一种锂电池包蓝牙智能BMS保护板智能管理系统的制作方法

本发明属于电池管理，具体的说是一种锂电池包蓝牙智能bms保护板智能管理系统。

背景技术：

1、锂电池凭借高能量密度、长循环寿命及低自放电率的突出优势，已广泛应用于电动汽车、储能电站、电动工具及电动叉车等领域，电池管理系统作为保障锂电池组安全、稳定、高效运行的管控单元，具备电池状态监测、荷电状态估算、电芯均衡及过压、过流、短路安全保护等关键功能，其控制逻辑与运行机制直接决定锂电池系统的使用安全性、服役寿命及整体能效水平。

2、大规模储能及多设备并联供电场景普遍采用多电池包并联组网的工作模式，各电池包均配置独立的bms管控节点，形成多节点分布式mesh组网架构，现有多节点bms系统普遍采用单节点独立休眠唤醒策略，各bms节点在检测到负载断开、无通信交互的静置工况后，自主关闭主控功能模块、仅保留基础唤醒电路待机，以此降低系统静置功耗。

3、在相关技术中，独立休眠唤醒机制存在适配多节点组网场景的缺陷，各节点唤醒时序存在天然随机差异，先行唤醒的bms节点仅能依托本地存储的历史静态参数完成初始化，无法实时同步邻居节点的真实运行状态，而电池静置期间的自放电、温度漂移、极化恢复等现象会持续改变电池荷电状态、内阻及开路电压参数，造成初始化参数与电池实际工况严重偏离，形成参数孤岛效应并引发荷电状态估算的系统性偏差，同时节点唤醒初始化阶段存在保护功能未就绪的真空窗口期，若此时接入负载产生瞬时大电流，容易超出功率器件额定耐受阈值引发硬件损坏，从而影响多簇并联锂电池系统的状态估算精度与运行安全。

4、为此，本发明提供一种锂电池包蓝牙智能bms保护板智能管理系统。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种锂电池包蓝牙智能bms保护板智能管理系统，所述系统包括处理链路，所述处理链路包括：

3、获取电池在当前工况下的端电压和充放电电流响应数据，当检测到负载连接触发唤醒信号时；

4、基于在线参数辨识算法对采集到的电压和电流响应数据进行实时拟合，动态更新等效电路模型中的欧姆内阻参数和极化参数，建立参数与温度、荷电状态及实时电流值之间的映射关系；

5、根据所述映射关系在唤醒初始化期间对本地soc估算结果施加协同校正处理，使得本地参数估计向邻居节点的实际参数状态收敛；

6、在完成参数协同校正后激活保护时序优化单元，当检测到电池电压低于过放保护阈值时，通过独立于主控mcu的硬件看门狗保护单元直接关断功率mosfet，输出定性安全状态标识。

7、优选地，所述处理链路对采集到的电压和电流响应数据进行实时拟合包括：

8、采用递推最小二乘法或扩展卡尔曼滤波器对等效电路模型中的欧姆内阻参数r0、一阶极化内阻参数r1和极化电容参数c1进行迭代更新；

9、所述处理链路还包括设有参数有效性判定单元，对辨识结果进行合理性检验，当辨识参数超出预设的物理可接受范围时，触发异常处理流程并维持使用上一时刻的有效参数值。

10、优选地，所述处理链路在执行协同校正处理时包括：

11、向mesh网络中的邻居节点广播状态查询请求，接收邻居节点回传的电池状态参数；

12、基于接收到的邻居参数对本地估算结果进行校正，消除参数孤岛现象导致的系统性估算偏差；

13、所述处理链路还支持邻居节点优先级排序功能，优先获取主bms节点或容量最大的电池包节点的状态信息。

14、优选地，所述处理链路在获取电池响应数据之前还包括：

15、在bms进入休眠前将当前时刻更新后的等效电路模型参数快照保存至非易失性存储区域；

16、同步记录快照保存时刻的时间戳和电池当前温度；

17、所述处理链路在唤醒后根据所述时间戳和温度对参数的时效性进行评估。

18、优选地，所述处理链路在激活保护时序优化单元之前还包括：

19、在mesh网络建立后执行基于网络时间的时钟同步协议，将各节点的系统时钟偏差控制在预设阈值范围内；

20、当检测到唤醒信号时，通过蓝牙mesh广播触发全网节点的协同唤醒，缩小各节点唤醒时刻的差异。

21、优选地，所述硬件看门狗保护单元内置独立的电压监测通道和电流采样通道，能够实时检测电池的过压、欠压、过流和短路状态；

22、所述硬件看门狗保护单元的关断信号直接作用于功率mosfet的栅极控制电路。

23、优选地，各bms节点还包括休眠功耗管理模块，所述处理链路在检测到无负载连接和无通信请求的静置状态后，逐步关闭主控mcu的时钟、降低供电电压。

24、优选地，所述休眠功耗管理模块配置有蓝牙mesh低功耗广播单元；

25、所述处理链路在休眠期间通过所述低功耗广播单元周期性发送心跳信号，告知邻居节点本节点处于休眠而非离线故障状态，维持mesh网络拓扑的完整性。

26、优选地，所述系统还包括多节点参数自标定子系统、多节点蓝牙mesh组网子系统和唤醒同步协同子系统；

27、所述多节点参数自标定子系统与电池组电性连接，实时采集电池组的端电压、充放电电流和表面温度数据，内部集成在线参数辨识引擎；

28、所述多节点蓝牙mesh组网子系统在各bms节点上建立蓝牙mesh协议栈，实现节点间的无线自组网功能；

29、所述唤醒同步协同子系统在检测到唤醒信号后，通过mesh广播方式向全网节点发送同步唤醒指令，各节点根据收到的广播时刻和预设的唤醒延迟参数计算自身的唤醒执行时刻。

30、优选地，所述系统还包括保护时序优化子系统，所述保护时序优化子系统独立于其他子系统运行，包含硬件级别的保护执行通路；

31、所述保护时序优化子系统中的硬件看门狗模块在主控mcu上电之前即开始监测电池状态，当电池电压低于过放保护阈值且检测到外部负载连接时，立即关断功率mosfet；

32、所述保护时序优化子系统还包含唤醒时序控制单元，安排从唤醒信号触发到保护功能就绪再到主控mcu初始化完成的时序，确保在主控mcu完成初始化之前，硬件保护通路已处于监视状态。

33、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

34、1.本发明通过引入参数自标定模块，采用在线参数辨识算法实时更新等效电路模型参数，使参数与电池当前的实际状态保持动态一致，可以解决现有bms中参数估计方法的静态性与电池实际状态的时变性之间的矛盾，去除基于固定参数进行soc估算时产生的系统性偏差，提升了soc估算精度，有效规避了参数时变失配和唤醒瞬间参数断崖问题带来的安全隐患。

35、2.本发明通过唤醒同步模块中的邻居节点状态查询机制，在多节点mesh网络中实现了唤醒初始化期间的参数协同共享，先唤醒节点能够及时获取邻居节点的实际状态信息并据此修正本地估算结果，去除参数孤岛现象导致的系统性估算误差，可以解决多节点唤醒不同步问题带来的soc估算结果跳变和保护阈值设置不当的风险。

36、3.本发明通过蓝牙mesh组网模块实现了多节点无线自组网功能，突破了传统有线总线在布线复杂度和成本方面的限制，支持储能电站多簇电池簇并联和电动叉车多包并联供电等大规模应用场景下的灵活部署，同时通过低功耗广播心跳机制在休眠期间维持mesh网络拓扑完整性，在保障微安级休眠功耗的前提下实现了多节点协同管理。

37、4.本发明通过保护时序优化模块中的硬件看门狗保护单元，将保护功能的激活时刻前移至唤醒信号触发瞬间，独立于主控mcu运行，增加了唤醒初始化固有时序内的保护真空期，当电池处于深度过放状态且有负载尝试连接时，能够快速响应异常并关断功率mosfet，有效防止瞬时大电流导致的硬件损坏，可以解决唤醒期间保护真空问题。