一种新能源汽车BMS电池管理系统的制作方法

本发明涉及bms，具体是一种新能源汽车bms电池管理系统。

背景技术：

1、现有技术cn105904986b“一种新能源车远程电池管理检测方法及系统”包括以下步骤：充电桩从bms获取电池包id号、剩余电量统计及预充电时间并上报给后台服务器；充电完成，充电桩将电池包id号、实际充电时间及总电量统计上报给后台服务器，后台服务器对比该电池包充放电曲线，输出多次加权平均的校准参数；判断校准参数是否在允许范围内，如果是，后台服务器输出校准参数到充电桩，然后通过充电桩与bms的通讯校准bms内的电池包参数，如果否，后台服务器发送预警信息给厂商或车主。本发明对新能源汽车的电池管理系统做有效的在线监测和参数补偿，从而大大提高电池的使用寿命和故障预判，降低维护成本。

2、现有技术cn114670710a“电池管理系统的均衡控制方法、装置、控制设备及汽车”利用电池管理系统bms的仿真模型工作在至少两个模式中的第一模式，模拟所述bms的运行，得到所述仿真模型在至少一个均衡控制策略下的仿真结果；根据所述仿真结果，从所述至少一个均衡控制策略中确定所述bms的目标均衡控制策略；在所述bms工作时，利用所述目标均衡控制策略对应的策略参数进行均衡控制。上述方案，能够快速确定bms的均衡策略，极大地提升bms的被动均衡效率，从而在较大程度上改善电池包一致性的问题。

3、动力电池作为电动汽车的主要能源之一，在电动汽车中占有非常重要的地位，为了满足电动汽车的高功率应用需求，通常由几百节电池串并联组成的电池组来给电动汽车供电，如何有效地管理由数量如此巨大的电池构成的电池组成为电动汽车安全、可靠运行的关键技术之一，同时，电动汽车复杂的运行工况也给电池的管理增加了难度，另外，由于制造工艺的缺陷，很难保证所有的电池都保持高度的一致性，这样，在使用过程中，有部分电池就可能处于过度充电或者过度放电的状态，这些长期处于过充电或者过放电状态的电池很容易损坏，进而影响整个电池组的使用，更严重的是，过充电严重的电池存在爆炸的危险，威胁到人类的安全，所以，如何有效对电池进行均衡管理，使电池组内的电池性能保持一致，是我们亟需解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种新能源汽车bms电池管理系统，包括监控中心，所述监控中心通信连接有数据采集模块、充放电功率分配模块、充放电功率控制模块和电池实时监测模块；

2、所述数据采集模块用于采集电池组中各个单体电池的电池状态参数以及驾驶状态参数，并标记采集时间，设置采集周期；

3、所述充放电功率分配模块用于根据电池状态参数以及驾驶状态参数获取当前采集周期的充放电功率阈值区间；

4、所述充放电功率控制模块用于根据单体电池的充放电功率阈值区间将各个单体电池的充放电功率调整至充放电功率阈值区间内；

5、所述电池实时监测模块用于实时监测各个单体电池的电池状态参数，并根据监测结果对各个单体电池进行主动均衡控制操作或被动均衡控制操作。

6、进一步的，电池状态参数包括单体电池端的电压、充放电电流、剩余电量和温度，驾驶状态参数包括车速、加速度和预计行驶里程。

7、进一步的，所述充放电功率分配模块根据电池状态参数以及驾驶状态参数获取当前采集周期的充放电功率阈值区间的过程包括：

8、根据当前采集周期的驾驶状态参数、剩余电量以及预计行驶里程选取评价指标，设置评价指标的权重矩阵以及充放电功率分配等级，通过模糊综合评价判断当前采集周期的单体电池对于充放电功率分配等级的隶属度矩阵；

9、根据隶属度矩阵及权重矩阵获取当前采集周期的单体电池的充放电功率分配等级，根据所述充放电功率分配等级设置当前采集周期的单体电池的充放电功率阈值区间；

10、判断各个单体电池当前时刻的充放电功率是否位于充放电功率阈值区间内，若不位于，则根据单体电池的充放电功率阈值区间将各个单体电池的充放电功率调整至充放电功率阈值区间内，若位于，则对单体电池的电池状态参数进行实时监测，并根据监测结果进行均衡操作。

11、进一步的，所述充放电功率控制模块根据单体电池的充放电功率阈值区间将各个单体电池的充放电功率调整至充放电功率阈值区间内的过程包括：

12、获取单体电池的剩余电量，设置健康电量阈值区间，获取当前采集周期的剩余时间段，根据所述剩余时间段获取充放电功率阈值区间内各个充放电功率对应的消耗电量，根据剩余电量和各个充放电功率对应的消耗电量获取各个充放电功率对应的第一剩余电量，筛选出第一剩余电量位于健康电量阈值区间内的充放电功率，根据所述充放电功率构建当前采集周期的充放电功率控制集；

13、从充放电功率控制集中选取最低的充放电功率，获取单体电池当前时刻的电压和充放电电流，根据所述电压以及所述充放电功率获取单体电池的第一充放电电流，根据所述第一充放电电流对单体电池的充放电电流进行调整，将单体电池的充放电电流调整至与第一充放电电流一致。

14、进一步的，所述电池实时监测模块实时监测各个单体电池的电池状态参数，并根据监测结果对各个单体电池进行主动均衡控制操作或被动均衡控制操作的过程包括：

15、预设单体电池的电压阈值区间、电流阈值区间以及温度阈值区间，实时监测单体电池的电压、充放电电流、温度以及充放电功率，将单体电池的电压、充放电电流、温度以及充放电功率分别与电压阈值区间、电流阈值区间、温度阈值区间以及当前采集周期的充放电功率阈值区间进行实时比较；

16、当存在电压不位于电压阈值区间内、充放电电流不位于电流阈值区间内、温度不位于温度阈值区间内或充放电功率不位于充放电功率阈值区间内时，获取单体电池当前时刻的异常状态类型，并将单体电池标记为异常单体电池，进行主动均衡控制操作；

17、当电压位于电压阈值区间内、充放电电流位于电流阈值区间内、温度位于温度阈值区间内且充放电功率位于充放电功率阈值区间内时，将单体电池标记为正常单体电池，并进行被动均衡控制操作。

18、进一步的，所述电池实时监测模块对异常单体电池进行主动均衡控制操作过程包括：

19、异常单体电池的异常状态类型包括过载状态和轻载状态；

20、当异常单体电池为过载状态时，获取各个正常单体电池当前时刻的剩余电量，根据剩余电量的大小对各个正常单体电池进行倒序排序，剩余电量越少，则排序越高，生成倒序队列，根据健康电量阈值区间和各个正常单体电池当前时刻的剩余电量获取倒序队列中各个正常单体电池当前时刻的第一可均衡电量，同时根据异常单体电池的当前时刻的充放电功率和充放电功率阈值区间内的充放电功率上限获取异常单体电池当前时刻的待均衡电量；

21、根据各个正常单体电池当前时刻的第一可均衡电量以及异常单体电池当前时刻的待均衡电量获取倒序队列中的均衡目标电池，获取均衡目标电池的冗余电流，异常单体电池根据当前时刻的待均衡电量以及冗余电流生成均衡电流，并将均衡电流传输至均衡目标电池，直至完成异常单体电池的待均衡电量的传输；

22、当异常单体电池为轻载状态时，则获取根据剩余电量的大小对各个正常单体电池进行正序排序，剩余电量越多，则排序越高，生成正序队列，根据健康电量阈值区间和各个正常单体电池当前时刻的剩余电量获取正序队列中各个正常单体电池当前时刻的第二可均衡电量，同时根据异常单体电池的当前时刻的充放电功率和充放电功率阈值区间内的充放电功率下限获取异常单体电池当前时刻的待均衡电量，根据各个正常单体电池当前时刻的第二可均衡电量以及异常单体电池当前时刻的待均衡电量获取正序队列中的均衡目标电池，获取均衡目标电池的冗余电流，均衡目标电池根据当前时刻的待均衡电量以及冗余电流生成均衡电流，并将均衡电流传输至异常单体电池，直至完成异常单体电池的待均衡电量的传输。

23、进一步的，获取正常单体电池的冗余电流的过程包括：

24、从正常单体电池的充放电功率控制集中选取最高的充放电功率，获取单体电池当前时刻的电压以及第一充放电电流，根据所述电压以及所述充放电功率获取单体电池的第二充放电电流，将第二充放电电流与第一充放电电流的差值标记为冗余电流。

25、进一步的，所述电池实时监测模块对正常单体电池进行被动均衡控制操作的过程包括：

26、获取正常单体电池在当前采集周期内的充放电电流时序序列以及正常单体电池对应的第一充放电电流，根据充放电电流时序序列和第一充放电电流获取正常单体电池的稳定性系数，预设稳定性系数阈值，若正常单体电池的稳定性系数小于稳定性系数阈值，则生成正常单体电池的预警信号。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

28、1、充放电功率分配模块和充放电功率控制模块根据驾驶状态参数、剩余电量以及预计行驶里程，动态调整充电功率和放电功率的分配比例，以确保电池在最佳工作区间内运行，例如，如果驾驶员需要进行急加速或行驶在高速路段，则会增加放电功率以满足需求；反之，若对动力需求较低，则会降低放电功率，若需要充电，则增加充电功率，通过动态调整充电功率和放电功率的分配，根据剩余电量、行驶里程和驾驶需求，实现对电池在最佳工作区间内运行的优化，延长电池寿命，提高能源利用效率，确保车辆的安全和行驶稳定性。

29、2、所述电池实时监测模块实时监测各个单体电池的电池状态参数，并根据监测结果对存在异常状况的单体电池进行主动均衡控制操作，通过对电池组内各个单体电池充放电电流的动态智能调节，确保整个电池组的电压保持在一个相对均衡的状态，有效地维护电池组的各项性能指标，延长电池的使用寿命并提高系统的安全性和可靠性，同时对于正常状况的单体电池进行被动均衡控制操作，通过对正常单体电池的充放电电流的稳定性进行分析，实现了正常单体电池由正常状态转变成故障状态前的早期故障的预测，从而在正常单体电池故障成熟之前采取预防措施。