CN105711434A - 一种电动汽车动力电池管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车动力电池管理系统，包括动力电池组、一个总电池管理系统CBMS和若干分电池管理系统SBMS，所述分电池管理系统SBMS包括分别连接单体电池的单体电压检测电路、温度检测电路和均衡电路，各分电池管理系统SBMS之间通过CAN通讯电路交换信息，并通过CAN通讯电路上报给总电池管理系统CBMS；所述动力电池组上连接有总电流检测电路、总电压检测电路和绝缘检测电路。本发明每个单体电池一个独立的分电池管理系统SBMS，整个电池系统有一个总的电池管理系统CBMS，一个CBMS可以跟任意个随机的SBMS组成一个电池管理系统，增加、减少或者更换SBMS，CBMS能够自动适应新的电池数量、容量、电池状态等，对于换电模式的电池系统具有独特的优势。

Description

一种电动汽车动力电池管理系统
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车动力电池管理系统。
背景技术
锂离子电池以其众多的优点，比如能量密度高、电压平台高、不含重金属污染物等优势，成为了移动电源和动力电池的主力。但是，锂离子电池也相当的娇贵，其化学特性决定其工作电压有严格的上下限，且充放电功率特性与温度和荷电状态有很大的相关性。应用在电动汽车上，各种过充过放、过热、碰撞挤压、穿刺等情况下不仅导致电池的快速损坏，还可能引发安全事故，因此开发良好的电池管理系统对电池进行保护，是必不可少的。
现有的锂离子电池管理系统，一般由车载24伏电瓶供电，采取一个主控多个从控的方式，主控和从控之间采用车载局域网CAN进行通讯。从控主要对一个组电池芯进行电压和温度的测量，将数值发送给主控，主控主要测量整组电池的电流电压，接收从控的数据，估算电池状态并且进行各种保护和管理。上述管理系统由于单点失效而会丧失功能，功能安全难以保障，且如果更换某从控管理的部分电池，充放电很难有效管理。尤其是换电模式的电池系统，这种管理系统完全没有办法使用。
发明内容
为克服上述不足，分发明的目的是提出一种功能安全更有保障，便于扩展，便于局部更换的电动汽车动力电池管理系统。
本发明的技术方案是：
一种电动汽车动力电池管理系统，包括动力电池组、一个总电池管理系统CBMS和若干分电池管理系统SBMS，所述分电池管理系统SBMS包括分别连接单体电池的单体电压检测电路、温度检测电路和均衡电路，各分电池管理系统SBMS之间通过CAN通讯电路交换信息，并通过CAN通讯电路上报给总电池管理系统CBMS；所述动力电池组上连接有总电流检测电路、总电压检测电路和绝缘检测电路，所述总电流检测电路、总电压检测电路和绝缘检测电路分别检测动力电池组的总电流、总电压和绝缘电阻，并发送到总电池管理系统CBMS，总电池管理系统CBMS控制保护电路的动作，并通过CAN通讯电路向分电池管理系统SBMS发送动力电池组的总电流、总电压和绝缘电阻信息，分电池管理系统SBMS估算所管理单体电池的状态，诊断所管理电池的故障，分析判断是否需要开启均衡电路、维护或更换单体电池。
优选的，所述总电池管理系统CBMS上还连接有温度管理电路，为电池组升温或者降温。
优选的，所述绝缘检测电路连接动力电池组的正负极，用于检测正极和负极对车身的绝缘电阻。
优选的，所述保护电路串接在动力电池组内部、总正或者总负线路上，在需要的时候断开电池组的充放电回路。
优选的，所述单体电压检测电路、均衡电路连接到每个电池单体的正负极，温度检测电路连接到设计温度检测点。
优选的，所述动力电池管理系统由一个24V电池供电，所述24V电池由动力电池组通过一个DC/DC模块充电。
优选的，所述总电池管理系统CBMS通过CAN1连接整车控制器，通过CAN2连接充电设备。
优选的，所述分电池管理系统SBMS估算所管理单体电池的状态包括SOC、SOH、SOP。
优选的，所述总电池管理系统CBMS通过CAN接入的全部分电池管理系统，确定动力电池组的单体信息，结合总电流、总电压和绝缘电阻信息，计算整个电池组的状态信息如SOC、SOH，并根据全部管理范围内的电池单体的需要进行保护、温度管理、整组均衡和对外通讯。
本发明的优点是：
本发明所提供的电动汽车动力电池管理系统，每个单体电池、PACK或独立封装的电池箱有一个独立的分电池管理系统SBMS，整个电池系统有一个总的电池管理系统CBMS，功能如现有技术的BMU，加上从各个SBMS统计电池数量、容量、电池状态等功能，一个CBMS可以跟任意个随机的SBMS组成一个电池管理系统，增加、减少或者更换SBMS，CBMS能够自动适应新的电池数量、容量、电池状态等，对于换电模式的电池系统具有独特的优势，电池管理系统的功能安全更有保障。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明所述的电动汽车动力电池管理系统的原理图。
具体实施方式
如图1所示，一种动力电池管理系统，包括动力电池组、总电池管理系统CBMS、绝缘检测电路、总电流检测电路、总电压检测电路、保护电路、温度管理电路、若干分电池管理系统SBMS、单体电压检测电路、温度检测电路、均衡电路和CAN通讯电路。其中：
总电池管理系统CBMS与绝缘检测电路、总电流检测电路、总电压检测电路、保护电路、温度管理电路相连，分电池管理系统与单体电压检测电路、温度检测电路、均衡电路相连。总电池管理系统和分电池管理系统通过CAN通讯交换数据。
绝缘检测电路连接电池组的正负极，用于检测正极和负极对车身的绝缘电阻。总电流检测电路测量电池组总正中流过的电流。总电压检测电路检测电池组正负极之间的电压差。保护电路串接在动力电池组内部、总正或者总负线路上，在需要的时候断开电池组的充放电回路。温度管理电路，是一个执行机构，用于在必要的时候给电池组升温或者降温。单体电压检测电路、均衡电路连接到每个电池单体的正负极。温度检测电路连接到设计温度检测点。
上述系统所述动力电池管理系统由一个24V电池供电，所述24V电池由动力电池组通过一个DC/DC模块充电，DCDC的启停由DCDC检测低压电池的电压来决定。
所述总管理系统通过CAN1连接整车控制器，通过CAN2连接充电设备。
所述分电池管理系统的功能有，检测每个单体的电压，检测温度检测点的温度，从总电池管理系统获得电流值，并估算所管理电池的各种状态（SOC、SOH、SOP等），诊断所管理电池的各种故障，分析判断是否需要维护、均衡、更换单体等，需要的时候开启均衡电路，并通过内CAN与其他电池管理系统交换信息，上报给总管理系统。总管理系统通过内CAN接入的全部分电池管理系统，确定电池系统的单体信息，总电压，电池总容量等信息，并计算整个电池组的状态信息如SOC、SOH，并根据全部管理范围内的电池单体的需要进行保护、温度管理、整组均衡、与外部通讯等。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：包括动力电池组、一个总电池管理系统CBMS和若干分电池管理系统SBMS，所述分电池管理系统SBMS包括分别连接单体电池的单体电压检测电路、温度检测电路和均衡电路，各分电池管理系统SBMS之间通过CAN通讯电路交换信息，并通过CAN通讯电路上报给总电池管理系统CBMS；所述动力电池组上连接有总电流检测电路、总电压检测电路和绝缘检测电路，所述总电流检测电路、总电压检测电路和绝缘检测电路分别检测动力电池组的总电流、总电压和绝缘电阻，并发送到总电池管理系统CBMS，总电池管理系统CBMS控制保护电路的动作，并通过CAN通讯电路向分电池管理系统SBMS发送动力电池组的总电流、总电压和绝缘电阻信息，分电池管理系统SBMS估算所管理单体电池的状态，诊断所管理电池的故障，分析判断是否需要开启均衡电路、维护或更换单体电池。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：所述总电池管理系统CBMS上还连接有温度管理电路，为电池组升温或者降温。
3.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：所述绝缘检测电路连接动力电池组的正负极，用于检测正极和负极对车身的绝缘电阻。
4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：所述保护电路串接在动力电池组内部、总正或者总负线路上，在需要的时候断开电池组的充放电回路。
5.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：所述单体电压检测电路、均衡电路连接到每个电池单体的正负极，温度检测电路连接到设计温度检测点。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：所述动力电池管理系统由一个24V电池供电，所述24V电池由动力电池组通过一个DC/DC模块充电。
7.根据权利要求1任意一项所述的电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：所述总电池管理系统CBMS通过CAN1连接整车控制器，通过CAN2连接充电设备。
8.根据权利要求1任意一项所述的电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：所述分电池管理系统SBMS估算所管理单体电池的状态包括SOC、SOH、SOP。
9.根据权利要求1任意一项所述的电动汽车动力电池管理系统，其特征在于：所述总电池管理系统CBMS通过CAN接入的全部分电池管理系统，确定动力电池组的单体信息，结合总电流、总电压和绝缘电阻信息，计算整个电池组的状态信息如SOC、SOH，并根据全部管理范围内的电池单体的需要进行保护、温度管理、整组均衡和对外通讯。
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