[发明专利]基于混合动力系统的钛酸锂电池BMS的SOP控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于混合动力系统的钛酸锂电池BMS的SOP控制系统，其特征在于，其包括钛酸锂电池组、电池组控制模块、温度控制模块、LECU中央控制器CPU块、整车控制模块VCU、发电机及电动机模块、充放电开关及电流控制模块、CAN通信模块、BMU中央处理器CPU模块、母线电压HVB及HVP模块、母线电流模块、高压互锁模块、通信Key模块、冷却模块、存储模块、SOP软件算法模块、SOC软件算法模块、SOH软件算模块、电源模块，LECU中央控制器CPU模块、整车控制模块VCU都与CAN通信模块相连，LECU中央控制器CPU模块位于整车控制模块VCU的上方，电池组控制模块、温度控制模块都与LECU中央控制器CPU模块相连，钛酸锂电池组位于电池组控制模块和温度控制模块之间，整车控制模块VCU与发电机及电动机模块相连，发电机及电动机模块与充放电开关及电流控制模块相连，充放电开关及电流控制模块与BMU中央处理器CPU模块相连，CAN通信模块与BMU中央处理器CPU模块相连，电源模块与BMU中央处理器CPU模块相连，母线电压HVB及HVP模块、母线电流模块、高压互锁模块、通信Key模块、冷却模块、存储模块、SOP软件算法模块、SOC软件算法模块、SOH软件算模块都与BMU中央处理器CPU模块相连，母线电压HVB及HVP模块位于母线电流模块的上方，高压互锁模块位于母线电流模块的下方，高压互锁模块位于通信Key模块的上方，冷却模块位于通信Key模块的下方，存储模块位于冷却模块的下方，SOP软件算法模块位于存储模块的下方，SOC软件算法模块位于SOP软件算法模块的下方，SOH软件算模块位于SOC软件算法模块的下方。

2.一种基于混合动力系统的钛酸锂电池BMS的SOP控制方法，其特征在于，其由BMS时钟控制及中断服务ISR方法和蓄电池组管理控制单元BMU逻辑控制方法组成，其中：

BMS时钟控制及中断服务ISR方法包括以下步骤：

步骤一，ISR模块中启动100ms定时中断，分别记录两次单体最大电压和两次单体最小电压出现的时间间隔Tccnt和Tdisccnt；

步骤二，判断充电SOP水箱模型时间△tcmode是否大于0，△tcmode＝(Vinit-I电流流入△T)/(I电流流出-I电流流入)，Vinit是放电SOP水箱蓄水池模型初始水位量，△T为标定时间；

步骤三，如果△tcmode大于0说明充电水箱蓄水池限流已启动，在△tcmode时间后充电电流将受到限制，要小于等于充电保护电流Icsave，记录△tcmode时间到Climit并清零△tcmode以保护当前限流的启动时间点，如果△tcmode小于等于0则转步骤六；

步骤四，对Climit时间进行倒计时；

步骤五，如果Climit时间到达，那么打开充电限流标志EnChargeLimit＝1；

步骤六，判断放电SOP水箱模型时间△tdiscmode是否大于零，△tdiscmode＝(Vinit-I电流流入△T)/(I电流流出-I电流流入)；

步骤七，如果△tdiscmode大于0说明放电SOP水箱蓄水池限流启动，在△discmode时间后放电电流将被限制为以小于或等于放电保护电流Idiscsave进行放电，记录△discmode时间到Disclimit并清零△tdiscmode以保护当前放电限流启动的时间点，如果△tdiscmode小于等于0则转步骤一；

步骤八，对Disclimit时间倒计时；

步骤九，如果Disclimit时间到，那么使能放电电限流标志EnDischargeLimit＝1，如果Disclimit时间没到则转步骤一；

步骤十，ISR模块中启动500ms定时中断，分别为充电和放电记录60s的时间Tcave和Tdiscave，用于计算单体过压和单体欠压出现的频次；

步骤十一，当60s放电时间Tdiscave到达，计算两次最小单体电压出现的周期，并清零Tdiscave，以启动下次60s时间；

步骤十二，如果两次最小单体电压出现的周期小于24且放电SOP水箱模型保护DischargeLimit＝0关闭，那么使能放电SOP水箱模型功率方法SOPdiscmode＝1，并启动放电回路恢复检索定时开关Tdis_en＝1和清零检索标志Dflag＝0，否则SOPdiscmode＝0关闭，转步骤一；

步骤十三，当60s充电时间Tcave到达，计算两次最大单体电压出现的周期，并清零Tcave，以启动下次60s时间；

步骤十四，如果两次最大单体电压出现的周期小于60且充电SOP水箱模型保护ChargeLimit＝0关闭那么使能充电功率方法SOPcmode＝1，并启动充电回路恢复检索定时开关Tchg_en＝0和清零检索标志Cflags＝0，否则SOPcmode＝0关闭，转步骤一；

步骤十五，ISR模块中启动1000ms定时中断，用于控制温度采样频次；

步骤十六，如果秒钟计时Tsec到5s，使能标志Tflag＝1以启动SOP水箱模型状态监测和温度监测，每5s进行一次查询，并清零秒时计数Tsec＝0用于下次定时计数，否则转步骤一；

步骤十七，ISR模块中启动2000ms定时中断，用于放电及充电的限制以及关闭的恢复检索；

步骤十八，如果放电限制和关闭恢复检索标志使能Tdis_en＝1，启动放电回路恢复检索计时Tdischarge++，否则转步骤二十一；

步骤十九，当放电回路检索计时Tdischarge大于等于150，放电回路恢复检索使能Dflag＝1，也5分钟做一次放电回路限制或关闭的恢复检索；

步骤二十，如果充电限制或关闭恢复检索标志打开Tchg_en＝1，启动充电回路恢复检索计时Tcharge++，否则转步骤一；

步骤二十一，当充电回路检索计时Tcharge大于150，充电回路限制或断开的恢复检索使能Cflag＝1，也5分钟做一次充电回路限制或断开的恢复检索；

步骤二十二，进入下一次ISR等待；

蓄电池组管理控制单元BMU逻辑控制方法包括以下步骤：

步骤三十，判断放电水箱蓄水池模型SOPdiscmode是否被启动，如果没有被启动则转步骤三十二，如果启动则转步骤七十九；

步骤三十一，判断充电水箱蓄水池模型SOPcmode是否被启动，如果没有启动则转步骤三十二，如果启动则转步骤八十三；

步骤三十二，通过温度控制模块采集单体电池的温度并计算出最高电池温度Tsmp；

步骤三十三，判断最高电池温度是否高于45℃，是则转步骤三十四，否则转步骤三十五；

步骤三十四，判断由于温度过高报警引起的SOP水箱蓄水池模型限流保护开关TempLimit是否使能，如果没有使能，打开放电和充电SOP水箱蓄水池模型线程控制，转步骤七十九和步骤八十三，如果使能了则进入步骤三十七；

步骤三十五，放电水箱蓄水池模型和充电水箱蓄水池模型的SOP水箱蓄水池模型保护是否都关闭，如果关闭转步骤三十六，如果没有关闭则转步骤三十七；

步骤三十六，取消温度过高报警引起的SOP水箱蓄水池模型保护，此时当温度过高报警，则会引起的充放电SOP水箱蓄水池模型的建立以控制充放电电流；

步骤三十七，通过温度控制模块采集单体电池的温度并计算出最高电池温度Tsmp，并判断最高电池温度Tsmp是否大于上次记录到的单体最大温度，是则转步骤三十八，否则转步骤三十九；

步骤三十八，把当前采集到的最大单体电池的温度赋给最大温度存储变量Tmax，Tmax＝Tsmp；

步骤三十九，采集电池组最小单体电压Vsmp和最大单体电压Vmsmp；

步骤四十，判断当前最小单体电压Vsmp小于1.5V或者电池电荷量SOC小于5％，是则转步骤四十一，否则转步骤四十五；

步骤四十一，判断放电回路是否断开，是则转步骤四十二，否则转步骤六十五；

步骤四十二，通知整车控制模块VCU电池电量已耗光，电池电量将不能继续供电将断开放电回路；

步骤四十三，整车响应30s后切断放电回路电路以保护电池；

步骤四十四，清零放电回路限制或关闭的检索计数器Tdischarge＝0，并启动放电回路限制或关闭的检测定时开关Tdis_en＝1，清零放电回路限制或断开的恢复检索标志Dflag＝0，进入步骤六十五；

步骤四十五，电池单体电压最小值Vmin，判断是否满足Vsm≤Vmin＜1.8V吗，是则转步骤五十六，否则转步骤五十二；

步骤四十六，判断放电回路是否闭合，是则转步骤四十七，否则转六十五；

步骤四十七，判断电池电荷容量SOC是否小于10％，是则转步骤四十八，否则转步骤六十五；

步骤四十八，记录最小电压值到存储变量Vmin＝Vsmp；

步骤四十九，记录两次最小电压出现的时间间隔Tdiscgap＝Tdisccnt，并清零Tdisccnt用于记录下次出现小于或等于当前最小电压的时间间隔；

步骤五十，判断Tdiscgap小于10，两次单体最小电压出现的时间间隔小于10s，是则转步骤五十一，否则转步骤六十五；

步骤五十一，两次单体最小电压在小于规定时间内出现频次计数器DCounter加1，转步骤六十五；

步骤五十二，如果最大单体电压大于2.8v或电池电荷量SOC＝100％，是则转步骤五十三，否则转步骤五十八；

步骤五十三，判断充电回路是否闭合，是则转步骤五十四，否则转六十五；

步骤五十四，通知整车控制模块VCU充电已过压或电池已满充，将断开充电回路以保护钛酸锂电池组，转步骤五十六；

步骤五十六，整车响应后切断充电回路，已确保电池的安全进而保障人和车辆的安全；

步骤五十七，清零充电回路限流或断开的恢复的检索计数器值Tcharge＝0，并启动充电回路限流或断开的恢复检测定时开关Tchg_en＝1，清零充电回路限流或断开的恢复检索标志Cflag＝0，转步骤六十五；

步骤五十八，判断充电回路是否闭合，是则转步骤五十九，否则转步骤六十五；

步骤五十九，判断电池电荷容量SOC是否大于90％，是则转步骤六十，否则转步骤六十五；

步骤六十，判断当前采集到的最大电池电压Vmsmp和上次记录的最大单体电压Vmax是否满足2.5V＜Vmax≤Vmsmp，是则转步骤六十一，否则转步骤六十五；

步骤六十一，记录最大单体电压到最大单体电压存储变量Vmax＝Vmsmp；

步骤六十二，记录两次最大单体电压出现的时间间隔Tcgap＝Tccnt，并清零Tccnt；

步骤六十三，判断两次最大单体电压出现时间间隔Tcgap是否小于5s，是则转步骤六十四，否则转步骤六十五；

步骤六十四，两次最大单体电压出现次数计数CCounter加1；

步骤六十五，判断放电回路检索标志Dflag是否使能，是则转步骤六十六，否则转步骤六十九；

步骤六十六，清零放电回路限流或断开的恢复的检查标志Dflag＝0，以等待下一个时间点对放电回路的检查；

步骤六十七，判断当前电池电荷容量SOC是否大于15％，是则转步骤六十八，否这转步骤六十九；

步骤六十八，关闭放电回路限流或断开的恢复的检索使能Tdis_en＝0，取消放电SOP水箱蓄水池模型的保护DischargeLimit＝0，清零以保护放电电流Idiscsave执行限流放电标志EndischargeLimit＝0，放电电流不再受限制；

步骤六十九，判断充电回路限流或断开的恢复的检索标志Cflag是否使能，是则转步骤七十，否则转步骤七十三；

步骤七十，清零Cflag＝0，以等待下一个时间点对充电回路恢复正常供电的检查；

步骤七十一，判断电池电荷容量是否小于90％，是则转步骤七十二，否则转七十三；

步骤七十二，关闭充电限流或断开的恢复的检索Tchg_en＝0，取消充电SOP水箱蓄水池模型的保护ChargeLimit＝0，清零以保护充电电流Icsave执行充电的标志EnchargeLimit＝0，充电电流不再受限制；

步骤七十三，判断温度采集使能Tflag是否等于1，是则转步骤七十四，否则转七十五；

步骤七十四，清零Tflag以供下次温度采集时间点计时，转步骤三十；

步骤七十五，判断充电限流执行标志EnchargeLimit是否使能，是则转步骤七十六，否则转步骤七十七；

步骤七十六，限制充电电流要小于或等于充电保护电流Icsave，转步骤七十七；

步骤七十七，判断放电限流执行标志EndischargeLimit是否使能，是则转步骤七十八，否则转步骤三十九

步骤七十八，电池系统只能以小于或等于保护放电电流Idiscsave的电流放电，转步骤三十九；

步骤七十九，关闭放电水箱蓄水池模型SOPdiscmode，不使能放电SOP水箱蓄水池模型，以防止主进程的下次干扰；

步骤八十，BMS系统计算此状态下放电SOP水箱蓄水池模型的SOPdiscmode参数Vmax、计算放电保护电流Idiscsave、计算放电SOP水箱蓄水池模型初始水位量Vinit、计算关键时间△tdiscmode；

步骤八十一，打开放电SOP水箱蓄水池模型保护DischargeLimit＝1和由于温度引起的SOP放电水箱蓄水池的保护TempLimit＝1；

步骤八十二，返回步骤三十二继续主进行执行；

步骤八十三，关闭充电水箱蓄水池模型SOPcmode，不使能充电SOP水箱蓄水池模型，以防止主进程的下次干扰；

步骤八十四，BMS系统计算此状态下充电SOP水箱蓄水池模型SOPcmode参数Vmax、计算充电保护电流Icsave、计算充电SOP水箱蓄水池模型初始水位量Vinit、计算关键时间△tcmode；

步骤八十五，使能充电SOP水箱蓄水池控制模型保护ChargeLimit＝1和使能由于温度过高报警引起的SOP充电水箱蓄水池的保护TempLimit＝1；

步骤八十六，返回步骤三十二继续主进行执行。