CN116923189A - 一种钠离子电池bms***及基于其的电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明主要关于一种钠离子电池BMS***及基于其的电动车辆，所述BMS***包括：感测模块，用于获取钠离子电池的电池参数和传感温度参数；控制模块，用于根据所述感测模块获取的电池参数、传感温度参数及预设策略对钠离子电池进行基本数据存储、告警保护和充电控制。本发明还关于一种电动车辆，其包括钠离子电池和钠离子电池BMS***。钠离子电池BMS***在相关告警策略和充电策略方面对钠离子电池的特性进行了适配，弥补现有BMS***中无法适配异常温度、异常电压等时的充放电危机，在充电时间和充电电量之间进行平衡，获得更好的用户使用体验。
Description
技术领域
本发明主要关于钠离子电池技术领域，特别是关于一种钠离子电池BMS***及基于其的电动车辆。
背景技术
BMS全称为Battery Management System，即动力电池管理***，简称为电池管理***，主要用于监控电池状态，防止电池出现过充过放，延长电池使用寿命，保证电池安全。
当前市面上的BMS***主要都是针对锂电池或铅酸电池的BMS。相对于锂电池，钠离子电池具有更宽泛的放电平台，更高的充放电倍率，以及更好的低温性能。针对钠离子电池的这些特性，传统的BMS无法完全适配钠离子电池的性能和特性，无法完整的释放钠离子电池的电芯性能，相关缺陷主要包含：
1.低温保护策略未调整：钠离子电池的低温性能较锂电池更好，因而低温保护策略的参数设置可以设置的更低，传统锂电池会在较高的温度就进行保护，而钠离子电池不需要；
2.放电平台未做调整：钠离子电池具有更宽泛的放电平台，电芯可以放到0V，实际使用中单体电芯电压可以放到1.2V以下，传统BMS针对这么低的放电电压时有以下局限；BMS自身工作电压范围较高，当电芯放电到低压时，BMS自身将无法正常工作；BMS对低电压范围内容采样不精准，当前很多BMS的电压采样范围只能到1.6V以上，无法完全满足钠离子电池的放电特性；保护策略和参数未进行调整和优化，无法完全释放钠离子电池在低压下的放电能力，限制了钠离子电池的性能；
3.传统BMS的充电策略上未做针对性的调整，无法完整利用钠离子电池的大倍率充放电性能。
当前并没有专门针对钠离子电池的BMS***，因此基于上述考虑，需要针对钠离子电池的特性进行针对性的调整和设计，更好的利用和释放钠离子电池的性能。
前述背景技术知识的记载旨在帮助本领域普通技术人员理解与本发明较为接近的现有技术，同时便于对本申请发明构思及技术方案的理解，应当明确的是，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请技术方案的新创性。
发明内容
为解决上述背景技术中提及的至少一种技术问题，本发明的目的旨在提供一种钠离子电池BMS***及基于其的电动车辆，BMS***在充放电温度告警保护策略和电压告警保护策略方面对钠离子电池的特性进行了适配，弥补现有BMS***中无法适配异常温度、异常电压等时的充放电危机，在充电时间和充电电量之间进行平衡，获得更好的用户使用体验。
一种钠离子电池BMS***，包括：
感测模块，用于获取钠离子电池的电池参数和传感温度参数；
控制模块，用于根据所述感测模块获取的电池参数、传感温度参数及预设策略对钠离子电池进行基本数据存储、告警保护和充电控制。
作为对本发明技术方案的优选，所述感测模块包括以下中的一项或多项的组合：
温度感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的传感温度值；
电流感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电流值；
电压感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电压值。
作为对本发明技术方案的优选，所述对钠离子电池进行基本数据存储包括对感测模块获得的数据及控制模块中运行的数据进行存储和/或展示。
作为对本发明技术方案的优选，所述对钠离子电池进行告警保护包括温度告警保护和电压告警保护，若触发保护，则应当根据预设策略禁止电池的充电和/或放电功能。
作为对本发明技术方案的优选，所述温度告警保护包括充电温度告警保护，具体包括：
预设充电低温告警阈值T0、充电低温保护阈值T1、充电低温告警解除回差T01、充电低温保护解除回差T11、充电高温告警阈值T2、充电高温保护阈值T3、充电高温告警解除回差T21和充电高温保护解除回差T31；
温度区间介于T1～T3时电池可正常充电；
若T1≤电池温度＜T0或T2＜电池温度≤T3，则会触发相应的低温或高温告警，BMS在对外通信时会上送对应的告警字段，但是电池可以进行正常的充电；
若电池温度＜T1或电池温度＞T3，则会触发相应的低温或高温保护，电池将禁止充电。
作为对本发明技术方案的优选，所述充电高温保护阈值T3设定为 55℃。
作为对本发明技术方案的优选，设定T1＜T0＜T2＜T3。
作为对本发明技术方案的优选，所述温度告警保护包括放电温度告警保护，具体包括：
预设放电低温告警阈值T’0、放电低温保护阈值T’1、放电低温告警解除回差T’01、放电低温保护解除回差T’11、放电高温告警阈值T’2、放电高温保护阈值T’3、放电高温告警解除回差T’21和放电高温保护解除回差T’31；
温度区间介于T’1～T’3时电池可正常放电；
若T’1≤电池温度＜T’0或T’2＜电池温度≤T’3，则会触发相应的低温或高温告警，BMS在对外通信时会上送对应的告警字段，但是电池可以进行正常的放电；
若电池温度＜T’1或电池温度＞T’3，则会触发相应的低温或高温保护，电池将禁止放电。
作为对本发明技术方案的优选，所述放电高温保护阈值T’3设定为 60℃。
作为对本发明技术方案的优选，设定T’1＜T’0＜T’2＜T’3。
作为对本发明技术方案的优选，所述电压告警保护包括单体电压告警保护，具体为：
预设单体欠压告警阈值v0、单体欠压保护阈值v1、单体欠压告警解除回差v01、单体欠压保护解除回差v11、单体过压告警阈值v2、单体过压保护阈值v3、单体过压告警解除回差v21和单体过压保护解除回差v31；
若单体电压区间介于v1～v3时电池正常使用；
若v1≤单体电压＜v0，则会触发单体欠压报警，此时若所有单体电压均回升至v0+v01以上则解除单体欠压告警；
若单体电压＜v1，则会触发单体欠压保护，此时电池不允许放电，若所有单体电压均回升至v1+v11以上，则解除单体欠压保护；
若v2＜单体电压≤v3，则会触发单体过压报警，此时若所有单体电压均回落至v2-v21以下，则解除单体过压告警；
若单体电压＞v3，则会触发单体过压保护，此时电池不允许充电，若所有单体电压均回落至v3-v31以下，则解除单体欠压保护。
作为对本发明技术方案的优选，由于钠离子电池的放电电压平台可以下设很低，所以单体欠压保护阈值v1设定为1.2V，适配钠离子电池的低压放电能力。
作为对本发明技术方案的优选，所述单体过压保护阈值v3设定为3.85V。
作为对本发明技术方案的优选，设定v1<v0<v2<v3。
作为对本发明技术方案的优选，所述电压告警保护包括组端电压告警保护，具体为：
预设组端欠压告警阈值v’0、组端欠压保护阈值v’1、组端欠压告警解除回差v’01、组端欠压保护解除回差v’11、组端过压告警阈值v’2、组端过压保护阈值v’3、组端过压告警解除回差v’21和组端过压保护解除回差v’31；
若组端电压介于v’1～v’3时电池正常使用；
若v’1≤组端电压＜v’0，则会触发组端欠压报警，此时若所有组端电压均回升至v’0+ v’01以上则解除组端欠压告警；
若组端电压＜v’1，则会触发组端欠压保护，此时电池不允许放电，若所有组端电压均回升至v’1+ v’11以上，则解除组端欠压保护；
若v’2＜组端电压≤v’3，则会触发组端过压报警，此时若所有组端电压均回落至v’2- v’21以下，则解除组端过压告警；
若组端电压＞v’3，则会触发组端过压保护，此时电池不允许充电，若所有组端电压均回落至v’3- v’31以下，则解除组端欠压保护。
作为对本发明技术方案的优选，由于钠离子电池的放电电压平台可以下设很低，所以组端欠压保护阈值v’1设定为23V，适配钠离子电池的低压放电能力。
作为对本发明技术方案的优选，所述单体过压保护阈值v’3设定为57.5V。
作为对本发明技术方案的优选，设定v’1<v’0<v’2<v’3。
作为对本发明技术方案的优选，所述钠离子电池BMS***包含MCU、AFE采集芯片及其他必要电路在内的硬件。
作为对本发明技术方案的优选，所述AFE采集芯片选用适配钠离子电池放电平台的前段芯片，可在单体电压到达1.2V时正常工作并采样。
作为对本发明技术方案的优选，所述对钠离子电池进行充电控制包括：
设置涓流充电组端电压阈值v’t，设置基准充电电流A1；
当开始充电时，首先检测组端电压v’p，若v’p<v’t，且SOC≤90%时，则在充电时，向充电器发送报文，要求充电器给与充电电流A1，使用大倍率电流进行充电，同时使用安时积分法计算SOC；
若开始充电时v’p＞v’t，或充电过程中SOC>90%，则根据事先预设SOC与充电电流曲线，向充电器要求充电器给与新的充电电流，使电池进入涓流充电状态；
若SOC到达100%，或电流<1A且持续30s以上，则电池已经充满，停止充电。利用钠离子电池的大倍率充电性能，通过调整充电策略，在组端电压较低时采用大倍率电流充电，而在组端电压较高时采用涓流充电模式充电，从而在充电时间和充电电量之间得以平衡，获得更好的用户使用体验。
一种BMS芯片，包括：
采样电路，用于对电池组和/或钠离子电池进行数据采样，以获取电池组和/或钠离子电池的电池参数和传感温度参数；
MCU，用于执行前述所述钠离子电池BMS***的控制模块执行的至少一个步骤。
一种电动车辆，其包括钠离子电池和前述所述的钠离子电池BMS***。
本申请的有益效果为：
针对当前市面上的BMS***主要针对锂电池，钠离子电池因具有更宽泛的放电平台、更高的充电效率、更好的低温性能而缺少适配的BMS***，本申请提供一种针对钠离子电池的BMS***，结合钠离子电池的特性对采样芯片以及温度告警保护、单体告警保护、组端告警保护等告警保护策略和相关参数上针对钠离子电池进行了适配，有利于发挥出钠离子电池的优异的低温性能和宽泛的放电区间的优点，从而彻底释放钠离子电池在低压、低温下的放电能力，提升电池性能，并且由此可以弥补现有BMS***中无法适配异常温度、异常电压等时的充放电危机。
利用钠电池的大倍率充电性能，通过调整充电策略，设置涓流充电组端电压阈值，并通过检测组端电压和SOC，适时调整充电电流，在充电时间和充电电量之间进行平衡，钠离子电池的大倍率充放电性能得以有效利用，使用户获得更好的使用体验。
附图说明
为让本发明的上述和/或其他目的、特征、优点与实例能更明显易懂，下面将对本发明的具体实施方式中所需要使用的附图进行简单的介绍，显然地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示钠离子电池BMS***示意图；
图2表示充电/放电时的高温告警保护判断逻辑示意图；
图3表示充电/放电时的低温告警保护判断逻辑示意图；
图4表示单体/组端过压告警保护的判定逻辑示意图；
图5表示单体/组端的欠压告警保护判定逻辑示意图；
图6表示充电控制逻辑示意图。
具体实施方式
本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当替换和/或改动工艺参数实现，然而特别需要指出的是，所有类似的替换和/或改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明所述产品和制备方法已经通过较佳实例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品和制备方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
除非另有定义，本文所使用的技术和科学术语，具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本发明使用本文中所描述的方法和材料；但本领域中已知的其他合适的方法和材料也可以被使用。本文中所描述的材料、方法和实例仅是说明性的，并不是用来作为限制。所有出版物、专利申请案、专利案、临时申请案、数据库条目及本文中提及的其它参考文献等，其整体被并入本文中作为参考。若有冲突，以本说明书包括定义为准。
除非具体说明，本文所描述的材料、方法和实例仅是示例性的，而非限制性的。尽管与本文所述的那些方法和材料类似或等同的方法和材料可用于本发明的实施或测试，但本文仍描述了合适的方法和材料。
为了便于理解本发明的实施例，首先对本发明实施例中可能涉及的缩略语和关键术语进行解释说明或定义。
BMS：Battery Management System，即动力电池管理***，又称电池管理***；
SOC：State of Charge，即电池剩余电量，又称电池的荷电状态；
MCU：Microcontroller Unit，即微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机；
AFE：是一种模拟前端芯片，它的主要功能是将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，然后将这些数字信号送到处理器进行数字信号处理。
以下详细描述本发明。
实施例1：
参见图1，本发明实施例提供了一种钠离子电池BMS***，所述BMS***包括感测模块100和控制模块200，其中感测模块100通过温度感测单元101、电流感测单元102和电压感测单元103用于获取钠离子电池的电池参数和传感温度参数，控制模块根据所述感测模块获取的电池参数、传感温度参数及预设策略对钠离子电池进行基本数据存储、告警保护和充电控制。
应当理解的是，图1所示钠离子电池BMS***的各个模块及其单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块以软件通过处理元件调用的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，感测模块100和控制模块200可以分别为单独设立的处理元件，也可以集成在电子设备的某一个芯片中实现。温度感测单元101、电流感测单元102和电压感测单元103可以分别为单独设立的处理元件，也可以设立为集成组件，并在单独的某一个芯片中实现。
对钠离子电池进行基本数据存储包括对感测模块获得的数据及控制模块中运行的数据进行存储和/或展示。
对钠离子电池进行告警保护包括：充电温度告警保护、放电温度告警保护、单体电压告警保护和组端电压告警保护，若触发保护，则应当根据预设策略禁止电池的充电和/或放电功能。
充电温度告警保护涉及充电时的高温告警保护和充电时的低温告警保护，放电温度告警保护涉及放电时的高温告警保护和放电时的低温告警保护，其中，对于充电/放电时的高温告警保护判断逻辑如图2所示，对于充电/放电时的低温告警保护判断逻辑如图3所示。
所述充电温度告警保护具体包括：
预设充电低温告警阈值T0为-4℃、充电低温保护阈值T1为-5℃、充电低温告警解除回差T01为3℃、充电低温保护解除回差T11为3℃、充电高温告警阈值T2为50℃、充电高温保护阈值T3为55℃、充电高温告警解除回差T21为5℃和充电高温保护解除回差T31为5℃；
温度区间介于T1～T3也即-5℃～50℃时电池可正常充电；
若T1≤电池温度＜T0，则会触发相应的低温告警，BMS在对外通信时会上送对应的告警字段，但是电池可以进行正常的充电；若电池温度＞T0+T01，则解除低温告警；
若T2＜电池温度≤T3，则会触发相应的高温告警，BMS在对外通信时会上送对应的告警字段，但是电池可以进行正常的充电；若电池温度＜T2-T21，则解除高温告警；
若电池温度＜T1，则会触发相应的低温保护，电池将禁止充电；若电池温度＞T1+T11，则解除低温保护；
若电池温度＞T3，则会触发相应的高温保护，电池将禁止充电；若电池温度＜T3-T31，则解除高温保护。
所述放电温度告警保护具体包括：
预设放电低温告警阈值T’0为-28℃、放电低温保护阈值T’1为-30℃、放电低温告警解除回差T’01为1℃、放电低温保护解除回差T’11为3℃、放电高温告警阈值T’2为58℃、放电高温保护阈值T’3为60℃、放电高温告警解除回差T’21为2℃和放电高温保护解除回差T’31为5℃；
温度区间介于T’1～T’3也即-30℃～60℃时电池可正常放电；
若T’1≤电池温度＜T’0，则会触发相应的低温告警，BMS在对外通信时会上送对应的告警字段，但是电池可以进行正常的放电；若电池温度＞T’0+T’01，则解除低温告警；
若T’2＜电池温度≤T’3，则会触发相应的高温告警，BMS在对外通信时会上送对应的告警字段，但是电池可以进行正常的放电；若电池温度＜T’2-T’21，则解除高温告警；
若电池温度＜T’1，则会触发相应的低温保护，电池将禁止放电；若电池温度＞T’1+T’11，则解除低温保护；
若电池温度＞T’3，则会触发相应的高温保护，电池将禁止放电；若电池温度＜T’3-T’31，则解除高温保护。
单体电压告警保护涉及单体欠压告警保护和单体过压告警保护，组端电压告警保护涉及组端欠压告警保护和组端过压告警保护，其中，对于单体/组端的过压告警保护的判断逻辑如图4所示，对于单体/组端的欠压告警保护的判断逻辑如图5所示。
具体而言，所述单体电压告警保护具体包括：
预设单体欠压告警阈值v0为1.3V、单体欠压保护阈值v1为1.2V、单体欠压告警解除回差v01为0.05V、单体欠压保护解除回差v11为0.1V、单体过压告警阈值v2为3.82V、单体过压保护阈值v3为3.85V、单体过压告警解除回差v21为0.02V和单体过压保护解除回差v31为0.03V；
若单体电压区间介于v1～v3也即1.2～3.85V时电池正常使用；
若v1≤单体电压＜v0，则会触发单体欠压报警，此时若所有单体电压均回升至v0+v01以上则解除单体欠压告警；
若单体电压＜v1，则会触发单体欠压保护，此时电池不允许放电，若所有单体电压均回升至v1+v11以上，则解除单体欠压保护；
若v2＜单体电压≤v3，则会触发单体过压报警，此时若所有单体电压均回落至v2-v21以下，则解除单体过压告警；
若单体电压＞v3，则会触发单体过压保护，此时电池不允许充电，若所有单体电压均回落至v3-v31以下，则解除单体欠压保护。
所述组端电压告警保护具体包括：
预设组端欠压告警阈值v’0为25V、组端欠压保护阈值v’1为23V、组端欠压告警解除回差v’01为1.5V、组端欠压保护解除回差v’11为1.5V、组端过压告警阈值v’2为57.2V、组端过压保护阈值v’3为57.5V、组端过压告警解除回差v’21为0.2V和组端过压保护解除回差v’31为0.5V；
若组端电压介于v’1～v’3也即23V～57.5V时电池正常使用；
若v’1≤组端电压＜v’0，则会触发组端欠压报警，此时若所有组端电压均回升至v’0+ v’01以上则解除组端欠压告警；
若组端电压＜v’1，则会触发组端欠压保护，此时电池不允许放电，若所有组端电压均回升至v’1+ v’11以上，则解除组端欠压保护；
若v’2＜组端电压≤v’3，则会触发组端过压报警，此时若所有组端电压均回落至v’2- v’21以下，则解除组端过压告警；
若组端电压＞v’3，则会触发组端过压保护，此时电池不允许充电，若所有组端电压均回落至v’3- v’31以下，则解除组端欠压保护。
钠离子电池具有较好的大倍率充电特性，因此在充电时可动态指定充电电流，依次使得电池在充电时间和充电容量之间达到平衡，因而对钠离子电池进行充电控制，逻辑流程图如图6所示，具体控制方法包括：
设置涓流充电组端电压阈值v’t为57V，设置基准充电电流A1为12A；
当开始充电时，首先检测组端电压v’p，若v’p<v’t，且SOC≤90%时，则在充电时，向充电器发送报文，要求充电器给与充电电流A1，使用大倍率电流进行充电，同时使用安时积分法计算SOC；
若开始充电时v’p＞v’t，或充电过程中SOC>90%，则根据事先预设SOC与充电电流曲线，向充电器要求充电器给与新的充电电流，新的充电电流使电池进入涓流充电状态；
若SOC到达100%，或电流<1A且持续30s以上，则电池已经充满，停止充电。
实施例2：
在前述实施例的基础上，提供一种BMS芯片，其包括：
采样电路，用于对电池组和/或钠离子电池进行数据采样，以获取电池组和/或钠离子电池的电池参数和传感温度参数；
MCU，用于执行前述所述钠离子电池BMS***的控制模块执行的至少一个步骤。
实施例3：
在前述实施例的基础上，一种电动车辆，其包括钠离子电池/组和前述所述的钠离子电池BMS***。
上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细赘述。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
虽然上述具体实施方式已经显示、描述并指出应用于各种实施方案的新颖特征，但应理解，在不脱离本公开内容的精神的前提下，可对所说明的装置或方法的形式和细节进行各种省略、替换和改变。另外，上述各种特征和方法可彼此独立地使用，或可以各种方式组合。所有可能的组合和子组合均旨在落在本公开内容的范围内。上述许多实施方案包括类似的组分，并且因此，这些类似的组分在不同的实施方案中可互换。虽然已经在某些实施方案和实施例的上下文中公开了本发明，但本领域技术人员应理解，本发明可超出具体公开的实施方案延伸至其它的替代实施方案和/或应用以及其明显的修改和等同物。因此，本发明不旨在受本文优选实施方案的具体公开内容限制。
本发明未尽事宜均为公知技术。
Claims (10)
1.一种钠离子电池BMS***，其特征在于包括：
感测模块，用于获取钠离子电池的电池参数和传感温度参数；
控制模块，用于根据所述感测模块获取的电池参数、传感温度参数及预设策略对钠离子电池进行基本数据存储、告警保护和充电控制。
2.根据权利要求1所述的钠离子电池BMS***，其特征在于：
所述感测模块包括以下中的一项或多项的组合：
温度感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的传感温度值；
电流感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电流值；
电压感测单元，用于采集电池组和/或钠离子电池的电压值。
3.根据权利要求1或2所述的钠离子电池BMS***，其特征在于：
所述对钠离子电池进行告警保护包括温度告警保护和电压告警保护，若触发保护，则应当根据预设策略禁止电池的充电和/或放电功能。
4.根据权利要求3所述的钠离子电池BMS***，其特征在于：
所述温度告警保护包括充电温度告警保护，具体包括：
预设充电低温告警阈值T0、充电低温保护阈值T1、充电低温告警解除回差T01、充电低温保护解除回差T11、充电高温告警阈值T2、充电高温保护阈值T3、充电高温告警解除回差T21和充电高温保护解除回差T31；
温度区间介于T1～T3时电池可正常充电；
若T1≤电池温度＜T0或T2＜电池温度≤T3，则会触发相应的低温或高温告警，BMS在对外通信时会上送对应的告警字段，不影响电池进行正常的充电；
若电池温度＜T1或电池温度＞T3，则会触发相应的低温或高温保护，电池将禁止充电。
5.根据权利要求3所述的钠离子电池BMS***，其特征在于：
所述温度告警保护包括放电温度告警保护，具体包括：
预设放电低温告警阈值T’0、放电低温保护阈值T’1、放电低温告警解除回差T’01、放电低温保护解除回差T’11、放电高温告警阈值T’2、放电高温保护阈值T’3、放电高温告警解除回差T’21和放电高温保护解除回差T’31；
温度区间介于T’1～T’3时电池可正常放电；
若T’1≤电池温度＜T’0或T’2＜电池温度≤T’3，则会触发相应的低温或高温告警，BMS在对外通信时会上送对应的告警字段，不影响电池进行正常的放电；
若电池温度＜T’1或电池温度＞T’3，则会触发相应的低温或高温保护，电池将禁止放电。
6.根据权利要求3所述的钠离子电池BMS***，其特征在于：
所述电压告警保护包括单体电压告警保护，具体为：
预设单体欠压告警阈值v0、单体欠压保护阈值v1、单体欠压告警解除回差v01、单体欠压保护解除回差v11、单体过压告警阈值v2、单体过压保护阈值v3、单体过压告警解除回差v21和单体过压保护解除回差v31；
若单体电压区间介于v1～v3时电池正常使用；
若v1≤单体电压＜v0，则会触发单体欠压报警，此时若所有单体电压均回升至v0+v01以上则解除单体欠压告警；
若单体电压＜v1，则会触发单体欠压保护，此时电池不允许放电，若所有单体电压均回升至v1+v11以上，则解除单体欠压保护；
若v2＜单体电压≤v3，则会触发单体过压报警，此时若所有单体电压均回落至v2-v21以下，则解除单体过压告警；
若单体电压＞v3，则会触发单体过压保护，此时电池不允许充电，若所有单体电压均回落至v3-v31以下，则解除单体欠压保护。
7.根据权利要求3所述的钠离子电池BMS***，其特征在于：
所述电压告警保护包括组端电压告警保护，具体为：
预设组端欠压告警阈值v’0、组端欠压保护阈值v’1、组端欠压告警解除回差v’01、组端欠压保护解除回差v’11、组端过压告警阈值v’2、组端过压保护阈值v’3、组端过压告警解除回差v’21和组端过压保护解除回差v’31；
若组端电压介于v’1～v’3时电池正常使用；
若v’1≤组端电压＜v’0，则会触发组端欠压报警，此时若所有组端电压均回升至v’0+v’01以上则解除组端欠压告警；
若组端电压＜v’1，则会触发组端欠压保护，此时电池不允许放电，若所有组端电压均回升至v’1+ v’11以上，则解除组端欠压保护；
若v’2＜组端电压≤v’3，则会触发组端过压报警，此时若所有组端电压均回落至v’2-v’21以下，则解除组端过压告警；
若组端电压＞v’3，则会触发组端过压保护，此时电池不允许充电，若所有组端电压均回落至v’3- v’31以下，则解除组端欠压保护。
8.根据权利要求1所述的钠离子电池BMS***，其特征在于：
所述对钠离子电池进行充电控制包括：
设置涓流充电组端电压阈值v’t，设置基准充电电流A1；
当开始充电时，首先检测组端电压v’p，若v’p< v’t，且SOC≤90%时，则在充电时，向充电器发送报文，要求充电器给与充电电流A1，使用大倍率电流进行充电，同时使用安时积分法计算SOC；
若开始充电时v’p＞v’t，或充电过程中SOC>90%，则根据事先预设SOC与充电电流曲线，向充电器要求充电器给与新的充电电流，使电池进入涓流充电状态；
若SOC到达100%，或电流<1A且持续30s以上，则电池已经充满，停止充电。
9.一种BMS芯片，其特征在于，包括：
采样电路，用于对电池组和/或钠离子电池进行数据采样，以获取电池组和/或钠离子电池的电池参数和传感温度参数；
MCU，用于执行权利要求1-8任一项所述钠离子电池BMS***的控制模块执行的至少一个步骤。
10.一种电动车辆，其特征在于包括钠离子电池和权利要求1-8任一项所述的钠离子电池BMS***。
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|---|---|---|---|
| CN202311167310.8A CN116923189A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种钠离子电池bms***及基于其的电动车辆 |
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| CN202311167310.8A CN116923189A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种钠离子电池bms***及基于其的电动车辆 |
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| CN202311167310.8A Pending CN116923189A (zh) | 2023-09-12 | 2023-09-12 | 一种钠离子电池bms***及基于其的电动车辆 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117200404A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-08 | 浙江华宇钠电新能源科技有限公司 | 一种应用于钠离子电池的多开关切换电路及基于其的车辆 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150042291A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Instavolt Inc. | Method and System for Communication with a Battery Charger |
| CN210577909U (zh) * | 2019-04-30 | 2020-05-19 | 厦门乾芯能源科技有限公司 | 一种基站后备电源管理***及具有该***的一体化设备 |
| WO2020147749A1 (zh) * | 2019-01-15 | 2020-07-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 绝缘检测电路及检测方法、电池管理*** |
| CN113619432A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-11-09 | 杭州铅锂智行科技有限公司 | 一种充电桩的充电方法 |
| CN113659650A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-16 | 量道(深圳)储能科技有限公司 | 一种电池的充放电管理方法、电池***及存储介质 |
| CN217157440U (zh) * | 2021-09-10 | 2022-08-09 | 清华大学 | 基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警*** |
| CN116134694A (zh) * | 2021-09-08 | 2023-05-16 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 动力电池充电的方法和电池管理*** |
| CN116666792A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-08-29 | 苏州融硅新能源科技有限公司 | 电池***的充放电控制方法和电池*** |
-
2023
- 2023-09-12 CN CN202311167310.8A patent/CN116923189A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150042291A1 (en) * | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Instavolt Inc. | Method and System for Communication with a Battery Charger |
| WO2020147749A1 (zh) * | 2019-01-15 | 2020-07-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 绝缘检测电路及检测方法、电池管理*** |
| CN210577909U (zh) * | 2019-04-30 | 2020-05-19 | 厦门乾芯能源科技有限公司 | 一种基站后备电源管理***及具有该***的一体化设备 |
| CN113619432A (zh) * | 2021-02-10 | 2021-11-09 | 杭州铅锂智行科技有限公司 | 一种充电桩的充电方法 |
| CN113659650A (zh) * | 2021-07-20 | 2021-11-16 | 量道(深圳)储能科技有限公司 | 一种电池的充放电管理方法、电池***及存储介质 |
| CN116134694A (zh) * | 2021-09-08 | 2023-05-16 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 动力电池充电的方法和电池管理*** |
| CN217157440U (zh) * | 2021-09-10 | 2022-08-09 | 清华大学 | 基于多种类、多数量传感器的智能电池监测预警*** |
| CN116666792A (zh) * | 2023-06-30 | 2023-08-29 | 苏州融硅新能源科技有限公司 | 电池***的充放电控制方法和电池*** |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117200404A (zh) * | 2023-11-07 | 2023-12-08 | 浙江华宇钠电新能源科技有限公司 | 一种应用于钠离子电池的多开关切换电路及基于其的车辆 |
| CN117200404B (zh) * | 2023-11-07 | 2024-04-09 | 浙江华宇钠电新能源科技有限公司 | 一种应用于钠离子电池的多开关切换电路及基于其的车辆 |
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