CN110271453A - 一种适合低温使用的电池包控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种适合低温使用的电池包控制系统，包括电池包和BMS管理系统，所述电池包包括钛酸锂电池和三元锂电池，所述钛酸锂电池与钥匙开关和低压系统形成串联回路，所述BMS管理系统电性连接第一继电器，所述第一继电器和电池包预加热装置串联后并联在低压装置的两端；所述三元锂电池与并联的驱动系统和空气系统串联，所述BMS管理系统电性连接第二继电器，所述第二继电器电性连接在三元锂电池和并联的驱动系统和空调系统之间；所述BMS管理系统与电池包通过CAN总线通讯连接。本发明解决了电池包在低温环境下使用造成的电芯寿命损坏及电池电量保持的问题。

Description

一种适合低温使用的电池包控制系统
技术领域
本发明涉及一种适合低温使用的电池包控制系统，属于电动汽车电池预热技术领域。
背景技术
随着国际环境问题及能源问题的日益突出，新能源的不断推广使用也给能源行业带来了一次革命性的变化，自百年前电被利用以来，就成为人类最重要的能源形势，而且它能很好的在各种资源之间进行转换，也为人类各项事业的发展提供了便利。化石能源的不断减少以及造成的严重环境问题，促使世界各国都在承诺减少化石能源的使用。新能源汽车未来的市场非常广大，前景也非常明朗，但是目前来看面临的困难和问题也是非常的突出，尤其在电池续航、充电速度、低温环境使用、电池密度等方面，还面临着很严重的技术难点和问题。尤其低温环境的使用更是一个难以解决的头痛问题，能量密度高的材料低温使用性能不好，低温适用性能好的材料能量密度又不高，而且在成本方面有非常的昂贵，目前还没有找到很合适的解决方案。
发明内容
本发明为解决上述现有技术的不足，提出了一种适合低温使用的电池包控制系统，具体技术方案如下：
一种适合低温使用的电池包控制系统，包括电池包和BMS管理系统，所述电池包包括钛酸锂电池和三元锂电池，所述钛酸锂电池与钥匙开关和低压系统形成串联回路，所述BMS管理系统电性连接第一继电器，所述第一继电器和电池包预加热装置串联后并联在低压装置的两端；所述三元锂电池与并联的驱动系统和空气系统串联，所述BMS管理系统电性连接第二继电器，所述第二继电器电性连接在三元锂电池和并联的驱动系统和空调系统之间；所述BMS管理系统与电池包通过CAN总线通讯连接。
优选的，所述空调系统与低压系统并联。
优选的，该控制系统还包括用以将交流电转换为直流电的充电机，所述充电机与钛酸锂电池和三元锂电池均通过第三继电器电性连接，所述第三继电器与BMS管理系统电性连接。
进一步的，所述充电机并联连接在BMS管理系统和电池包之间的CAN总线上。
进一步的，所述第三继电器分别与钛酸锂电池、三元锂电池电性连接的电路两端并联能量回收装置，所述能量回收装置用以回收汽车动能的能量，并转换为电能。
优选的，所述电池包内设有温度传感器，用以检测电池包温度，并将信号通过CAN总线传输到BMS管理系统。
优选的，所述低压系统包括灯具、雨刮器、收音机、音响。
本发明解决了电池包在低温环境下使用造成的电芯寿命损坏及电池电量保持的问题。
附图说明
图1是本发明一种适合低温使用的电池包控制系统的线路图。
图中：1、第一继电器；2、第二继电器；3、第三继电器。
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。
如图1所示，一种适合低温使用的电池包控制系统，包括电池包和BMS管理系统，所述电池包包括钛酸锂电池和三元锂电池，所述钛酸锂电池与钥匙开关和低压系统形成串联回路，所述低压系统包括灯具、雨刮器、收音机、音响。所述BMS管理系统电性连接第一继电器1，所述第一继电器1和电池包预加热装置串联后并联在低压装置的两端；所述三元锂电池与并联的驱动系统和空气系统串联，所述BMS管理系统电性连接第二继电器2，所述第二继电器2电性连接在三元锂电池和并联的驱动系统和空调系统之间；所述BMS管理系统与电池包通过CAN总线通讯连接。所述空调系统与低压系统并联，在三元锂电池不工作时，钛酸锂电池亦可为空调系统供电。
该控制系统还包括用以将交流电转换为直流电的充电机，所述充电机与钛酸锂电池和三元锂电池均通过第三继电器3电性连接，所述第三继电器3与BMS管理系统电性连接，所述充电机并联连接在BMS管理系统和电池包之间的CAN总线上。
所述第三继电器3分别与钛酸锂电池、三元锂电池电性连接的电路两端并联能量回收装置，所述能量回收装置用以回收汽车动能的能量，并转换为电能。
所述电池包内设有温度传感器，用以检测电池包温度，并将信号通过CAN总线传输到BMS管理系统。
三元锂电池：三元聚合物锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池，其优点是能量密度高、循环性能好、电池寿命长。
钛酸锂电池：钛酸锂电池是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂，其优点是安全性好，循环性能好，可以快速充放电，工作温度范围宽-30℃-60℃。
本发明的工作原理为：
a.低温启动过程：钥匙上电，通过钥匙开关接通钛酸锂电池和低压系统，钛酸锂电池为低压系统提供电能，电池包内温度传感器检测电池包温度低于5℃，BMS管理系统发送信号给第一继电器1，通过钥匙开关接通电池包预加热装置，钛酸锂电池开始工作，电池包通过电池包预加热装置为电池包开始预加热，当电池包达到电池正常工作温度，即大于5℃时，BMS管理系统断开第一继电器1，电池包预加热结束，BMS管理系统发送信号给第二继电器2，接通三元锂电池和驱动系统、空调系统的电路，三元锂电池开始工作，为整车提供动力和空调等方面电能输出。
b.充电过程：电网用电通过充电机将交流电转变为直流电，通过电池包内分别检测钛酸锂电池和三元锂电池的电量传感器检测钛酸锂电池和三元锂电池是否需要充电，若钛酸锂电池和三元锂电池都需要充电，电量传感器通过CAN总线将信号发送给BMS管理系统和充电机，BMS管理系统发送信号给第三继电器3，接通充电机与钛酸锂电池的电路，同时充电机开始工作，电网用电通过充电机将电能输送给钛酸锂电池，优先给钛酸锂电池充电，当电量传感器检测到钛酸锂电池电量充满后，BMS管理系统控制第三继电器3动作，接通充电机与三元锂电池的电路，开始为三元锂电池充电，电量传感器检测到三元锂电池电量充满后，充电机停止充电工作，完成断电。若仅钛酸锂电池或三元锂电池需要充电，则电量传感器通过CAN总线将信号发送给BMS管理系统和充电机，BMS管理系统发送信号给第三继电器3，接通充电机与钛酸锂电池或三元锂电池的电路，同时充电机开始工作，为钛酸锂电池或三元锂电池充电，电量传感器检测到钛酸锂电池或三元锂电池电量充满后，充电机停止充电工作，完成断电。
c.能量回收过程：汽车行驶时，能量回收装置将产生的动能通过电能转换装置转换为电能，开始为电池包充电，若钛酸锂电池和三元锂电池都需要充电，电量传感器通过CAN总线将信号发送给BMS管理系统和充电机，BMS管理系统发送信号给第三继电器3，接通充电机与钛酸锂电池的电路，能量回收装置电能输送给钛酸锂电池，优先给钛酸锂电池充电，当电量传感器检测到钛酸锂电池电量充满后，BMS管理系统控制第三继电器3动作，接通充电机与三元锂电池的电路，开始为三元锂电池充电。若仅钛酸锂电池或三元锂电池需要充电，则电量传感器通过CAN总线将信号发送给BMS管理系统和充电机，BMS管理系统发送信号给第三继电器3，接通能量回收装置与钛酸锂电池或三元锂电池的电路，为钛酸锂电池或三元锂电池充电。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种适合低温使用的电池包控制系统，其特征在于：包括电池包和BMS管理系统，所述电池包包括钛酸锂电池和三元锂电池，所述钛酸锂电池与钥匙开关和低压系统形成串联回路，所述BMS管理系统电性连接第一继电器(1)，所述第一继电器(1)和电池包预加热装置串联后并联在低压装置的两端；所述三元锂电池与并联的驱动系统和空气系统串联，所述BMS管理系统电性连接第二继电器(2)，所述第二继电器(2)电性连接在三元锂电池和并联的驱动系统和空调系统之间；所述BMS管理系统与电池包通过CAN总线通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种适合低温使用的电池包控制系统，其特征在于：所述空调系统与低压系统并联。
3.根据权利要求1所述的一种适合低温使用的电池包控制系统，其特征在于：该控制系统还包括用以将交流电转换为直流电的充电机，所述充电机与钛酸锂电池和三元锂电池均通过第三继电器(3)电性连接，所述第三继电器(3)与BMS管理系统电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种适合低温使用的电池包控制系统，其特征在于所述充电机并联连接在BMS管理系统和电池包之间的CAN总线上。
5.根据权利要求3所述的一种适合低温使用的电池包控制系统，其特征在于：所述第三继电器(3)分别与钛酸锂电池、三元锂电池电性连接的电路两端并联能量回收装置，所述能量回收装置用以回收汽车动能的能量，并转换为电能。
6.根据权利要求1所述的一种适合低温使用的电池包控制系统，其特征在于：所述电池包内设有温度传感器，用以检测电池包温度，并将信号通过CAN总线传输到BMS管理系统。
7.根据权利要求1所述的一种适合低温使用的电池包控制系统，其特征在于：所述低压系统包括灯具、雨刮器、收音机、音响。
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