CN107264323B - 一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统 - Google Patents

一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，包括电压采集模块、电流采集模块、充放电管理模块、温度采集模块、冷却管理模块、电池剩余电量计算模块、处理器模块和存储模块；所述电压采集模块、电流采集模块、充放电管理模块、温度采集模块和冷却管理模块均一端连接锂离子动力电池组模块，另一端连接处理器模块，电压采集模块和电流采集模块还连接至电池剩余电量计算模块，电池剩余电量计算模块的另一端连接至处理器模块。该运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，能够实现对锂离子动力电池组的充放电及各种异常进行管理，促使锂离子动力电池组平稳安全的运行，有利于电动汽车的发展和推广。

Description

一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统
技术领域
本发明涉及电池管理系统技术领域，具体是一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统。
背景技术
锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、安全性能好、循环寿命长、自放电低等优点，被广泛的应用于移动通讯、计算机、仪器仪表、电动工具中。随着科技的发展和时代的进步，以及电动汽车行业的迅猛发展，使得锂离子动力电池得到了广泛应用。但是由于锂离子动力电池具有明显的非线性、不一致性和时变特性，因此在应用时需要进行一定的管理。另外锂离子动力电池对充放电的要求很高，当出现过充电、过放电、放电电流过大或电路短路时，会使锂离子动力电池温度上升，严重破坏锂离子动力电池性能，导致锂离子动力电池寿命缩短，另外，在锂离子动力电池出现异常时若无法及时发现并处理，并存在巨大的安全隐患，不利于电动汽车的发展和推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，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：
一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，包括电压采集模块、电流采集模块、充放电管理模块、温度采集模块、电池剩余电量计算模块、处理器模块和存储模块；所述电压采集模块和电流采集模块均一端连接锂离子动力电池组模块，另一端连接处理器模块，电压采集模块和电流采集模块还连接至电池剩余电量计算模块，电池剩余电量计算模块的另一端连接至处理器模块，电压采集模块和电流采集模块分别用于采集锂离子动力电池组模块的电压数据和电流数据，并将获取的电压数据和电流数据发送给电池剩余电量计算模块和处理器模块，电池剩余电量计算模块根据获取的电压数据和电流数据计算出电池剩余电量信息，并将电池剩余电量信息发送给处理器模块；所述充放电管理模块一端连接锂离子动力电池组模块，另一端连接处理器模块，处理器模块向充放电管理模块发出充放电控制指令，充放电管理模块根据充放电控制指令控制锂离子动力电池组模块的充放电；所述温度采集模块一端连接锂离子动力电池组模块，另一端连接处理器模块，温度采集模块用于采集锂离子动力电池组模块的温度数据，并将获取的温度数据发送给处理器模块，所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，还包括冷却管理模块，冷却管理模块一端连接锂离子动力电池组模块，另一端连接处理器模块，处理器模块根据温度数据向冷却管理模块发出温度控制指令，冷却管理模块根据温度控制指令控制锂离子动力电池组模块的温度状态；所述存储模块连接处理器模块；还包括电池单体检测模块，电池单体检测模块共有多个，且分别连接至锂离子动力电池组模块的各个电池单体，电池单体检测模块的另一端均连接至处理器模块；所述电池单体检测模块包括单体电压采集模块、单体电流采集模块和单体温度采集模块；所述电池单体检测模块还包括单体通断控制模块，单体通断控制模块用于控制电池单体的通断。
作为本发明进一步的方案：还包括绝缘检测模块，绝缘检测模块一端连接锂离子动力电池组模块，另一端连接处理器模块，绝缘检测模块用于检测锂离子动力电池组模块的绝缘状态数据，并将获取的绝缘状态数据发送给处理器模块。
作为本发明再进一步的方案：还包括继电器诊断模块，继电器诊断模块一端连接锂离子动力电池组模块，另一端连接处理器模块，继电器诊断模块用于检测锂离子动力电池组模块的高压继电器的异常状态信息，并将获取的异常状态信息发送给处理器模块。
作为本发明再进一步的方案：还包括CAN收发模块和显示终端，处理器模块通过CAN收发模块通讯连接至显示终端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，能够实现对锂离子动力电池组的充放电及各种异常进行管理，促使锂离子动力电池组平稳安全的运行，降低锂离子动力电池组在运行过程中的安全隐患，有利于电动汽车的发展和推广。
附图说明
图1为运行稳定的锂离子动力电池组管理系统的结构示意图。
图2为运行稳定的锂离子动力电池组管理系统中电池单体检测模块的结构示意图。
图中：1-锂离子动力电池组模块、2-电压采集模块、3-电流采集模块、4-充放电管理模块、5-绝缘检测模块、6-继电器诊断模块、7-温度采集模块、8-冷却管理模块、9-电池剩余电量计算模块、10-处理器模块、11-CAN收发模块、12-显示终端、13-存储模块、14-电池单体检测模块、141-单体电压采集模块、142-单体电流采集模块、143-单体温度采集模块、144-单体通断控制模块。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-2，一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，包括电压采集模块2、电流采集模块3、充放电管理模块4、温度采集模块7、电池剩余电量计算模块9、处理器模块10和存储模块13；所述电压采集模块2和电流采集模块3均一端连接锂离子动力电池组模块1，另一端连接处理器模块10，电压采集模块2和电流采集模块3还连接至电池剩余电量计算模块9，电池剩余电量计算模块9的另一端连接至处理器模块10，电压采集模块2和电流采集模块3分别用于采集锂离子动力电池组模块1的电压数据和电流数据，并将获取的电压数据和电流数据发送给电池剩余电量计算模块9和处理器模块10，电池剩余电量计算模块9根据获取的电压数据和电流数据计算出电池剩余电量信息，并将电池剩余电量信息发送给处理器模块10；所述充放电管理模块4一端连接锂离子动力电池组模块1，另一端连接处理器模块10，处理器模块10向充放电管理模块4发出充放电控制指令，充放电管理模块4根据充放电控制指令控制锂离子动力电池组模块1的充放电；
所述温度采集模块7一端连接锂离子动力电池组模块1，另一端连接处理器模块10，温度采集模块7用于采集锂离子动力电池组模块1的温度数据，并将获取的温度数据发送给处理器模块10，所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，还包括冷却管理模块8，冷却管理模块8一端连接锂离子动力电池组模块1，另一端连接处理器模块10，处理器模块10根据温度数据向冷却管理模块8发出温度控制指令，冷却管理模块8根据温度控制指令控制锂离子动力电池组模块1的温度状态，以保证锂离子动力电池组模块1始终处于合适的工作温度，避免因温度过高而带来的安全隐患，安全性高；
所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，还包括绝缘检测模块5，绝缘检测模块5一端连接锂离子动力电池组模块1，另一端连接处理器模块10，绝缘检测模块5用于检测锂离子动力电池组模块1的绝缘状态数据，并将获取的绝缘状态数据发送给处理器模块10，处理器模块10对获取的绝缘状态数据进行处理，以判断锂离子动力电池组模块1的绝缘性能，由于锂离子动力电池组模块1的电压较高，通过实时准确的检测锂离子动力电池组模块1的绝缘性能，避免因锂离子动力电池组模块1绝缘性出现异常而对整车及人身安全造成的危害；
所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，还包括继电器诊断模块6，继电器诊断模块6一端连接锂离子动力电池组模块1，另一端连接处理器模块10，继电器诊断模块6用于检测锂离子动力电池组模块1的高压继电器的异常状态信息，并将获取的异常状态信息发送给处理器模块10，当高压继电器出现异常时，处理器模块10能够及时获知异常信息，并进行处理，降低安全隐患；
所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，还包括CAN收发模块11和显示终端12，处理器模块10通过CAN收发模块11通讯连接至显示终端12，处理器模块10将获取的锂离子动力电池组的各项状态数据通过CAN收发模块11发送至显示终端12，并通过显示终端12进行显示，便于人们直观的查看；
所述存储模块13连接处理器模块10，存储模块13用于存储各种数据；
所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，还包括电池单体检测模块14，电池单体检测模块14共有多个，且分别连接至锂离子动力电池组模块1的各个电池单体，电池单体检测模块14的另一端均连接至处理器模块10，电池单体检测模块14用于获取电池单体的数据，并将获取的数据发送给处理器模块10，以供处理器模块10判断各个电池单体的状态；所述电池单体检测模块14包括单体电压采集模块141、单体电流采集模块142和单体温度采集模块143，单体电压采集模块141、单体电流采集模块142和单体温度采集模块143分别用于监测电池单体的电压、电流及温度数据，并将获取的数据实时发送给处理器模块10，以供处理器模块10判断各个电池单体的状态；所述电池单体检测模块14还包括单体通断控制模块144，单体通断控制模块144用于控制电池单体的通断，当电池单体出现异常时，为了避免该电池单体影响整个锂离子动力电池组的性能及安全，通过单体通断控制模块144可以将该异常电池单体断开与锂离子动力电池组的连接，待该异常电池恢复正常或进行更换后，再将该电池单体接入至锂离子动力电池组。
本发明的工作原理是：所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，工作时，电压采集模块2和电流采集模块3分别用于采集锂离子动力电池组模块1的电压数据和电流数据，并将获取的电压数据和电流数据发送给电池剩余电量计算模块9和处理器模块10，电池剩余电量计算模块9根据获取的电压数据和电流数据计算出电池剩余电量信息，并将电池剩余电量信息发送给处理器模块10。温度采集模块7用于采集锂离子动力电池组模块1的温度数据，并将获取的温度数据发送给处理器模块10，处理器模块10根据温度数据向冷却管理模块8发出温度控制指令，冷却管理模块8根据温度控制指令控制锂离子动力电池组模块1的温度状态，以保证锂离子动力电池组模块1始终处于合适的工作温度，避免因温度过高而带来的安全隐患，安全性高。绝缘检测模块5用于检测锂离子动力电池组模块1的绝缘状态数据，并将获取的绝缘状态数据发送给处理器模块10，处理器模块10对获取的绝缘状态数据进行处理，以判断锂离子动力电池组模块1的绝缘性能，若锂离子动力电池组模块1的绝缘性能出现异常，处理器模块10可通过报警及停止该锂离子动力电池组模块1的充放电来降低绝缘异常对整车及人身安全造成的危害。继电器诊断模块6用于检测锂离子动力电池组模块1的高压继电器的异常状态信息，并将获取的异常状态信息发送给处理器模块10，当高压继电器出现异常时，处理器模块10能够及时获知异常信息，通过报警通知人们及时维修，降低安全隐患。处理器模块10将获取的锂离子动力电池组的各项状态数据通过CAN收发模块11发送至显示终端12，并通过显示终端12进行显示，便于人们直观的查看。单体电压采集模块141、单体电流采集模块142和单体温度采集模块143分别用于监测电池单体的电压、电流及温度数据，并将获取的数据实时发送给处理器模块10，以供处理器模块10判断各个电池单体的状态，当处理器模块10判断某个电池单体出现异常时，为了避免该电池单体影响整个锂离子动力电池组的性能及安全，通过单体通断控制模块144可以将该异常电池单体断开与锂离子动力电池组的连接，待该异常电池恢复正常或进行更换后，再将该电池单体接入至锂离子动力电池组。例如当某个电池。
所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，能够实现对锂离子动力电池组的充放电及各种异常进行管理，促使锂离子动力电池组平稳安全的运行，降低锂离子动力电池组在运行过程中的安全隐患，有利于电动汽车的发展和推广。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，其特征在于，包括电压采集模块(2)、电流采集模块(3)、充放电管理模块(4)、温度采集模块(7)、电池剩余电量计算模块(9)、处理器模块(10)和存储模块(13)；所述电压采集模块(2)和电流采集模块(3)均一端连接锂离子动力电池组模块(1)，另一端连接处理器模块(10)，电压采集模块(2)和电流采集模块(3)还连接至电池剩余电量计算模块(9)，电池剩余电量计算模块(9)的另一端连接至处理器模块(10)，电压采集模块(2)和电流采集模块(3)分别用于采集锂离子动力电池组模块(1)的电压数据和电流数据，并将获取的电压数据和电流数据发送给电池剩余电量计算模块(9)和处理器模块(10)，电池剩余电量计算模块(9)根据获取的电压数据和电流数据计算出电池剩余电量信息，并将电池剩余电量信息发送给处理器模块(10)；所述充放电管理模块(4)一端连接锂离子动力电池组模块(1)，另一端连接处理器模块(10)，处理器模块(10)向充放电管理模块(4)发出充放电控制指令，充放电管理模块(4)根据充放电控制指令控制锂离子动力电池组模块(1)的充放电；所述温度采集模块(7)一端连接锂离子动力电池组模块(1)，另一端连接处理器模块(10)，温度采集模块(7)用于采集锂离子动力电池组模块(1)的温度数据，并将获取的温度数据发送给处理器模块(10)，所述运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，还包括冷却管理模块(8)，冷却管理模块(8)一端连接锂离子动力电池组模块(1)，另一端连接处理器模块(10)，处理器模块(10)根据温度数据向冷却管理模块(8)发出温度控制指令，冷却管理模块(8)根据温度控制指令控制锂离子动力电池组模块(1)的温度状态；所述存储模块(13)连接处理器模块(10)；还包括电池单体检测模块(14)，电池单体检测模块(14)共有多个，且分别连接至锂离子动力电池组模块(1)的各个电池单体，电池单体检测模块(14)的另一端均连接至处理器模块(10)；所述电池单体检测模块(14)包括单体电压采集模块(141)、单体电流采集模块(142)和单体温度采集模块(143)，所述电池单体检测模块(14)还包括单体通断控制模块(144)，单体通断控制模块(144)用于控制电池单体的通断。
2.根据权利要求1所述的运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，其特征在于，还包括绝缘检测模块(5)，绝缘检测模块(5)一端连接锂离子动力电池组模块(1)，另一端连接处理器模块(10)，绝缘检测模块(5)用于检测锂离子动力电池组模块(1)的绝缘状态数据，并将获取的绝缘状态数据发送给处理器模块(10)。
3.根据权利要求2所述的运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，其特征在于，还包括继电器诊断模块(6)，继电器诊断模块(6)一端连接锂离子动力电池组模块(1)，另一端连接处理器模块(10)，继电器诊断模块(6)用于检测锂离子动力电池组模块(1)的高压继电器的异常状态信息，并将获取的异常状态信息发送给处理器模块(10)。
4.根据权利要求1或2或3所述的运行稳定的锂离子动力电池组管理系统，其特征在于，还包括CAN收发模块(11)和显示终端(12)，处理器模块(10)通过CAN收发模块(11)通讯连接至显示终端(12)。
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