CN105552456A - 一种电池管理系统 - Google Patents

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李爱华
郭旭
田学林
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姚大庆
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Abstract

本发明公开了一种电池管理系统,其中,所述电池管理系统包括中央处理模块,所述中央处理模块上连接有多参数实时巡检模块;所述中央处理模块上还连接有保护功能与故障报警模块;所述中央处理模块上还连接有均衡处理模块,所述均衡处理模块还与充电模块连接;所述中央处理模块上还连接有数据管理和通讯模块,负责数据的储存与传输。整个系统可以对成组锂离子电芯进行高能效、大均衡电流的智能管理,解决电动汽车所使用的锂离子电池组由于电芯容量、内阻、电压平台、和自放电率等性能参数的不一致性所造成的电池组有效容量快速衰减的问题,延长锂电池组的使用寿命。

Description

一种电池管理系统
技术领域
本发明涉及能源汽车领域,特别涉及一种电池管理系统。
背景技术
对于电动车而言,其三大核心技术是电池系统总成、电机、电控技术,俗称“三电系统”。目前电机、电控技术相对成熟,电池总成技术尚存在瓶颈,突出的问题表现为电池系统的容量衰减到80%初始容量的充放循环次数远低于单节电芯容量衰减到80%初值的循环次数(该次数被业内定义为电芯的循环寿命)。电池总成的核心在于电池管理技术,即BMS技术,而BMS技术的核心又在于均衡技术。现有的BMS技术分为“被动均衡”和“主动均衡”两大主流,被动均衡BMS可以在充电的时候对电池组进行均衡管理,它通过把短板内的电量耗散掉的方式来实现电池组的每一块电芯都被充满,但是放电的时候容量仍然受限于短板,所以作用目的是解决或缓解记忆积累效应。实际产品在使用过程中考虑到耗散方式所带来的严重发热问题,均衡电流的大小受限,一般在500毫安以下,采用更大的均衡电流除了散热问题难以解决,局部温场的不均匀甚至会更加恶化组内电芯的不一致性。而主动均衡BMS是目前市场上最高端的BMS产品,采用DC/DC集中式主动均衡的均衡电流,市场上现有产品最大均衡电流为5A,以90%的能效为标杆。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电池管理系统,可以对成组锂离子电芯进行高能效、大均衡电流的智能管理,解决电动汽车所使用的锂离子电池组由于电芯容量、内阻、电压平台、和自放电率等性能参数的不一致性所造成的电池组有效容量快速衰减的问题,延长锂电池组的使用寿命。
为实现上述目的,本发明提供以下的技术方案:一种电池管理系统,其中,所述电池管理系统包括中央处理模块,所述中央处理模块上连接有多参数实时巡检模块,所述多参数实时巡检模块负责对电池进行电流、温度、充放电时间的检测;所述中央处理模块上还连接有保护功能与故障报警模块,负责对电池进行保护和故障报警;所述中央处理模块上还连接有均衡处理模块,所述均衡处理模块还与充电模块连接,在电池组充电时,充电模块调节其输出总电流;所述中央处理模块上还连接有数据管理和通讯模块,负责数据的储存与传输。
优选的,所述多参数实时巡检模块包括电流检测模块、温度检测模块和充放电检测模块。
优选的,所述保护功能与故障报警模块包括过放保护模块、过充保护模块、短路保护模块以及报警模块。
优选的,所述数据管理和通讯模块包括数据储存模块、数据传输模块。
优选的,所述数据管理和通信模块还包括CAN通信模块。
优选的,所述数据管理和通信模块还包括SPI通信模块。
优选的,所述中央处理模块上还连接有电量估算模块,用来估算电池的剩余电量。
有益效果:本发明提供了一种电池管理系统,其中,所述电池管理系统包括中央处理模块,所述中央处理模块上连接有多参数实时巡检模块,所述多参数实时巡检模块负责对电池进行电流、温度、充放电时间的检测;所述中央处理模块上还连接有保护功能与故障报警模块,负责对电池进行保护和故障报警,能够提供电压过高过低保护、电池短路保护、温度过高过低保护,给每个保护值设定一个阀值,当检测到的参数值接近这个阀值时,发出预警信号,若继续出现越界,系统自动切断放放电,发出声光报警信号,在显示器上显示故障点与故障类型,并将信息组织成喊发送给其他控制器和上位机;所述中央处理模块上还连接有均衡处理模块,所述均衡处理模块还与充电模块连接,在电池组充电时,充电模块调节其输出总电流;所述中央处理模块上还连接有数据管理和通讯模块,负责数据的储存与传输,电池管理系统实时检查的数据量非常大,必须对其中的数据分布进行科学分析与管理,按照指定的规则,存储必要的关键数据,形成可备查的历史信息。同时,需要同上位机或其他控制机传输数据,进行双向通讯,提供各种控制策略,组成功能强大的系统。本发明提供一种电池管理系统,可以对成组锂离子电芯进行高能效、大均衡电流的智能管理,解决电动汽车所使用的锂离子电池组由于电芯容量、内阻、电压平台、和自放电率等性能参数的不一致性所造成的电池组有效容量快速衰减的问题,同时整个电池系统能给电池提供保护和预警,延长锂电池组的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的电池管理系统模块图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1出示本发明的具体实施方式:一种电池管理系统,其中,所述电池管理系统包括中央处理模块,所述中央处理模块上连接有多参数实时巡检模块,所述多参数实时巡检模块负责对电池进行电流、温度、充放电时间的检测;所述中央处理模块上还连接有保护功能与故障报警模块,负责对电池进行保护和故障报警;所述中央处理模块上还连接有均衡处理模块,所述均衡处理模块还与充电模块连接,在电池组充电时,充电模块调节其输出总电流;所述中央处理模块上还连接有数据管理和通讯模块,负责数据的储存与传输。
其中,所述多参数实时巡检模块包括电流检测模块、温度检测模块和充放电检测模块,所述保护功能与故障报警模块包括过放保护模块、过充保护模块、短路保护模块以及报警模块,所述数据管理和通讯模块包括数据储存模块、数据传输模块,所述数据管理和通信模块还包括CAN通信模块,所述数据管理和通信模块还包括SPI通信模块,所述中央处理模块上还连接有电量估算模块,用来估算电池的剩余电量。
本发明提供了一种电池管理系统,其中,所述电池管理系统包括中央处理模块,所述中央处理模块上连接有多参数实时巡检模块,所述多参数实时巡检模块负责对电池进行电流、温度、充放电时间的检测;所述中央处理模块上还连接有保护功能与故障报警模块,负责对电池进行保护和故障报警,能够提供电压过高过低保护、电池短路保护、温度过高过低保护,给每个保护值设定一个阀值,当检测到的参数值接近这个阀值时,发出预警信号,若继续出现越界,系统自动切断放放电,发出声光报警信号,在显示器上显示故障点与故障类型,并将信息组织成喊发送给其他控制器和上位机;所述中央处理模块上还连接有均衡处理模块,所述均衡处理模块还与充电模块连接,在电池组充电时,充电模块调节其输出总电流;所述中央处理模块上还连接有数据管理和通讯模块,负责数据的储存与传输,电池管理系统实时检查的数据量非常大,必须对其中的数据分布进行科学分析与管理,按照指定的规则,存储必要的关键数据,形成可备查的历史信息。同时,需要同上位机或其他控制机传输数据,进行双向通讯,提供各种控制策略,组成功能强大的系统。本发明提供一种电池管理系统,可以对成组锂离子电芯进行高能效、大均衡电流的智能管理,解决电动汽车所使用的锂离子电池组由于电芯容量、内阻、电压平台、和自放电率等性能参数的不一致性所造成的电池组有效容量快速衰减的问题,同时整个电池系统能给电池提供保护和预警,延长锂电池组的使用寿命。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电池管理系统,其特征在于,所述电池管理系统包括中央处理模块,所述中央处理模块上连接有多参数实时巡检模块,所述多参数实时巡检模块负责对电池进行电流、温度、充放电时间的检测;所述中央处理模块上还连接有保护功能与故障报警模块,负责对电池进行保护和故障报警;所述中央处理模块上还连接有均衡处理模块,所述均衡处理模块还与充电模块连接,在电池组充电时,充电模块调节其输出总电流;所述中央处理模块上还连接有数据管理和通讯模块,负责数据的储存与传输。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述多参数实时巡检模块包括电流检测模块、温度检测模块和充放电检测模块。
3.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述保护功能与故障报警模块包括过放保护模块、过充保护模块、短路保护模块以及报警模块。
4.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述数据管理和通讯模块包括数据储存模块、数据传输模块。
5.根据权利要求4所述的电池管理系统,其特征在于,所述数据管理和通信模块还包括CAN通信模块。
6.根据权利要求4所述的电池管理系统,其特征在于,所述数据管理和通信模块还包括SPI通信模块。
7.根据权利要求1所述的电池管理系统,其特征在于,所述中央处理模块上还连接有电量估算模块,用来估算电池的剩余电量。
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