CN105576775A - 一种动力锂离子电池管理系统 - Google Patents

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王铁成
赵永磊
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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明涉及一种动力锂离子电池管理系统，属于新能源汽车领域。技术方案是：多个电池模块监控单元和一个系统主控单元组成动力锂离子电池管理系统，对动力锂离子电池的电压、电流、温度进行实时、准确的监控，并采用一种基于分流电阻的耗散型均衡控制方法来克服锂离子电池的不一致性带来的负面影响，实现对动力锂离子电池组的实时监控及二级保护，保证电池使用安全。

Description

一种动力锂离子电池管理系统
技术领域
一种动力锂离子电池管理系统，属于新能源汽车领域。
背景技术
锂离子动力电池一般通过串并联的方式把多节电池连接起来，以电池组的形式加以运用，但由于工艺技术限制，各单体电池特性不完全相同，性能不均衡的锂离子电池在成组使用时极易出现过充过放超温及过流现象，会严重影响电池的使用寿命，甚至造成安全隐患，因此必须设计一套关于锂离子电池组的电池管理系统来维护电池的安全和性能。
发明内容
本发明实现了对锂离子电池组的实时监控及二级保护，保证电池使用安全，同时拓展了必要的均衡控制电路，配合一定的均衡控制算法，有效克服了电池不一致性对电池使用寿命造成的不良影响。
发明内容
本发明所采用的技术方案是：动力锂离子电池管理系统由多个电池模块监控单元和一个系统主控单元组成；每个电池模块监控单元对一个电池组进行监控，每个电池组由6个单体电池组成；各电池模块监控单元通过片上SPI总线及I/O口与主控单元互联；通过垂直堆叠，系统可最多监控192个单体电池。系统中，电池模块监控单元负责电池参量的监测、二级保护(过压保护、欠压保护、热保护)及均衡控制信号提供，系统主控单元读取电池模块监控单元提供的监测数据及故障信息，提供合适的均衡控制算法及供电保护回路的控制信号。系统主控单元可以通过CAN总线和外部进行通信。
本发明采用纯电动汽车电池管理专用芯片，避免使用过多电子元器件散件，实现对电池温度、电流、电压数据的采集和绝缘检测等功能，同时利用变压器的能量传递设计均衡系统，实现集中式双向主动均衡功能，提升电池使用效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是系统拓扑结构。
图2是电压，温度采集电路。
图3是均衡电路。
具体实施方式
本发明通过图1所示的电池模块监控单元对电池组内电池单体的电压、温度进行检测，经过处理后将数据传输给系统主控单元，并对电池组内的不均衡进行管理。
系统主控单元实时获取各电池模块监控单元的数据，对电池组进行保护，保存历史数据并与外部设备进行通讯。
系统主控单元采用芯片TMS320F2802，电池模块监控单元采用可同时监控多节电池的监控芯片bq76pl536，实现电池组中每节电池的精准电压监视。
如图2所示，电池温度通过bq76pl536的引脚TS+与TS-之间的差分电压测得，引脚REG50为外部温度传感器提供5V的电源电压。温度传感器RTH采用负温度系数热敏电阻。
如图3所示，采用耗散型均衡技术，通过给电池并联耗能原件，当某个单体电池核电状态高于其他电池时，接通与之并联的耗能电路实现荷电均衡。

Claims (5)

1.一种动力锂离子电池管理系统，对锂离子单体电池电压、电流等的检测，对电池组充放电进行监控和保护，实现电池组的均衡及总电压、总电流、温度的检测，其特征是：由多个电池模块监控单元和一个系统主控单元组成，系统主控单元采用芯片TMS320F2802，电池模块监控单元采用可同时监控多节电池的监控芯片bq76pl536。
2.根据权利要求1所述的动力锂离子电池管理系统，其特征是：各电池模块监控单元通过片上SPI总线及I/O口与主控单元互联。
3.根据权利要求1所述的动力锂离子电池管理系统，其特征是：电池温度通过bq76pl536的引脚TS+与TS-之间的差分电压测得。
4.根据权利要求1所述的动力锂离子电池管理系统，其特征是：采用耗散型均衡技术，通过给电池并联耗能原件，当某个单体电池荷电状态高于其他电池时，接通与之并联的耗能电路实现荷电均衡。
5.根据权利要求1所述的动力锂离子电池管理系统，其特征是：电流检测直接由系统主控单元通过霍尔元件完成。
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