái)的電壓和電流信號(hào)，判斷應(yīng)該控制電池控制器進(jìn)行充電還是放電；如果判斷得出電機(jī)控制器的輸出功率、顯示控制器的輸出功率、整車(chē)控制器的輸出功率以及能量流控制器的輸出功率大于電池控制器的輸出公布率，則控制電池控制器進(jìn)行充電；如果判斷得出電機(jī)控制器的輸出功率、顯示控制器的輸出功率、整車(chē)控制器的輸出功率以及能量流控制器的輸出功率大于電池控制器的輸出公布率，則控制電池控制器進(jìn)行放電；

進(jìn)一步的，所述電池控制器包括：1個(gè)電池管理電子控制單元和4個(gè)電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元；所述電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元與電池并聯(lián)；所述電池與一個(gè)電壓傳感器并聯(lián)后與一個(gè)電流傳感器串聯(lián)；所述電池管理電子控制單元與4個(gè)電池組監(jiān)測(cè)電子控制單元通過(guò)總線串聯(lián)，通過(guò)光纖總線與多能源控制器信號(hào)相連。

電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元所采用的嵌入式微控制器為p87c591單片機(jī)，它內(nèi)部硬件集成了can控制器和a/d模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。每個(gè)電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元管理多個(gè)電池組，完成的功能為測(cè)量多個(gè)電池組的電壓和溫度信息，將收集的信息通過(guò)can總線發(fā)送給電池管理電子控制單元。多路電池組的電壓分別經(jīng)過(guò)電壓調(diào)理電路后接至p87c591的多路a/d輸入口。多路溫度傳感器的信號(hào)線接至p87c591的同一路輸入輸出口。

進(jìn)一步的，所述電池組信息監(jiān)測(cè)電子控制單元包括：用于測(cè)量電壓的電壓測(cè)量單元、用于測(cè)量溫度的溫度測(cè)量單元、用于控制系統(tǒng)運(yùn)行的微控制器、光隔離板和數(shù)據(jù)傳輸芯片；所述電壓測(cè)量單元信號(hào)連接于微控制器；所述溫度測(cè)量單元信號(hào)連接于微控制器；所述微控制器分別信號(hào)連接于兩個(gè)光隔離板；所述光隔離板信號(hào)連接于數(shù)據(jù)傳輸芯片。

本發(fā)明實(shí)施例2中提供了一種基于鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的電池管理方法：

一種鎳氫電池電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的電池管理方法，其特征在于，所述電池管理方法包括以下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化；總線初始化；

步驟2：定時(shí)器初始化，處于等待命令狀態(tài)中；

步驟3：系統(tǒng)等待中斷，如果有中斷，判斷中斷的類(lèi)型，如果是控制器中斷，則讀取控制器的數(shù)據(jù)，并且釋放緩沖區(qū)；然后中斷返回到步驟2；

步驟4：如果是定時(shí)器中斷，則對(duì)電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換，計(jì)算電池的剩余電量值，通過(guò)總線發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，操作完成后中斷返回步驟2。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)計(jì)算電池剩余電量的方法包括以下步驟：

步驟1：用quote表示鋰電池組從42v降到32v時(shí)放出的總的電量；quote表示在經(jīng)過(guò)時(shí)間quote后，放出的總電量；然后計(jì)算如下公式：quote；其中quote;

步驟2：根據(jù)如下公式，計(jì)算得出電池的剩余電量quote。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說(shuō)明書(shū)中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過(guò)程的步驟或任何新的組合。