動力電池管理系統(tǒng)及其供電控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及動力電池技術領域，尤其涉及一種動力電池管理系統(tǒng)及其供電控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著各國政府和車企對電動汽車項目的重視和投資，一些大的汽車生產(chǎn)商和電池供應商針對各種動力電池做了大量研究和試驗，并成功開發(fā)出相關的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System ；BMS)。
[0003]BMS對電動汽車(Electric Vehicle ；EV)整車的安全運行、整車控制策略選擇、充電模式的選擇以及運營成本都有很大的影響。無論在車輛運行過程中還是在充電過程中，BMS都要完成電池狀態(tài)的實時監(jiān)控和故障診斷，并通過總線的方式告知整車控制器或充電機，以便采用合理的控制策略，達到有效且高效使用動力電池的目的。
[0004]但是現(xiàn)有的BMS中動力電池只作為動力電源對EV提供動力，而電池管理系統(tǒng)中其它單元，如動力電池監(jiān)控單元(Cell Supervis1n Circuit ;CSC)、電池管理系統(tǒng)單元(Battery Management Unit ;BMU)、電流數(shù)據(jù)米集單元(Current Supervis1n Unit ；CSU)和絕緣檢測模塊(Isolat1n Monitor Module ；IMM)等等都需要外部電源供電。而一個BMS中一般會有多個CSC和BMU等，這就導致整個EV系統(tǒng)中外部電源過多，增加了 EV體積、重量和成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種動力電池管理系統(tǒng)及其供電控制方法，以解決整個EV系統(tǒng)中外部電源過多，增加了 EV體積、重量和成本的問題。
[0006]本發(fā)明提供一種動力電池管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括動力電池管理單元、多個動力電池模組、以及各所述動力電池模組對應的動力電池監(jiān)控單元；
[0007]所述動力電池監(jiān)控單元包括第一直流降壓電源模塊和第二直流降壓電源模塊；所述第一直流降壓電源模塊和所述第二直流降壓電源模塊的輸入端均與對應的所述動力電池模組的正負極連接，從所述動力電池模組中取電；
[0008]所述第一直流降壓電源模塊的輸出端與對應的所述動力電池監(jiān)控單元的輸入端連接，用于給所述動力電池監(jiān)控單元供電；所述第二直流降壓電源模塊的輸出端與所述動力電池管理單元的輸入端連接，用于給所述動力電池管理單元供電。
[0009]本發(fā)明還提供一種動力電池管理系統(tǒng)的供電控制方法，所述方法包括:
[0010]根據(jù)各動力電池模組的開路電壓與剩余電量的對應關系表，獲取各所述動力電池模組的剩余電量的大??；
[0011]比較各所述動力電池模組的所述剩余電量的大小，得到最小的剩余電量；
[0012]根據(jù)所述最小的剩余電量，計算其它各所述動力電池模組的所述剩余電量與所述最小的剩余電量的差值；
[0013]根據(jù)所述差值計算各所述動力電池模組的發(fā)電容量；
[0014]根據(jù)各所述動力電池模組的所述發(fā)電容量，對各所述動力電池模組按照所述發(fā)電容量從大到小進行排序；
[0015]采集各所述動力電池管理單元的輸入電流的大??；
[0016]獲取各所述動力電池管理單元的所述輸入電流的大小，計算需要發(fā)電的所述動力電池模組的數(shù)目M ;
[0017]根據(jù)計算所得的所述M個動力電池模組，從所述發(fā)電容量由大到小排序后的各所述動力電池模組中從大到小依次選取M+1個動力電池模組來進行供電；
[0018]控制所述M+1個動力電池模組進行供電。
[0019]進一步地，上述所述的動力電池管理系統(tǒng)的供電控制方法中，各所述動力電池模組中采用的供電控制方法，包括:
[0020]采集各所述動力電池模組內(nèi)各電芯的電量；
[0021]判斷各所述電芯的電量是否大于預設電芯電量值；
[0022]當所述電芯的電量大于所述預設電芯電量值時，控制對應的所述電芯的電量向對應的所述動力電池模組轉移。
[0023]當所述電芯的電量小于所述預設電芯電量值時，控制對應的所述動力電池模組的電量向對應的所述電芯轉移。
[0024]本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)，通過各CSC中的第一 DC/DC從動力電池模組中取電為對應的CSC供電，并控制各CSC中的第二 DC/DC對BMUl供電，使BMS中的各動力電池模組既可以作為動力電源對EV提供動力，又可以作為控制電源對BMUl或者對應的CSC等提供電源，使BMUl或者對應的CSC等不需要外部電源，實現(xiàn)了自供電。采用本發(fā)明的技術方案能夠使各動力電池模組作為BMS系統(tǒng)的唯一電源，減小了 EV體積和重量，并減少了 EV的成本。
[0025]本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的供電控制方法，通過采集各動力電池模組的0CV，并發(fā)送至BMU，由BMU計算得出需要發(fā)電的動力電池模組數(shù)目M，并按照從大到小的順序控制M+1個動力電池模組對CSC以外的部件供電，實現(xiàn)了對較高發(fā)電容量的動力電池模組優(yōu)先放電，平衡了動力電池模組間的發(fā)電容量。采用本發(fā)明的技術方案能夠提高動力電池模組的性能以及動力電池模組的使用壽命。
[0026]本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的供電控制方法，還通過采集各動力電池模組內(nèi)各電芯的電量，當各動力電池模組內(nèi)存在電芯電壓大于或小于預設電芯電量值時，實現(xiàn)了電芯與動力電池模組之間的電量轉移，平衡了動力電池模組內(nèi)各電芯的電量，提高了動力電池模組的性能。采用本實施例的技術方案能夠提高動力電池模組的性能以及動力電池模組的使用壽命。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的一實施例的結構示意圖；
[0029]圖2為本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的另一實施例的結構示意圖；
[0030]圖3為圖2中第一個動力電池模組21對應的動力電池管理系統(tǒng)的電路示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的動力電池包的實施例的結構示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的再一實施例的結構示意圖；
[0033]圖6為本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的供電控制方法的一實施例的流程圖；
[0034]圖7為本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的供電控制方法的另一實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]圖1為本發(fā)明的動力電池管理系統(tǒng)的一實施例的結構示意圖，如圖1所示，本實施例的動力電池管理系統(tǒng)包括BMU1、多個動力電池模組、以及各動力電池模塊模組對應的CSC0如圖1所示，本實施例的動力電池管理系統(tǒng)是以包括η個動力電池模組為例，如圖1所示，本實施例的動力電池管理系統(tǒng)具體可以包括第一個動力電池模組21、第二個動力電池模組22……，第η個動力電池模組2η，以及各動力電池模組對應的第一個CSC31、第二個CSC32......，第 η 個 CSC3n。
[0037]其中第一個CSC31通過外殼固定在對應的第一個動力電池模組21上，通過連接器接口和線束與動力電池模組21中的每個電芯的正負極和第一個動力電池模組21的正負極連接。
[0038]第一個CSC31 包括第一直流降壓電源模塊(Direct-current/Direct-currentModule ;以下簡稱 DC/DC) 311 和第二 DC/DC312 ;第一 DC/DC311 和第二 DC/DC312 的輸入端均與對應的第一個動力電池模組21的正負極連接，用于從對應的第一個動力電池模組21中取電。第一 DC/DC311的輸出端與對應的CSC31的輸入端連接，第一 DC/DC311用于給CSC31供電；第二 DC/DC312的輸出端與BMUl的輸入端連接，第二 DC/DC312用于給BMUl供電。例如，第一 DC/DC311從對應的第一個動力電池模組21中取電，將電壓轉換成驅動第一個CSC31正常工作的電壓，對第一個CSC31供電，實際應用中，第一 DC/DC311對第一個CSC31中的微控單元(Micro Control Unit ；MCU)供電，從而能夠控制第一個CSC31正常工作。第二 DC/DC312從第一個動力電池模組21中取電，將電壓轉換成驅動BMUl正常工作的電壓，控制BMUl正常工作。而且，還可以在第一個CSC31中設置第一開關，例如，具體地將第一開關設置在第二 DC/DC312與BMUl的線路之間，用于控制第二 DC/DC312對BMUl供電。
[0039]具體地，在第一個CSC31正常工作后，可以通過第一個CSC31內(nèi)的MCU控制第一開關的導通或者斷開，當?shù)谝粋€CSC31檢測到需要對BMUl供電時，MCU控制第一開關導通，使第二 DC/DC312對BMUl供電，否則MCU控制第一開關斷開，使第二 DC/DC312不對BMUl供電。當BMUl得電后由于BMUl與EV中的負載(Load)如繼電器等電子元器件、CSU(電流采集模塊 Current Supervis1n unit)、IMM(絕緣