[发明专利]车载电池管理系统控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电动车辆蓄电池管理系统控制方法，特别涉及一种基于实时操作系统的车载电池管理系统控制方法。

背景技术

随着汽车技术的发展，在对汽车安全性和可靠性要求提高的同时，人们对汽车的乘坐舒适性要求也越来越高，随之而来的车内辅助提高舒适性的用电设备也越来越多，比如：车载DVD、车载电脑、空调和其它车内多媒体设备等。车载蓄电池不仅需要在汽车启动时对启动机供电，而且需要在发动机停止工作和发电不足的情况下对车载的用电设备供电；因此，对车载蓄电池的管理不再仅仅是对车载电池电压的监控和单纯地关闭用电设备那么简单，为了增加车载蓄电池的使用寿命，对电池整个工作过程中的充放电电流、温度、电流、工作时间等工况进行全面实时监控和管理显得越来越有必要，车载电池管理系统的管理流程设计也越来越复杂。

现有电动车辆电池管理技术中，系统的设计大多采用分布式管理方式，采用多个模块，各模块拥有独立的中央处理器负责实现电池管理中的单一功能，所有模块整合实现对车载蓄电池的监控，各模块之间数据通讯连线多而复杂，这不仅使得电池管理系统的体积和成本增加，而且对电池数据的采集在时间上也存在延迟和丢失，各模块之间数据通讯的抗干扰能力也减弱，降低了电池管理系统的可靠性，也不满足产业化要求。

中国专利200710120418.6“电动车用镍氢电池管理系统”，设计了一种用于电动车镍氢电池的管理系统。该发明包括电池管理系统主机，电池电压、温度检测模块，风扇启、停控制及状态监测的风扇控制模块，电池的充放电容量检测由容量检测仪表实现，容量检测仪表由电池分流器取得电池充放电信息，并完成电池充放电容量的计算，电池电压、温度检测模块，风扇控制模块，电池容量检测仪表以及AGV均通过串口与电池管理系统主机通讯，单片机接有AGV(Automatic guided vehicle)控制计算机通讯串口及显示单元。这套电池管理系统中容量检测仪表采用分流器输入实现对电池充放电容量SOC的计算误差较大，对蓄电池的监控过程过于简单，不能有效延长电池的使用寿命，串口自身通讯速率的限制会导致各模块与主机间数据通讯产生延时。

中国专利200610031903.1“一种用于电动车辆的动力电池管理系统”，设计了一套用于电动车辆的动力电池管理系统，它基于CAN总线通讯技术，采用分层结构设计，也可以实现对电池组、单个电池的电压、电流、温度采集、数据分析均衡控制。包括主ECU、子ECU和双口RAM，主ECU单片机采用68376，子ECU单片机采用P89C668，双口RAM采用单片机AT29C040A，各单片机之间采用CAN总线进行数据传输。车用电池管理系统应具备功能多而体积小的特点，这套电动车辆电池管理系统采用了三个独立模块，导致了电池管理系统的体积和成本增加，双口RAM虽然实现了主ECU和子ECU之间的数据缓冲功能，但软件对RAM的访问操作耗费了CPU的资源，各模块之间的数据通讯降低了电池管理系统内部的抗干扰能力，降低了电池管理系统的可靠性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术电池管理系统监控效率不高和抗干扰能力弱的缺点，提供一种新的电动汽车电池管理系统，提高电池管理系统的监控效率和抗干扰能力。

为了提高车载电池管理系统中央处理器程序的监控效率和抗干扰能力，本发明将功能模块集中在一块电路板上，采用了一个中央处理器，将uc/OS-II多任务实时操作系统移植到中央处理器，使之可以工作在中央处理器中，提供任务管理、时间管理和资源管理功能，使得车载电池管理系统软件编制简化，管理系统软件的执行效率提高，数据采集实时性提高，系统工作的稳定性增强。

本发明采取以下的技术方案：

按照电池管理系统的功能要求，将电池管理系统划分为5个任务和2个中断，在多任务实时操作系统调度下，中央处理器周期采集负载电压、电池总电压、总电流、模块电压、电池温度、电池工作时间和接触器状态，根据充放电电流和电池工作时间计算出电池剩余电量SOC，结合电池的特性参数和SOC的范围实现充放电控制，判断当前SOC时电池允许的最大、最小充放电电流并通过CAN总线发送，根据采集得到的数据结合电池特性进行均衡化判断、风扇控制和故障诊断，检测比较采样数据得到电池的历史数据，当电池管理系统检测到钥匙断电信号时对历史数据进行掉电保存，然后将电池管理系统断电，通过CAN总线实现上位机对电池数据的在线标定，电池管理系统与整车设备采用CAN总线实现数据通讯，根据收到的CAN总线预充电命令控制接触器通断，当满足预充电成功条件则接通高压系统的正、负端接触器将蓄电池与高压系统接通。