CN114347853B - 一种两轮电动车的锂电池管理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池技术领域,公开了一种两轮电动车的锂电池管理方法,在实际使用时,本发明方法在两轮电动车的锂电池重新安装时通过判断电动车控制单元和BMS管理单元是否能正常建立通信来判断两轮电动车的锂电池是否被更改过,如果更改过则降低输入到两轮电动车的电机的电流大小,避免产生安全隐患;另外本发明的电动车控制单元和BMS管理单元在能建立通信后,BMS管理单元根据电动车控制单元发送的电池信息判断自身锂电池的规格的电压规格、最大工作电流和功率是否符合要求,如果不符合则BMS管理单元限制锂电池的输出电流,以此确保两轮电动车在正常行驶时,其安装的锂电池符合要求、没有更改,避免产生安全隐患,保障骑行者的安全。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,具体涉及一种两轮电动车的锂电池管理方法。
背景技术
在人们的日常生活中,两轮电动车极大地方便了人们的短距离出行。两轮电动车使用电池作为动力源,常用的电池包括铅酸蓄电池和锂电池,其中锂电池因其工作电压高、体积小、重量轻、能量密度大、无记忆效应、无污染、自放电小和循环寿命长等优点,正在逐渐替代铅酸蓄电池,但是锂电池由于其安全性差和存在***等缺陷,需要为锂电池配置BMS管理***来对锂电池进行过充保护、过放保护、过流保护、均衡保护和SOC计算等安全保护。
在两轮电动车生产完成后,两轮电动车都会配置有固定电压规格的锂电池以及与锂电池电压规格相匹配的BMS管理***,但是在生活中存在私自更换锂电池电压规格的情况即为了增加两轮电动车的行驶里程,将原厂电动车的锂电池更换为更高电压规格的锂电池,而这种更换容易带来安全隐患,例如过大的放电电流可能超过了两轮电动车的原本过流保护措施,又或者BMS管理***不能对更换后的锂电池进行正常的均衡保护,使锂电池的每节电池的电压不一致,进而减少锂电池的使用寿命。而现有两轮电动车的锂电池的BMS管理***只能对锂电池进行保护,两轮电动车在更换锂电池的电压规格后,两轮电动车仍能正常行驶,给骑行者的骑行安全带来隐患。
发明内容
鉴于背景技术的不足,本发明是提供了一种两轮电动车的锂电池管理方法,所要解决的技术问题是现有采用锂电池的两轮电动车在更换锂电池的电压规格后,两轮电动车仍能正常行驶,存在安全隐患。
为解决以上技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种两轮电动车的锂电池管理方法,包括触发单元、电动车控制单元、BMS管理单元和电机驱动单元,具体包括以下步骤:
S1:所述触发单元在所述两轮电动车的锂电池重新安装时向所述电动车控制单元发送触发信号;
S2:所述电动车控制单元接收到所述触发信号后向所述BMS管理单元发送请求获取电池信息的请求信息;
S3:如果电动车控制单元在向所述BMS管理单元发送所述请求信号后没有接收到所述BMS管理单元发送的已接收请求信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小;
S4:当BMS管理单元接收到所述电动车控制单元发送的请求信息后,所述BMS管理单元将所述锂电池的信息发送给所述电动车控制单元;如果电动车控制单元在向所述BMS管理单元发送所述请求信号后的第一时间内没有接收到BMS控制单元发送的锂电池的信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小;如果电动车控制单元在向所述BMS管理单元发送所述请求信号后的第一时间内接收到BMS控制单元发送的锂电池的信息,则两轮电动车正常骑行。
作为进一步的技术方案,步骤S3中,如果电动车控制单元在第一次向所述BMS管理单元发送所述请求信号后没有接收到所述BMS管理单元发送的已接收请求信息,则电动车控制单元重新向所述BMS管理单元发送请求信息;当所述电动车控制单元向所述BMS管理单元N次发送请求信息后都没有接收到所述BMS管理单元发送的已接受请求信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小,N为大于1的正整数。
作为进一步的技术方案,步骤S3中,如果锂电池的BMS管理单元在锂电池安装后供电的第二时间内没有接收到电动车控制单元发送的请求信息,则所述BMS管理单元限制所述锂电池的输出电流并向所述电动车控制单元发送第一报警信息,所述电动车控制单元接收到第一报警信息后将第一报警信息在显示单元上显示。
作为进一步的技术方案,步骤S4中,如果BMS管理单元在向所述电动车控制单元发送完锂电池的信息后没有接收到电动车控制单元发送的已接受信息,则BMS管理单元重新向电动车控制单元发送锂电池的信息,当所述BMS管理单元向所述电动车控制单元M次发送锂电池的信息后都没有接收到电动车控制单元发送的已接收信息,则BMS管理单元限制锂电池的输出电流大小,并向电动车控制单元发送第二报警信息,所述电动车控制单元接收到第二报警信息后将第二报警信息在显示单元上显示。
作为进一步的技术方案,所述获取电池信息的请求信息包括获取锂电池的电压规格信息、最大工作电流信息、功率信息、电压判定值、电流判定值和功率判定值,步骤S4中,当所述BMS管理单元接收到所述请求信息后将锂电池自身的电压规格值与电压判定值进行比较、将锂电池自身的最大电流工作值与电流判断值进行比较和将锂电池自身的功率值与功率判定值进行比较,如果出现比较结果不一样,则BMS管理单元限制所述锂电池的输出电流大小并向所述电动车控制单元发送第三报警信息,所述电动车控制单元接收到第三报警信息后将第三报警信息在显示单元上显示。
作为进一步的技术方案,步骤S4中,所述电动车控制单元在接收到BMS管理单元发送的电池信息后判定将锂电池自身的电压规格值与电压判定值进行比较、将锂电池自身的最大电流工作值与电流判断值进行比较和将锂电池自身的功率值与功率判定值进行比较,如果出现比较结果不一样,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小。
作为进一步的技术方案,当电动车在正常行驶时,BMS管理单元监控锂电池是否有故障报警,如果存在故障报警,则BMS管理单元将对应的故障报警信息发送给电动车控制单元并调整锂电池的动力输出,电动车控制单元将所述故障报警信息在显示单元上显示。
作为进一步的技术方案,当电动车在正常行驶时,BMS管理单元将电池状态信息和动力输出状态信息发送给电动车控制单元,电动车控制单元将电池状态信息和动力输出状态信息在显示单元上显示,电动车控制单元根据电池状态信息判断锂电池的电量是否低于电量判定值时和判断锂电池的温度是否大于温度判定阈值,如果锂电池的电量低于电量判定值,和/或锂电池的温度大于温度判定值,则电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率请求,所述BMS管理单元接收到所述降低输出功率请求后降低锂电池的输出功率。
作为进一步的技术方案,当锂电池的电量低于20%时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率50%的请求。
作为进一步的技术方案,当锂电池的温度大于45℃时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率80%的请求;当锂电池的温度大于55℃时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率50%的请求;当锂电池的温度大于60℃时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送停止动力输出的请求。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是:本发明方法在两轮电动车的锂电池重新安装时通过判断电动车控制单元和BMS管理单元是否能正常建立通信来判断两轮电动车的锂电池是否被更改过,如果更改过则降低输入到两轮电动车的电机的电流大小,避免产生安全隐患;另外本发明的电动车控制单元和BMS管理单元在能建立通信后,BMS管理单元根据电动车控制单元发送的电池信息判断自身锂电池的规格的电压规格、最大工作电流和功率是否符合要求,如果不符合则BMS管理单元限制锂电池的输出电流,以此确保两轮电动车在正常行驶时,其安装的锂电池符合要求、没有更改,避免产生安全隐患,保障骑行者的安全;最后BMS管理单元通过对锂电池的电量进行监控,调整锂电池的动力输出,使锂电池不会出现过放现象,另外通过对锂电池的温度进行监控可以避免锂电池在高温环境中工作。
附图说明
图1为实施例中的本发明的流程图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示,一种两轮电动车的锂电池管理方法,包括触发单元、电动车控制单元、BMS管理单元和电机驱动单元,具体包括以下步骤:
S1:触发单元在两轮电动车的锂电池重新安装时向电动车控制单元发送触发信号;
S2:电动车控制单元接收到触发信号后向BMS管理单元发送请求获取电池信息的请求信息;
S3:如果电动车控制单元在向BMS管理单元发送所述请求信号后没有接收到BMS管理单元发送的已接收请求信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小;
S4:当BMS管理单元接收到电动车控制单元发送的请求信息后,BMS管理单元将锂电池的信息发送给所述电动车控制单元;如果电动车控制单元在向BMS管理单元发送请求信号后的第一时间内没有接收到BMS控制单元发送的锂电池的信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小;如果电动车控制单元在向BMS管理单元发送请求信号后的第一时间内接收到BMS控制单元发送的锂电池的信息,则两轮电动车正常骑行。
其中,在步骤S1中,电动车的锂电池重新安装是指锂电池的电源输出接头从电动车上的电源输入座上拔下后又重新插上去。
在实际使用时,如果要更换电动车上的锂电池,则需要先将原本电动车上的锂电池取下,然后再电动车上安装新的锂电池,因此本发明通过在电动车上的锂电池重新安装时电动车控制单元接收到触发信号后开始与BMS管理单元建立通信连接,如果电动车控制单元与BMS管理单元不能按照预设建立通信连接,则认为电动车的锂电池已被更换过,电动车控制单元通过电机驱动单元降低输入到两轮电动车的电机电流大小。
在实际使用时,电动车控制单元向BMS管理单元发送请求信息时,BMS管理单元可能因为某些干扰没有接收到请求信息,为避免这种情况对电动车的骑行产生影响,具体地,本实施例中,步骤S3中,如果电动车控制单元在第一次向BMS管理单元发送请求信号后没有接收到BMS管理单元发送的已接收请求信息,则电动车控制单元重新向BMS管理单元发送请求信息;当电动车控制单元向BMS管理单元N次发送请求信息后都没有接收到BMS管理单元发送的已接受请求信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小,N为大于1的正整数。在某种实施方式中,N为2。
本实施例中,步骤S3中,如果锂电池的BMS管理单元在锂电池安装后供电的第二时间内没有接收到电动车控制单元发送的请求信息,则BMS管理单元限制锂电池的输出电流并向电动车控制单元发送第一报警信息,电动车控制单元接收到第一报警信息后将第一报警信息在显示单元上显示。在实际使用时,通过这样设置,当电动车上装配的锂电池被拆下来装配到别的电动车上后,锂电池的BMS管理单元会通过限制锂电池的输出电流使电动车不能正常骑行,进而避免电动车的锂电池出现互相更换的情况,确保用户的骑行安全。
同样地,为了避免干扰对影响电动车控制单元接收BMS管理单元发送的锂电池的信息的接收,本实施例中,步骤S4中,如果BMS管理单元在向电动车控制单元发送完锂电池的信息后没有接收到电动车控制单元发送的已接受信息,则BMS管理单元重新向电动车控制单元发送锂电池的信息,当BMS管理单元向电动车控制单元M次发送锂电池的信息后都没有接收到电动车控制单元发送的已接收信息,则BMS管理单元限制锂电池的输出电流大小,并向电动车控制单元发送第二报警信息,电动车控制单元接收到第二报警信息后将第二报警信息在显示单元上显示。
本实施例中的以上内容都是通过判断电动车控制单元和BMS管理单元是否能正常通信即建立握手来判断电动车的锂电池是否被更换过。在某种情况中,电动车控制单元和BMS管理单元都是能正常建通信的,此时需要进一步的判断电动车上的锂电池是否被更换过。
具体地,本实施例中,步骤S1中的获取电池信息的请求信息包括获取锂电池的电压规格信息、最大工作电流信息、功率信息、电压判定值、电流判定值和功率判定值,步骤S4中,当BMS管理单元接收到请求信息后将锂电池自身的电压规格值与电压判定值进行比较、将锂电池自身的最大电流工作值与电流判断值进行比较和将锂电池自身的功率值与功率判定值进行比较,如果出现比较结果不一样,则BMS管理单元限制所述锂电池的输出电流大小并向电动车控制单元发送第三报警信息,电动车控制单元接收到第三报警信息后将第三报警信息在显示单元上显示。
其中出现比较结果不一样是指锂电池自身的电压规格值与电压判定值、锂电池自身的最大电流工作值与电流判断值和锂电池自身的功率值与功率判定值中至少存在一个不一样,第三报警信息应体现出所有不一样的参数,例如电压规格值和最大工作电流均不一样时,BMS管理单元向电动车控制单元发送锂电池电压规格和最大工作电流异常的报警信息。
由于BMS管理单元可以通过调整其输出电流大小来限制电动车的转速,因电动车控制单元可以通过电机驱动单元来调节电动车的转速大小,在步骤S4中,电动车控制单元在接收到BMS管理单元发送的电池信息后判定将锂电池自身的电压规格值与电压判定值进行比较、将锂电池自身的最大电流工作值与电流判断值进行比较和将锂电池自身的功率值与功率判定值进行比较,如果出现比较结果不一样,则电动车控制单元通过电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小。在实际使用时,通过电动车控制单元对BMS管理***发送电池的信息进行二次判断可以确保当锂电池的信息不对时,电动车不能正常骑行。
本实施例中的以上内容是通过判断电动车控制单元与BMS管理单元是否能正常建立通信和通过判断锂电池的电压规格、最大工作电流值和功率是否与判定值一样来判断电动车的锂电池是否被更换过。
在实际使用时,为了锂电池的使用安全,在本实施例中,当电动车在正常行驶时,BMS管理单元监控锂电池是否有故障报警,如果存在故障报警,则BMS管理单元将对应的故障报警信息发送给电动车控制单元并调整锂电池的动力输出,电动车控制单元将所述故障报警信息在显示单元上显示。
进一步地,当电动车在正常行驶时,BMS管理单元将电池状态信息和动力输出状态信息发送给电动车控制单元,电动车控制单元将电池状态信息和动力输出状态信息在显示单元上显示,电动车控制单元根据电池状态信息判断锂电池的电量是否低于电量判定值时和判断锂电池的温度是否大于温度判定阈值,如果锂电池的电量低于电量判定值,和/或锂电池的温度大于温度判定值,则电动车控制单元向BMS管理单元发送降低输出功率请求,BMS管理单元接收到降低输出功率请求后降低锂电池的输出功率。
具体地,当锂电池的电量低于20%时,电动车控制单元向BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率50%的请求。在某种实施方式中,在保障锂电池使用安全的情况下,可以调整电量判定值,例如可以为15%或者25%。在某种实施方式中,也可以将锂电池的输出功率降低至原输出功率的45%或者55%。
具体地,当锂电池的温度大于45℃时,电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率80%的请求;当锂电池的温度大于55℃时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率50%的请求;当锂电池的温度大于60℃时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送停止动力输出的请求。在某种实施方式中,温度判定值可以根据实际需要调整,降低后的锂电池输出功率与原输出功率的比值可以根据实际需要调整。综上,本发明方法在两轮电动车的锂电池重新安装时通过判断电动车控制单元和BMS管理单元是否能正常建立通信来判断两轮电动车的锂电池是否被更改过,如果更改过则降低输入到两轮电动车的电机的电流大小,避免产生安全隐患;另外本发明的电动车控制单元和BMS管理单元在能建立通信后,BMS管理单元根据电动车控制单元发送的电池信息判断自身锂电池的规格的电压规格、最大工作电流和功率是否符合要求,如果不符合则BMS管理单元限制锂电池的输出电流,以此确保两轮电动车在正常行驶时,其安装的锂电池符合要求、没有更改,避免产生安全隐患,保障骑行者的安全;最后BMS管理单元通过对锂电池的电量进行监控,调整锂电池的动力输出,使锂电池不会出现过放现象,另外通过对锂电池的温度进行监控可以避免锂电池在高温环境中工作。
上述依据本发明为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,包括触发单元、电动车控制单元、BMS管理单元和电机驱动单元,具体包括以下步骤:
S1:所述触发单元在所述两轮电动车的锂电池重新安装时向所述电动车控制单元发送触发信号;
S2:所述电动车控制单元接收到所述触发信号后向所述BMS管理单元发送请求获取电池信息的请求信息;
S3:如果电动车控制单元在向所述BMS管理单元发送所述请求信息后没有接收到所述BMS管理单元发送的已接收请求信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小;
S4:当BMS管理单元接收到所述电动车控制单元发送的请求信息后,所述BMS管理单元将所述锂电池的信息发送给所述电动车控制单元;如果电动车控制单元在向所述BMS管理单元发送请求信号后的第一时间内没有接收到BMS控制单元发送的锂电池的信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小;如果电动车控制单元在向所述BMS管理单元发送所述请求信号后的第一时间内接收到BMS控制单元发送的锂电池的信息,则两轮电动车正常骑行。
2.根据权利要求1所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,步骤S3中,如果电动车控制单元在第一次向所述BMS管理单元发送所述请求信号后没有接收到所述BMS管理单元发送的已接收请求信息,则电动车控制单元重新向所述BMS管理单元发送请求信息;当所述电动车控制单元向所述BMS管理单元N次发送请求信息后都没有接收到所述BMS管理单元发送的已接受请求信息,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小,N为大于1的正整数。
3.根据权利要求1所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,步骤S3中,如果锂电池的BMS管理单元在锂电池安装后供电的第二时间内没有接收到电动车控制单元发送的请求信息,则所述BMS管理单元限制所述锂电池的输出电流并向所述电动车控制单元发送第一报警信息,所述电动车控制单元接收到第一报警信息后将第一报警信息在显示单元上显示。
4.根据权利要求1所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,步骤S4中,如果BMS管理单元在向所述电动车控制单元发送完锂电池的信息后没有接收到电动车控制单元发送的已接受信息,则BMS管理单元重新向电动车控制单元发送锂电池的信息,当所述BMS管理单元向所述电动车控制单元M次发送锂电池的信息后都没有接收到电动车控制单元发送的已接收信息,则BMS管理单元限制锂电池的输出电流大小,并向电动车控制单元发送第二报警信息,所述电动车控制单元接收到第二报警信息后将第二报警信息在显示单元上显示。
5.根据权利要求1所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,所述获取电池信息的请求信息包括获取锂电池的电压规格信息、最大工作电流信息、功率信息、电压判定值、电流判定值和功率判定值,步骤S4中,当所述BMS管理单元接收到所述请求信息后将锂电池自身的电压规格值与电压判定值进行比较、将锂电池自身的最大电流工作值与电流判断值进行比较和将锂电池自身的功率值与功率判定值进行比较,如果出现比较结果不一样,则BMS管理单元限制所述锂电池的输出电流大小并向所述电动车控制单元发送第三报警信息,所述电动车控制单元接收到第三报警信息后将第三报警信息在显示单元上显示。
6.根据权利要求5所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,步骤S4中,所述电动车控制单元在接收到BMS管理单元发送的电池信息后判定将锂电池自身的电压规格值与电压判定值进行比较、将锂电池自身的最大电流工作值与电流判断值进行比较和将锂电池自身的功率值与功率判定值进行比较,如果出现比较结果不一样,则电动车控制单元通过所述电机驱动单元限制输入到两轮电动车的电机电流大小。
7.根据权利要求1所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,当电动车在正常行驶时,BMS管理单元监控锂电池是否有故障报警,如果存在故障报警,则BMS管理单元将对应的故障报警信息发送给电动车控制单元并调整锂电池的动力输出,电动车控制单元将所述故障报警信息在显示单元上显示。
8.根据权利要求1所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,当电动车在正常行驶时,BMS管理单元将电池状态信息和动力输出状态信息发送给电动车控制单元,电动车控制单元将电池状态信息和动力输出状态信息在显示单元上显示,电动车控制单元根据电池状态信息判断锂电池的电量是否低于电量判定值时和判断锂电池的温度是否大于温度判定阈值,如果锂电池的电量低于电量判定值,和/或锂电池的温度大于温度判定值,则电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率请求,所述BMS管理单元接收到所述降低输出功率请求后降低锂电池的输出功率。
9.根据权利要求8所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,当锂电池的电量低于20%时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率50%的请求。
10.根据权利要求8所述的一种两轮电动车的锂电池管理方法,其特征在于,当锂电池的温度大于45℃时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率80%的请求;当锂电池的温度大于55℃时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送降低输出功率至原输出功率50%的请求;当锂电池的温度大于60℃时,所述电动车控制单元向所述BMS管理单元发送停止动力输出的请求。
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