CN107086627A - 一种新能源汽车电池监控管理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新能源汽车电池监控管理装置，包括电池箱，电池箱上端设有密封盖，电池箱内腔放置多组汽车蓄电池，电池箱底部设置散热口，散热口内侧设有散热板，电池箱外壁上设有控制盒，控制盒上设有CAN总线接口，汽车蓄电池外壁上固定设置温度传感器，密封盖上设有电源输出端，汽车蓄电池输出端与电源输出端电性连接，电源输出端连接电压/电流采集器和控制开关，本发明结构原理简单，能够有效的监控蓄电池的工作状态，一旦出现故障能够及时断开电源，同时还具有短路保护功能。
Description
技术领域
本发明涉及新能源汽车电池监控技术领域，具体为一种新能源汽车电池监控管理装置。
背景技术
新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车.包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。目前中国市场上在售的新能源汽车多是混合动力汽车和纯电动汽车。
汽车电池寿命的增加无疑会减轻对环境的压力。如何使汽车电池在合理的充放电状态下，提升电池工作寿命，并且减少电池不必要的输出显的越来越重要。电池管理系统的引入可以使常用蓄电池长期处于非常合理的充放电状态下，能够很好的提升蓄电池的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新能源汽车电池监控管理装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新能源汽车电池监控管理装置，包括电池箱，所述电池箱上端设有密封盖，所述电池箱内腔放置多组汽车蓄电池，所述电池箱底部设置散热口，所述散热口内侧设有散热板，所述电池箱外壁上设有控制盒，所述控制盒上设有CAN总线接口，所述汽车蓄电池外壁上固定设置温度传感器，所述密封盖上设有电源输出端，所述汽车蓄电池输出端与电源输出端电性连接，所述电源输出端连接电压/电流采集器和控制开关；
所述控制盒内设有CPU、电参数信号采集模块、短路保护模块和CAN接口模块，所述CPU分别电参数信号采集模块、短路保护模块、控制开关，所述电参数信号采集模块分别连接电压/电流采集器、温度传感器，所述CPU通过CAN接口模块连接上位机。
优选的，所述短路保护模块包括运算放大器、三极管和场效应晶体管，所述运算放大器正极输入端分别连接二极管A负极、电阻D一端、电容A一端和电阻C一端，负极输入端分别连接电阻A一端和电阻B一端，输出端分别连接电阻B另一端、二极管B负极、三极管发射极，所述电阻D另一端、电容A另一端均接地，所述三极管集电极连接电阻C另一端，基极连接电阻F一端，所述场效应晶体管栅极连接电阻E一端，电阻E另一端连接二极管B正极，所述场效应晶体管漏极分别连接电阻G一端、电容B一端并接地，电容2c另一端分别连接电阻F和电阻G之间的节点。
优选的，所述控制开关包括第一NMOS管和第二NMOS管，所述第一NMOS管漏极与第二NMOS管的漏极相连接，所述第一NMOS管的源极与负载负极相连接，所述第一NMOS管栅极和第二NMOS管栅极均与CPU相连接。
优选的，所述电压/电流采集器采用科立恒KT2电流电压数据信号隔离采集器。
优选的，其监控方法包括以下步骤：
A、电压/电流采集器和温度传感器分别采集汽车蓄电池的电流、电压和温度信号，并将采集的信号通过电参数信号采集模块发送至控制盒内的CPU；
B、CPU将采集的各数据与设定阈值进行比较，并将比较值发送至上位机处理；
C、若其中任意参数出现异常，则上位机向CPU发送控制指令，CPU控制控制开关工作，断开电源；
D、若汽车蓄电池在工作过程中突然出现短路，CPU立即控制短路保护模块工作，保护蓄电池和汽车负载。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明结构原理简单，能够有效的监控蓄电池的工作状态，一旦出现故障能够及时断开电源；其中，采用的短路保护模块成本低、工作效率高，具有短路保护功能；同时还具有快速断开模式和自动复原模式。
（2）本发明中，采用的控制开关能够达到关闭动力电池组的充电回路和放电回路的目的，有效的保护蓄电池和汽车负载。
（3） 本发明中，电压/电流采集器采用科立恒KT2电流电压数据信号隔离采集器，其具有输入通道全隔离，输入与输出全隔离，稳定可靠、高精度采样的优点。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明控制盒控制电路结构图；
图3为本发明短路保护模块原理图；
图4为本发明的控制开关原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种新能源汽车电池监控管理装置，包括电池箱1，所述电池箱1上端设有密封盖2，所述电池箱1内腔放置多组汽车蓄电池3，所述电池箱1底部设置散热口4，所述散热口4内侧设有散热板5，本发明设置的散热口和散热板，能够有效的散去电池箱内部的热量，达到快速降温的目的；所述电池箱1外壁上设有控制盒6，所述控制盒6上设有CAN总线接口7，所述汽车蓄电池3外壁上固定设置温度传感器8，所述密封盖2上设有电源输出端9，所述汽车蓄电池3输出端与电源输出端9电性连接，所述电源输出端9连接电压/电流采集器10和控制开关11；
所述控制盒6内设有CPU12、电参数信号采集模块13、短路保护模块14和CAN接口模块15，所述CPU12分别电参数信号采集模块13、短路保护模块14、控制开关11，所述电参数信号采集模块13分别连接电压/电流采集器10、温度传感器8，所述CPU12通过CAN接口模块15连接上位机16；其中，电压/电流采集器10采用科立恒KT2电流电压数据信号隔离采集器，其具有输入通道全隔离，输入与输出全隔离，稳定可靠、高精度采样的优点。
本发明中，短路保护模块14包括运算放大器17、三极管18和场效应晶体管19，所述运算放大器17正极输入端分别连接二极管A1c负极、电阻D4a一端、电容A1b一端和电阻C3a一端，负极输入端分别连接电阻A1a一端和电阻B2a一端，输出端分别连接电阻B2a另一端、二极管B2c负极、三极管18发射极，所述电阻D4a另一端、电容A1b另一端均接地，所述三极管18集电极连接电阻C3a另一端，基极连接电阻F6a一端，所述场效应晶体管19栅极连接电阻E5a一端，电阻E5a另一端连接二极管B2c正极，所述场效应晶体管19漏极分别连接电阻G7a一端、电容B2b一端并接地，电容B2c另一端分别连接电阻F6a和电阻G7a之间的节点。本发明采用的短路保护模块成本低、工作效率高，具有短路保护功能；同时还具有快速断开模式和自动复原模式。
本发明中，控制开关11包括第一NMOS管20和第二NMOS管21，所述第一NMOS管20漏极与第二NMOS管21的漏极相连接，所述第一NMOS管20的源极与负载负极相连接，所述第一NMOS管20栅极和第二NMOS管21栅极均与CPU12相连接。当对汽车蓄电池进行放电操作时，第一NMOS管导通，第二NMOS管不导通；当对汽车蓄电池进行充电操作时，第一NMOS管不导通，第二NMOS管导通；当电池单体电压有超过或低于预设阈值或电池组发生短路或过流时，第一NMOS管和第二NMOS管均不导通。本发明中，采用的控制开关能够达到关闭动力电池组的充电回路和放电回路的目的，有效的保护蓄电池和汽车负载。
本发明的监控方法包括以下步骤：
A、电压/电流采集器和温度传感器分别采集汽车蓄电池的电流、电压和温度信号，并将采集的信号通过电参数信号采集模块发送至控制盒内的CPU；
B、CPU将采集的各数据与设定阈值进行比较，并将比较值发送至上位机处理；
C、若其中任意参数出现异常，则上位机向CPU发送控制指令，CPU控制控制开关工作，断开电源；
D、若汽车蓄电池在工作过程中突然出现短路，CPU立即控制短路保护模块工作，保护蓄电池和汽车负载。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种新能源汽车电池监控管理装置，包括电池箱（1），其特征在于：所述电池箱（1）上端设有密封盖（2），所述电池箱（1）内腔放置多组汽车蓄电池（3），所述电池箱（1）底部设置散热口（4），所述散热口（4）内侧设有散热板（5），所述电池箱（1）外壁上设有控制盒（6），所述控制盒（6）上设有CAN总线接口（7），所述汽车蓄电池（3）外壁上固定设置温度传感器（8），所述密封盖（2）上设有电源输出端（9），所述汽车蓄电池（3）输出端与电源输出端（9）电性连接，所述电源输出端（9）连接电压/电流采集器（10）和控制开关（11）；
所述控制盒（6）内设有CPU（12）、电参数信号采集模块（13）、短路保护模块（14）和CAN接口模块（15），所述CPU（12）分别电参数信号采集模块（13）、短路保护模块（14）、控制开关（11），所述电参数信号采集模块（13）分别连接电压/电流采集器（10）、温度传感器（8），所述CPU（12）通过CAN接口模块（15）连接上位机（16）。
2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池监控管理装置，其特征在于：所述短路保护模块（14）包括运算放大器（17）、三极管（18）和场效应晶体管（19），所述运算放大器（17）正极输入端分别连接二极管A(1c)负极、电阻D(4a)一端、电容A(1b)一端和电阻C(3a)一端，负极输入端分别连接电阻A(1a)一端和电阻B(2a)一端，输出端分别连接电阻B(2a)另一端、二极管B(2c)负极、三极管(18)发射极，所述电阻D(4a)另一端、电容A(1b)另一端均接地，所述三极管(18)集电极连接电阻C(3a)另一端，基极连接电阻F(6a)一端，所述场效应晶体管(19)栅极连接电阻E(5a)一端，电阻E(5a)另一端连接二极管B(2c)正极，所述场效应晶体管(19)漏极分别连接电阻G(7a)一端、电容B(2b)一端并接地，电容B(2c)另一端分别连接电阻F(6a)和电阻G(7a)之间的节点。
3.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池监控管理装置，其特征在于：所述控制开关（11）包括第一NMOS管（20）和第二NMOS管（21），所述第一NMOS管（20）漏极与第二NMOS管（21）的漏极相连接，所述第一NMOS管（20）的源极与负载负极相连接，所述第一NMOS管（20）栅极和第二NMOS管（21）栅极均与CPU（12）相连接。
4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车电池监控管理装置，其特征在于：所述电压/电流采集器（10）采用科立恒KT2电流电压数据信号隔离采集器。
5.实现权利要求1所述的一种新能源汽车电池监控管理装置的监控方法，其特征在于：其监控方法包括以下步骤：
A、电压/电流采集器和温度传感器分别采集汽车蓄电池的电流、电压和温度信号，并将采集的信号通过电参数信号采集模块发送至控制盒内的CPU；
B、CPU将采集的各数据与设定阈值进行比较，并将比较值发送至上位机处理；
C、若其中任意参数出现异常，则上位机向CPU发送控制指令，CPU控制控制开关工作，断开电源；
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| CN201710356282.2A Withdrawn CN107086627A (zh) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | 一种新能源汽车电池监控管理装置 |
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| CN (1) | CN107086627A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108493363A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-09-04 | 姚耀春 | 一种易于拆卸且带有热交换功能的动力电池箱 |
| CN109228876A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-01-18 | 合肥众建翔新能源有限公司 | 一种基于物联网的新能源汽车故障诊断装置 |
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2017
- 2017-05-19 CN CN201710356282.2A patent/CN107086627A/zh not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
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