[发明专利]一种分散逻辑式的电池管理系统及其能量管理方法

说明书

本发明公开了一种分散逻辑式的电池管理系统及其能量管理方法，属于电动汽车动力电池技术领域，包括一个BCU、M个BMU、BMS内部CAN网和辅电高压母线，电池管理系统用于管理动力电池组，所述动力电池组包括M个电池模组，每个电池模组由N个电池单体串联，所述BMU包括控制器及第一级均衡模块、第二级均衡模块；一个BCU对应一个动力电池组，M个BMU中，每个BMU对应一个电池模组，每个BMU内的器件直接从其对应电池模组取电，每个第二级均衡模块包括双向变换器，双向变换器的输出与辅电高压母线电气连接。本发明系统易扩展且安全性高，通过第二级均衡模块中双向变换器的功能复用从而省去传统蓄电池辅助电源从而降低成本。

技术领域

本发明属于电动汽车动力电池技术领域，更具体地，涉及一种分散逻辑式的电池管理系统及其能量管理方法。

背景技术

传统燃油汽车严重影响能源安全，其排放的尾气和产生的噪声也对城市环境造成了严重污染，对生态环境构成了严重威胁。为了节约资源、保护环境，为了社会可持续发展战略的需要，新能源汽车成为了全世界关注焦点。其中纯电动汽车更是成为了世界上各大汽车公司的开发热点，而纯电动汽车在发展中仍有许多问题亟待解决。

从动力电池方面，电池组的不一致问题是相关人员必须解决的一个难点问题。电池组中电池单体电压不一致会导致整个电池组不能高效运行，容易出现过充过放现象，在一定程度上缩短电池组的使用寿命。因此，电池均衡成为BMS的重要功能之一。现有系统结构主要分为集中式管理结构和分布式管理结构。集中式管理方法结构简单，容易理解，但线束较多，布置复杂。且每一种参数都需要独立的数据线进行连接，在信号传输过程中会有多种数据信号，所以系统对电池状态巡检、通讯和管理起来也较为繁杂。在电池组均衡方面，由于通讯信号较多，对均衡的判断和控制相对比较困难，不太容易取得预期的效果。目前的分布式管理方法主要是采用多层结构，能够对单体很好的进行监控，相对集中式管理结构也易于进行均衡控制。但从控制逻辑上，仍为主从的控制方式，与集中式管理结构类似。若需针对不同种类和型号电池，均衡电路和算法都需要调整，由此带来的匹配和实验工作量较大，系统的转移成本较高，不易扩展。

从车内供电系统方面，目前的纯电动汽车中仍需要额外的12V或24V蓄电池为车内低压设备供电，而无法将动力电池组复用，增加了整车成本、同时还占据了一部分的车内空间。

由此可见，现有技术存在系统的转移成本较高，不易扩展、无法将动力电池组复用的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种分散逻辑式的电池管理系统及其能量管理方法，由此解决现有技术存在系统的转移成本较高，不易扩展、无法将动力电池组复用的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种分散逻辑式的电池管理系统，包括一个BCU(Battery Control Unit，电池控制单元)、M个BMU(Battery ManagementUnit，电池管理单元)、BMS内部CAN网和辅电高压母线，电池管理系统用于管理动力电池组，

所述动力电池组包括M个电池模组，每个电池模组由N个电池单体串联，

所述BMU包括控制器及第一级均衡模块、第二级均衡模块；一个BCU对应一个动力电池组，M个BMU中，每个BMU对应一个电池模组，每个BMU内的器件直接从其对应电池模组取电，每个第二级均衡模块包括双向变换器，双向变换器的输出与辅电高压母线电气连接。

进一步的，BMU之间采用分散逻辑控制方法。

进一步的，电池管理系统应用于车内配电系统，车内配电系统包括：电池管理系统、高压辅助设备、低压辅助设备、功率变换器、DC-DC变换器、电池高压母线、辅电高压母线和电动汽车内部CAN网，