CN105071451A - 一种电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池管理系统，包括多个电池模块监控单元、一个主控单元和均衡模块，均衡模块，主控单元接收电池模块监控单元传来的数据信息，并与电动汽车整车控制单元和充电机进行通信，并负责总电压、总电流、绝缘度的检测，根据采集的电池数据估计电池组的荷电状态、健康状况，对电池组充放电的进行保护。本发明克服了电池数据采集、状态估计、均衡管理及充放电保护，锂电池组测量电池的电压、电流和电池组温度，根据锂电池组的当前状态控制充放电，防止过充和过放，确保锂电池组及电动汽车的安全。
Description
技术领域
本发明涉及电池管理技术领域，具体属于一种电池管理系统。
背景技术
着环境污染和能源危机的加剧，节能环保的电动汽车成为汽车行业未来发展的趋势。锂电池在所有二次电池中具有最高的能量密度比和功率密度比，因此成为应用最为广泛的电动汽车电池。由于锂电池材料的固有特性，使其在过充电、过放电及过温时都会引起严重的性能衰减甚至安全问题；如果不对锂电池组进行有效的管理，电池组的性能将会迅速衰减，最终导致电池组无法使用。根据锂电池特性，对动力锂电池进行有效管理，对于维护电池安全、保持电池性能、延长电池寿命具有重要的意义。锂电池组电源管理系统(BMS)集电池组的数据采集、状态估计、充放电保护及均衡控制于一体，是电动汽车的核心单元。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供了一种电池管理系统，克服了现有技术的不足，电池数据采集、状态估计、均衡管理及充放电保护。锂电池组测量电池的电压、电流和电池组温度，根据锂电池组的当前状态控制充放电，防止过充和过放，确保锂电池组及电动汽车的安全。
本发明采用的技术方案如下：
一种电池管理系统，所述的系统包括多个电池模块监控单元、一个主控单元和均衡模块，电池模块监控单元用于检测该电池模块包中各个电池模块的电压、温度进行检测，经过处理后将数据传输给主控单元，并对模块内的不均衡进行管理；均衡模块，用于根据检测的所述电池的工作状态将所述电池包与其它电池包进行充电或放电，以使所述电池包与其它电池包中的电池的能量一致；若干个模式选择模块，每个模式选择模块用于将电池包中的某个电池与其它电池包接通以进行充电或放电，模式选择模块的数量与本电池包中电池数量相同；主控单元接收电池模块监控单元传来的数据信息，并与电动汽车整车控制单元和充电机进行通信，并负责总电压、总电流、绝缘度的检测，根据采集的电池数据估计电池组的荷电状态、健康状况，对电池组充放电的进行保护。
所述电源管理系统的通讯采用CAN总线、Zigbee无线传输和RS485总线。
所述的系统外部通讯指电源管理系统与整车、电机控制器、仪表、充电机之间的通讯采用CAN总线。
所述的系统内部通讯指电源管理系统中主控单元和多个电池模块监控单元之间的通讯采用CAN总线或Zigbee无线传输方式。
所述均衡模块包括：DC/DC转换器，用于本电池包与其它电池包之间的能量的转移；以及均衡控制器，接收主控模块的指令并根据所述主控模块的指令控制DC/DC转换器的工作。
所述均衡模块还包括均衡状态采集单元，用于采集DC/DC转换器的工作状态并将DC/DC转换器的工作状态反馈给均衡控制器。
电源管理系统主控单元主要的任务是实时获取各电池模块监控单元的数据，并根据数据对电池组状态进行估计，与外部设备进行通讯或控制，同时具有保存历史数据的能力。因此，电源管理系统主控单元硬件结构包含：CAN总线接口，RS485接口，USB接口，无线通信接口，NandFlash，绝缘检测单元，总压检测单元，电流检测单元，继电器接口单元。通讯接口根据选用的通讯方式进行调整。
电池模块监控单元采集电池模块的电压、温度等信息，同时进行均衡管理。因此，电池监控模块电池模块监控单元具备以下特性：多重电源隔离模块，CAN总线接口，无线通信接口，RS485接口，单体电压采集接口，温度采集接口，电池均衡管理接口。
与已有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明电池数据采集、状态估计、均衡管理及充放电保护。锂电池组测量电池的电压、电流和电池组温度，根据锂电池组的当前状态控制充放电，防止过充和过放，确保锂电池组及电动汽车的安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
参见附图，一种电池管理系统，所述的系统包括多个电池模块监控单元、一个主控单元和均衡模块，电池模块监控单元用于检测该电池模块包中各个电池模块的电压、温度进行检测，经过处理后将数据传输给主控单元，并对模块内的不均衡进行管理；均衡模块，用于根据检测的所述电池的工作状态将所述电池包与其它电池包进行充电或放电，以使所述电池包与其它电池包中的电池的能量一致；若干个模式选择模块，每个模式选择模块用于将电池包中的某个电池与其它电池包接通以进行充电或放电，模式选择模块的数量与本电池包中电池数量相同；所述均衡模块包括：DC/DC转换器，用于本电池包与其它电池包之间的能量的转移；以及均衡控制器，接收主控模块的指令并根据所述主控模块的指令控制DC/DC转换器的工作；均衡模块还包括均衡状态采集单元，用于采集DC/DC转换器的工作状态并将DC/DC转换器的工作状态反馈给均衡控制器。主控单元接收电池模块监控单元传来的数据信息，并与电动汽车整车控制单元和充电机进行通信，并负责总电压、总电流、绝缘度的检测，根据采集的电池数据估计电池组的荷电状态、健康状况，对电池组充放电的进行保护；电源管理系统主控单元主要的任务是实时获取各电池模块监控单元的数据，并根据数据对电池组状态进行估计，与外部设备进行通讯或控制，同时具有保存历史数据的能力。因此，电源管理系统主控单元硬件结构包含：CAN总线接口，RS485接口，USB接口，无线通信接口，NandFlash，绝缘检测单元，总压检测单元，电流检测单元，继电器接口单元。通讯接口根据选用的通讯方式进行调整；电池模块监控单元采集电池模块的电压、温度等信息，同时进行均衡管理。因此，电池监控模块电池模块监控单元具备以下特性：多重电源隔离模块，CAN总线接口，无线通信接口，RS485接口，单体电压采集接口，温度采集接口，电池均衡管理接口；系统外部通讯指电源管理系统与整车、电机控制器、仪表、充电机之间的通讯采用CAN总线；所述的系统内部通讯指电源管理系统中主控单元和多个电池模块监控单元之间的通讯采用CAN总线或Zigbee无线传输方式。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种电池管理系统，其特征在于：所述的系统包括多个电池模块监控单元、一个主控单元和均衡模块，电池模块监控单元用于检测该电池模块包中各个电池模块的电压、温度进行检测，经过处理后将数据传输给主控单元，并对模块内的不均衡进行管理；均衡模块，用于根据检测的所述电池的工作状态将所述电池包与其它电池包进行充电或放电，以使所述电池包与其它电池包中的电池的能量一致；若干个模式选择模块，每个模式选择模块用于将电池包中的某个电池与其它电池包接通以进行充电或放电，模式选择模块的数量与本电池包中电池数量相同；主控单元接收电池模块监控单元传来的数据信息，并与电动汽车整车控制单元和充电机进行通信，并负责总电压、总电流、绝缘度的检测，根据采集的电池数据估计电池组的荷电状态、健康状况，对电池组充放电的进行保护。
2.根据权利要求1所述的一种电池管理系统，其特征在于：所述电源管理系统的通讯采用CAN总线、Zigbee无线传输和RS485总线。
3.根据权利要求2所述的一种电池管理系统，其特征在于：所述的系统外部通讯指电源管理系统与整车、电机控制器、仪表、充电机之间的通讯采用CAN总线。
4.根据权利要求3所述的一种电池管理系统，其特征在于：所述的系统内部通讯指电源管理系统中主控单元和多个电池模块监控单元之间的通讯采用CAN总线或Zigbee无线传输方式。
5.根据权利要求4所述的一种电池管理系统，其特征在于：所述均衡模块包括：DC/DC转换器，用于本电池包与其它电池包之间的能量的转移；以及均衡控制器，接收主控模块的指令并根据所述主控模块的指令控制DC/DC转换器的工作。
6.根据权利要求5所述的一种电池管理系统，其特征在于：所述均衡模块还包括均衡状态采集单元，用于采集DC/DC转换器的工作状态并将DC/DC转换器的工作状态反馈给均衡控制器。
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