一种BMS检测电路实现负载预判的方法与流程

本发明涉及电池管理系统等，尤其涉及一种bms检测电路实现负载预判的方法。

背景技术：

1、在bms系统中，需要对负载进行准确检测与预判，以识别负载的大小和类型，从而选择不同的供电逻辑，提高锂电池的安全性和使用寿命。不同类型的负载会呈现不同的电流变化斜率，例如容性负载的电流先大后小，阻性负载的电流恒定。通过检测负载两端的真实电压和回路电流，可以计算出负载功率，进而为供电决策提供依据。

2、现有的bms系统通常采用单一的放电mos管作为电流通道，如图2所示。bms检测保护电路通过dsg信号控制放电mos管dfet的导通和关断，采样电阻电流采集电阻rsens用于检测回路电流。无论负载大小，所有电流都流经同一mos管dfet。这种方案在负载接入时，通常是先发生电流事件，再与预设的阈值进行比较并做出保护决策。当大容性负载接入时，瞬间电流较大，容易被误判为短路而引发保护误动作。即便增加预充电路，由于没有采集负载两端的电压，系统仍然无法区分是真容性负载还是真实短路；一旦为真实短路，仍会对主回路mos造成短路冲击，影响器件可靠性和系统安全。

3、因此，现有方案存在单一电流通道无法适应不同负载需求、容易误判短路，以及无法准确判断负载类型和功率大小、缺乏智能化负载识别能力的技术问题。

技术实现思路

1、为解决以上现有技术问题，本发明提供一种bms检测电路实现负载预判的方法，所述bms检测电路电连接通过电池bat供电的bms检测保护驱动电路和负载load，所述bms检测电路包括主回路通道、小负载预判通道和大负载预判通道，以及连接于负载load两端用于采集差分电压的差分分压网络；所述方法包括：

2、步骤一、当负载接入，所述小负载预判通道处于导通状态，大负载预判通道和主回路通道处于断开状态，电流流经所述小负载预判通道；若未触发有效负载电压电流记录，则判定为空载；若触发有效负载电压电流记录，则在预设时长内记录多组所述差分电压和导通通道的回路电流，计算多组负载功率，并根据所述回路电流的变化趋势判断负载类型；

3、步骤二、若所述多组负载功率均不超过第一通道功率阈值，则关断小负载预判通道并导通主回路通道；若存在超过第一通道功率阈值的情况，则关断小负载预判通道并导通大负载预判通道，执行步骤三；

4、步骤三、在大负载预判通道下，于预设时长内重新记录多组所述差分电压和导通通道的回路电流，计算负载功率，若重新记录的负载功率均不超过第二通道功率阈值，则关断大负载预判通道并导通主回路通道；否则，执行步骤四；

5、步骤四、清空已记录数据，在延时预设时间后再次通过大负载预判通道记录多组电压电流数据并计算负载功率，若重试得到的负载功率均不超过第二通道功率阈值，则导通主回路通道，否则关断所有通道，并在检测到负载移除后返回步骤一。

6、本发明有益效果体现为：本发明通过设置主回路通道、小负载预判通道和大负载预判通道，在负载接入时以小电流通道先行预判，根据负载功率自动选择切换或直接开启主回路，避免主回路mos管直接承受大电流冲击，提高系统可靠性和器件寿命；同时依据回路电流变化趋势，可以准确判断阻性、容性、感性负载，防止将容性负载误判为短路，实现智能化负载识别。

7、进一步地，步骤一中触发有效负载电压电流记录的条件为：所述差分电压不等于电池电压，或者所述回路电流大于零；所述未触发有效负载电压电流记录的条件为：所述差分电压等于电池电压且所述回路电流为零。

8、本发明有益效果体现为：以差分电压与电池电压的关系及回路电流值作为有效负载记录的触发条件，能够准确区分空载与带载状态，为后续功率计算和类型判断提供可靠起点。

9、进一步地，步骤一中根据所述回路电流的变化趋势判断负载类型包括：若所述多组回路电流值相等，则判断为阻性负载；若依次递减，则判断为容性负载；若依次递增，则判断为感性负载。

10、本发明有益效果体现为：利用多组回路电流值的相等、递减或递增趋势判断负载类型，算法简单，无需复杂的mcu运算，可以降低对控制器实时性的要求，节省系统资源。

11、进一步地，所述差分分压网络包括连接于负载两端的第一分压电阻网络和第二分压电阻网络；步骤一中记录所述差分电压包括：利用第一分压电阻网络采集第一电压，利用第二分压电阻网络采集第二电压，将所述第一电压与第二电压之差作为所述差分电压，以消除线路压降。

12、本发明有益效果体现为：采用差分分压网络采集负载两端的差分电压，可有效消除线路压降，获得负载真实电压，进而精确计算负载功率，为通道切换和供电决策提供准确依据。

13、进一步地，所述第一通道功率阈值为电池电压乘以小负载预判通道的限制电流，所述第二通道功率阈值为电池电压乘以大负载预判通道的限制电流。

14、本发明有益效果体现为：以电池电压乘以通道限制电流作为功率阈值，与各预判通道的限流能力直接匹配，既保证预判阶段不过流，又能合理判断是否可开启主回路。

15、进一步地，步骤四中延时预设时间为10秒。

16、本发明有益效果体现为：在步骤四中设置10秒的延时重试机制，可有效滤除瞬间大功率干扰或负载启动过程中的短暂浪涌，避免误关断，提高负载适应能力。

17、进一步地，步骤四中检测到负载移除的方式为：通过所述差分电压为零判定负载已移除。

18、本发明有益效果体现为：通过检测差分电压为零判定负载移除，实现自动复位，使系统能及时响应下一次负载接入。

19、进一步地，第一分压电阻网络包括：分压电阻rv1和分压电阻rv2，分压电阻rv1一端连接负载load正极p+和电池bat的正极，分压电阻rv1另一端连接分压电阻rv2一端与bms检测保护驱动电路的电压采集端adc1，分压电阻rv2另一端接地；

20、第二分压电阻网络包括：分压电阻rv3和分压电阻rv4，分压电阻rv4一端连接负载load负极p-，另一端连接分压电阻rv3一端与bms检测保护驱动电路的电压采集端adc2，分压电阻rv3另一端接地。

21、本发明有益效果体现为：第一、第二分压电阻网络的结构简单可靠，通过adc采集并做差，即能获得负载真实电压，同时为零值时指示负载移除，一举两得。

22、进一步地，所述主回路通道包括mos管dfet3和电流采集电阻rsens;mos管dfet3的源极连接负载load负极p-，栅极连接bms检测保护驱动电路的驱动信号输出端dsg3，漏极通过电流采集电阻rsens接地，电流采集电阻rsens连接bms检测保护驱动电路的电流信号采集端。

23、本发明有益效果体现为：主回路通道采用mos管dfet3和电流采集电阻rsens，正常工作时以低阻抗通道供电，功耗低，并可持续监测回路电流。

24、进一步地，所述小负载预判通道包括电阻rp1、mos管dfet1和电流采集电阻rsens，电阻rp1一端连接负载load负极p-，另一端连接mos管dfet1源极，mos管dfet1栅极连接bms检测保护驱动电路的驱动信号输出端dsg1，漏极通过电流采集电阻rsens接地，电流采集电阻rsens连接bms检测保护驱动电路的电流信号采集端；所述大负载预判通道包括电阻rp2、mos管dfet2和电流采集电阻rsens，电阻rp2一端连接负载load负极p-，另一端连接mos管dfet2源极，mos管dfet2栅极连接bms检测保护驱动电路的驱动信号输出端dsg2，漏极通过电流采集电阻rsens接地，电流采集电阻rsens连接bms检测保护驱动电路的电流信号采集端。

25、本发明有益效果体现为：小负载预判通道和大负载预判通道分别串联电阻rp1、rp2进行限流，通过独立的mos管控制通断，结构简单，实现分级预判，保护器件和电池安全。