CN115275392A - 一种电池电芯智慧管理控制系统 - Google Patents

一种电池电芯智慧管理控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115275392A
CN115275392A CN202210922709.1A CN202210922709A CN115275392A CN 115275392 A CN115275392 A CN 115275392A CN 202210922709 A CN202210922709 A CN 202210922709A CN 115275392 A CN115275392 A CN 115275392A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
battery
circuit
resistor
bms
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210922709.1A
Other languages
English (en)
Inventor
赵志伟
陈宗兴
夏立国
卢世亮
张磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Tieqi Network Technology Co ltd
Original Assignee
Qingdao Tieqi Network Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Tieqi Network Technology Co ltd filed Critical Qingdao Tieqi Network Technology Co ltd
Priority to CN202210922709.1A priority Critical patent/CN115275392A/zh
Publication of CN115275392A publication Critical patent/CN115275392A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/27—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by heating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M10/4257—Smart batteries, e.g. electronic circuits inside the housing of the cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/657—Means for temperature control structurally associated with the cells by electric or electromagnetic means
    • H01M10/6571—Resistive heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00304—Overcurrent protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309—Overheat or overtemperature protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/0048—Detection of remaining charge capacity or state of charge [SOC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电池电芯智慧管理控制系统，包括PCB板上集成有BMS电池管理模块，大功率均衡模块、故障功能保护模块、唤醒模块、采集模块、三轴运动状态检测模块、四路温度传感器，远近场定位模块、蓝牙模块、远程热车模块、远程通信和控制模块和防拆模块；所述BMS电池管理模块对电池电路内的电芯进行过压、过流、高温、欠压、低温进行保护；传统BMS管理系统，只有常见的过压，过流，高温，欠压，低温针对于电芯的保护，本申请文件比传统的BMS保护系统，增加了大功率的均衡模块，让电池寿命更长，电芯更安全。所述大功率均衡模块对BMS电池管理模块中的电池电路上通过大功率均衡电路延长电池寿命，对电芯进行保护。

Description

一种电池电芯智慧管理控制系统
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体涉及一种电池电芯智慧管理控制系统。
背景技术
现有的电池通常是通过多个单体电芯组成电池模组，并由多个电池模组组成电池系统来供电运行的。目前的电池系统中的电池管理系统虽然会对单体电芯进行信息监测，但由于用于信息监测的装置，如电压传感器、温度传感器等设置在电芯外部，所采集的信息有一定的偏差，且目前的电池系统中均对部分电芯进行状态监测，未对每一个电芯的状态进行监测。
根据目前的使用场景，很多的电动车使用的电池还是铅酸电池。而铅酸电池的笨重且容量低是目前最大的缺陷。很快，三元锂电芯，磷酸锂电芯也相应的使用到了电动车领域中来。
锂电池是由电芯、保护板、线束构成。电池充电太满，放电放空了，温度太高或太低了的情况下电芯还在工作等等这些情况，都会导致电芯的寿命直线下滑，严重时还会导致爆炸。
基于这些故障情况，保护板在整个电池中起到了举足轻重的作用。目前的市面看到的保护板大多功能单一或者花哨但是不实用。
随着环保意识的加强，电动汽车越来越受国家重视及大众的喜爱，电池模组作为为电动汽车提供动力的核心部件。市场对电池模组的需求量越来越大，同时随着消费者安全意识和环保意识的提高，电池模组的安全性及报废后的回收成为业界普遍关注的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前的电动车电池管理模组不能有效保障电芯的安全性，在长时间使用后对电池续航无法得到保证，且现有的电动车电池管理模组功能单一，没有进行功能整合，使得运用范围十分受限，解决上述问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种电池电芯智慧管理控制系统，包括PCB板上集成有BMS电池管理模块，大功率均衡模块、故障功能保护模块、唤醒模块、采集模块、三轴运动状态检测模块、四路温度传感器，远近场定位模块、蓝牙模块、远程热车模块、远程通信和控制模块和防拆模块；。
所述BMS电池管理模块对电池电路内的电芯进行过压、过流、高温、欠压、低温进行保护；传统BMS管理系统，只有常见的过压，过流，高温，欠压，低温针对于电芯的保护，本申请文件比传统的BMS保护系统，增加了大功率的均衡模块，让电池寿命更长，电芯更安全。
所述大功率均衡模块对BMS电池管理模块中的电池电路上通过大功率均衡电路延长电池寿命，对电芯进行保护；具有大功率均衡功能，比纯保护BMS更加安全，使用寿命更长。
所述故障功能保护模块对BMS电池管理模块中的电池电路充放电进行保护；汽车级三级故障保护，一级充放电MOS，二级正极主动切断保险机制，三级MCU主动控制，三种保险机制配合比传统一级保险和两级保险安全系数更上一个等级。
所述唤醒模块包括四种唤醒单元，由远程唤醒单元、运动唤醒单元、按键唤醒单元和充电唤醒单元组成，通过四个唤醒单元对BMS电池管理模块进行唤醒；运动唤醒和按键唤醒在更多场合更灵活，实用。
所述采集模块包括AFE采集电路和电能计量电路，通过AFE采集电路和电能计量电路分别对电池电路的电量进行采集，通过数据算法将SOC精度提高到1％以内；传统锂电池没有采集功能，而相较于现有技术的产品，本申请文件的产品多一路电能采集电路，达到了跟汽车级一样的冗与机制，当前两轮电车的精度只能做到SOC20％以内，双采集电路可以将SOC精度提高到1％以内，做到跟汽车级一样，显示数字，而不是两轮电车常见的四五个指示灯来显示SOC电量。但是成本只有汽车的百分之五十。
所述三轴运动状态检测模块对PCB板的产生的X轴、Y轴和Z轴的移动进行检测，并对PCB板的碰撞、运动、损伤、破坏状态信息进行检测记录；5，具有三轴运动检测功能，相对于传统水银震动开关，灵敏度更好，能检测的方向更多。
所述四路温度传感器包括测量环境电路、测量MOS电路和两路测量电芯电路，其中测量环境电路对环境温度进行检测，通过测量MOS电路和测量电芯电路对MOS管和电芯温度进行检测；本申请文件的产品具有四路温度传感器，比传统只测电芯温度，对比现有技术中的产品只测MOS和电芯，本申请文件产品多了一路环境温度，电池更安全，算法更简答，效果更明显。
所述远近场定位模块内设置有远场定位模块和近场定位模块，其中远场定位模块通过 GPS和北斗双星定位方式对PCB板位置进行确定，通过近场定位模块通过蜂鸣驱动电路，通过远程启动方式，在接收到启动信号后发出蜂鸣警报；具有远近场定位功能，传统锂电池无定位系统，目前的现有技术产品只有远场定位，而本申请文件通过蜂鸣电路的设置多了近场定位，远近场双定位，电池更安全，财产有保障。
所述蓝牙模块在缺乏信号的情况下通过蓝牙近距离读取电池信息，通过BLE连接，并相互透传数据；本产品具有蓝牙通信功能，当没有4G信号以后，可以通过蓝牙近距离读取电池信息，让骑行无忧，目前产品因为壳体内部的空间限制一般只有蓝牙或者只有4G，电池对环境的适应性差，特别是地下，野外等场所，本申请文件通过算法和程序，将两个功能合二为一，信号强的而复杂的城市内，4G远程监控更安全，信号弱而空旷的野外农村，蓝牙弥补更便利。
所述远程热车模块通过远程模块和加热模块进行配合，通过远程遥控方式启动加热模块，提升电芯温度，延长电池使用寿命；本申请文件采用掉电存储系统，相对现有技术的铁电，成本更低，而远程热车功能，现有技术中是没有此类功能的，目前还是采用充电加热功能，用户的骑行对电池损伤并不能很好的处理。
所述远程通信和控制模块通过4GCAT1信号上传电池数据，上传电池的数据包含电压、电流、压差、温度、身份信息、电量、速度、单芯电压数据，将电池数据传输至后台服务器；
所述防拆模块内设置有光敏电阻，在外壳被破拆后，光敏电阻被光源触发启动后，通过远程通信和控制模块将位置、环境数据和电池数据发送至后台服务器。具有防拆功能，此防拆功能相对于现有技术中采用的光敏传感器，本申请文件融合了运动状态，充放电状态和光敏强度多参数复合确认，报警更准确，电池更安全。
进一步地，所述故障功能保护模块包括三级故障保护，其中第一级采用充放电MOS保护电路，第二级采用正极主动控制保险电路，第三极采用MCU主动控制电路，通过三级故障保护机制增加保护电路安全。
进一步地，所述远程热车模块中的加热模块采用混合加热片，所述混合加热片采用石墨和PTC混合制备。
进一步地，所述混合加热片两侧分别与可调电阻连接，可调电阻一端与混合加热片连接，另一端与铜导线连接，通过可调电阻调解混合加热片功耗，调整混合加热片温度。
进一步地，所述防拆模块中的光敏采集电路中设置有光敏传感器，光敏传感器的接口1 与电阻R225的接入端连接，电阻R225的输出端与测试端口连接，电阻R225的接收端还通过与电容C118串联接地，接口1与电阻R225连接的支路上还串联有电阻R222，电阻R222一端接入支路，另一端接地，该支路上还接有测试点TP27，光敏传感器的接口2与BMS电池管理模块连接，接口2与BMS电池管理模块连接的支路上还外接有测试点TP28，光敏传感器的接口3和接口4连接后接地。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种电池电芯智慧管理控制系统，本申请文件中的电池电芯控制系统能够保证电动车电池管理模组能有效保障电芯的安全性，在长时间使用后能够维持电池续航，并且增加了很多实际场景中可以运用的模块，同时将这些模块进行整合，将其集成至一个PCB板上，使得运用范围大大增加。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为AFE采集均衡一体电路；
图2为充放电MOS保护电路；
图3为正极主动控制保险电路；
图4为MCU主动控制电路；
图5为唤醒电路；
图6为AFE采集电路；
图7为电能计量电路；
图8为三轴运动状态检测电路；
图9为隔离RS485电路；
图10环境温度传感器和MOS温度传感器；
图11电芯温度传感器；
图12定位模块电路；
图13蜂鸣器驱动电路；
图14蓝牙通信电路；
图15电能保持电路；
图16 EEPROM存储电路；
图17 4GCAT1电路；
图18加热电路；
图19远程通信和控制电路；
图20 PTC石墨混合加热片结构图；
图21光敏采集电路；
图22加速度采集电路；
图23系统信号交互图；
附图中的标号为：
1-铜导线，2-可调电阻，3-石墨发热线，
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
如图23所示，本申请文件涉及很多个电路的集成，将其进行拆分后对每个电路的作用进行单独解释，方便用户根据实施例对本申请文件中涉及电路的作用和功能进行了解，电路中的连接方式和构造请详见说明书附图中的连接方式，在实施例中不再过多赘述。
如图1所示，传统BMS管理系统，只有常见的过压，过流，高温，欠压，低温针对于电芯的保护，比传统的BMS保护系统，增加了大功率的均衡，让电池寿命更长，电芯更安全。拥有电芯充电均衡功能。出厂的时候，每一节电芯的特性是不一样的。就会在充电的时候出现有电芯已经充满，还有电芯没有充满。有一节电芯出现满电的时候，保护板为保证安全，会将充电回路断开，不再进行充电。此时均衡电路将满电电芯放电到低于保护值，充电回路打开，继续充电。多次循环执行充放电，充电慢的电芯就会达到满电状态。最后的状态就是每一节电芯都是满电。
而图2～4展示的是汽车级三级故障保护，其中图2是一级充放电MOS，图3是二级正极主动切断保险机制，图4是三级MCU主动控制，三种保险机制配合比传统一级保险和两级保险安全系数更上一个等级。
图5采用的电路是具备四种唤醒机制，1，远程APP唤醒，2，运动唤醒，3，按键手动唤醒，4，充电唤醒，此四种唤醒机制可以适合于各种工作场景，唤醒更灵活便捷，相对与普捷通单一的充电唤醒，使用起来更加方便。
图6和图7为本申请文件的双采集系统，不但有传统的AFE采集系统，还备份了电能计量系统，相对于传统AFE采集计量，更准确，采集速度更快，但是相对于高成本的汽车级库仑计，可以节省百分之五十以上的成本。
图8为具备三轴运动状态检测模块，可以更细腻的检测碰撞、运动、损伤、破坏等等状态；图10～图11选用的四路温度传感器，分别一路测量环境，一路测量MOS，两路测量电芯，这样清晰了环境中各种参数，简化了软件的算法，使得逻辑更清晰，对于环境的应对处理更从容；
图12和图13为远近场双重定位系统，解决了小物品在米级定位精度下依然无法找到的问题，选用了GPS加BD双星定位的模块。在复杂的城市里，定位精度在5-10米范围，但是相对与体积较小的电池，依然无法准确的确认其真正位置，所以增加了近场的声音定位，当确定了产品就在附近几米的方位，鉴于一些原因不能随便翻动，声音定位就会显得先对突出，在远程操作下，产品会自己发出蜂鸣警报的声音，不但能快速定位产品位置，还能证明此产品是我的，双重保护下，产品会更加的安全，就算丢失也能及时的找回。
图14的蓝牙通信电路可以无手机信号下的信息获取，主板备有近场蓝牙通讯，当没有手机信号的情况下，用户打开预设的APP扫描电池上的二维码，手机和电池就会通过BLE连接，并相互透传数据，就可以看到电池的相关数据，此为备份功能，只有APP无法链接后台数据时，才能打开此功能。
图15和图16使用的掉电存储系统，为了更好的使用存储设备，鉴于EEPROM的寿命问题，增加了掉电存储系统，相对于传统存储增加了电能保持电路，当检测到外部掉电后，MCU 进入存储环节，将所需的所有参数，写进EEPROM，这样电路的好处是，在不使用铁电存储， FLASH高成本存储设备的情况下，用更低的成本，完成了更长的寿命周期
而图17和图18配合形成的远程热车功能，将4G远程控制和加热模块进行配合，完成了远程热车功能，APP通过设定和人为操作，对电池进行加热，相对于传统的温控器，更加智能也更加节能，比如上班族来说，每天七点半出门，可以通过APP设定七点打开加热，这样的电池寿命会更长，动力会更强劲，如果临时有事，提前几分钟打开加热，也是一个很好的体验。
图19使用的远程通信和控制电路，产品会通过4GCAT1信号上传电池的所有数据，包含电压，电流，压差，温度，身份信息，电量，速度，均衡，单芯电压等等数据，上传到后台，并显示到相关APP上。可以通过后台和APP下发操作指令到每个产品，包含上锁，解锁，复位，升级等等命令，用户可以完全掌控自己的电池。
实施例二
本实施例在实施例一的基础上进行优化，为了将这些模块集成在一块PCB板上，本实施例通过选用了当前世界上合成程度最高的RS485隔离方案，使得系统主板整体结构更扁平，更能适用于体积相对较小的锂电池，相对与传统5050隔离电路，此电路能保证电路高度为 3mm，比传统5050电路矮了7mm，而使用该隔离RS485隔离方式所需要采用的隔离RS485电路如图9所示。
实施例三
本实施例在实施例一、二的基础上进行优化，对比当前市场上有的橡胶加热片，硅胶加热片，PTC加热片，石墨加热片，半导体制冷片等等材质，发现并没有哪种材料能够替代汽车上的液体冷热控制系统，半导体制冷片虽热能做到冷热变化，但是效率太低，而且电池本身最合适的温度是在25摄氏度到45摄氏度之间，因此为了应对这种小模块产生的高热量，本申请文件研发了一种将石墨和PTC混合使用的加热片，既解决石墨电热片功耗不够灵活的问题，也解决了石墨只能恒功率不能恒温的问题，也解决了PTC体积大无法小型化的问题，而且在需要散热的时候，石墨更是一种良好的导热材料将电池内积攒的热量带到外部环境，三大基本工艺步骤：1、采用FPC铜导线电镀，2，石墨印刷，3，回流焊PTC电阻贴装，相对于传统石墨片发热，增加了回流焊。而该PTC石墨混合加热片结构如图20所示。
实施例四
本实施例在实施例一、二的基础上进行优化，如图21和图22所示所述防拆模块中的光敏采集电路中设置有光敏传感器，光敏传感器的接口1与电阻R225的接入端连接，电阻R225 的输出端与测试端口连接，电阻R225的接收端还通过与电容C118串联接地，接口1与电阻R225连接的支路上还串联有电阻R222，电阻R222一端接入支路，另一端接地，该支路上还接有测试点TP27，光敏传感器的接口2与BMS电池管理模块连接，接口2与BMS电池管理模块连接的支路上还外接有测试点TP28，光敏传感器的接口3和接口4连接后接地
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电池电芯智慧管理控制系统，其特征在于，包括PCB板上集成有BMS电池管理模块，大功率均衡模块、故障功能保护模块、唤醒模块、采集模块、三轴运动状态检测模块、四路温度传感器，远近场定位模块、蓝牙模块、远程热车模块、远程通信和控制模块和防拆模块；
所述BMS电池管理模块对电池电路内的电芯进行过压、过流、短路、高温、欠压、低温进行保护；
所述大功率均衡模块对BMS电池管理模块中的电池电路上通过大功率均衡电路延长电池寿命，对电芯进行保护；
所述故障功能保护模块对BMS电池管理模块中的电池电路充放电进行保护；
所述唤醒模块包括四种唤醒单元，由远程唤醒单元、运动唤醒单元、按键唤醒单元和充电唤醒单元组成，通过四个唤醒单元对BMS电池管理模块进行唤醒；
所述采集模块包括AFE采集电路和电能计量电路，通过AFE采集电路和电能计量电路分别对电池电路的电量进行采集，通过数据算法将SOC精度提高到1％以内；
所述三轴运动状态检测模块对PCB板的产生的X轴、Y轴和Z轴的移动进行检测，并对PCB板的碰撞、运动、损伤、破坏状态信息进行检测记录；
所述四路温度传感器包括测量环境电路、测量MOS电路和两路测量电芯电路，其中测量环境电路对环境温度进行检测，通过测量MOS电路和测量电芯电路对MOS管和电芯温度进行检测；
所述远近场定位模块内设置有远场定位模块和近场定位模块，其中远场定位模块通过GPS和北斗双星定位方式对PCB板位置进行确定，通过近场定位模块通过蜂鸣驱动电路，通过远程启动方式，在接收到启动信号后发出蜂鸣警报；
所述蓝牙模块在缺乏信号的情况下通过蓝牙近距离读取电池信息，通过BLE连接，并相互透传数据；
所述远程热车模块通过远程模块和加热模块进行配合，通过远程遥控方式启动加热模块，提升电芯温度，延长电池使用寿命；
所述远程通信和控制模块通过4G CAT1信号上传电池数据，上传电池的数据包含电压、电流、压差、温度、身份信息、电量、速度、单芯电压数据，将电池数据传输至后台服务器；
所述防拆模块内设置有光敏电阻，在外壳被破拆后，光敏电阻被光源触发启动后，通过远程通信和控制模块将位置、环境数据和电池数据发送至后台服务器。
2.根据权利要求1所述的一种电池电芯智慧管理控制系统，其特征在于，所述故障功能保护模块包括三级故障保护，其中第一级采用充放电MOS保护电路，第二级采用正极主动控制保险电路，第三极采用MCU主动控制电路，通过三级故障保护机制增加保护电路安全。
3.根据权利要求1所述的一种电池电芯智慧管理控制系统，其特征在于，所述远程热车模块中的加热模块采用混合加热片，所述混合加热片采用石墨和PTC混合制备。
4.根据权利要求3所述的一种电池电芯智慧管理控制系统，其特征在于，所述混合加热片两侧分别与可调电阻连接，可调电阻一端与混合加热片连接，另一端与铜导线连接，通过可调电阻调解混合加热片功耗，调整混合加热片温度。
5.根据权利要求1所述的一种电池电芯智慧管理控制系统，其特征在于，所述防拆模块中的光敏采集电路中设置有光敏传感器，光敏传感器的接口1与电阻R225的接入端连接，电阻R225的输出端与测试端口连接，电阻R225的接收端还通过与电容C118串联接地，接口1与电阻R225连接的支路上还串联有电阻R222，电阻R222一端接入支路，另一端接地，该支路上还接有测试点TP27，光敏传感器的接口2与BMS电池管理模块连接，接口2与BMS电池管理模块连接的支路上还外接有测试点TP28，光敏传感器的接口3和接口4连接后接地。
CN202210922709.1A 2022-08-02 2022-08-02 一种电池电芯智慧管理控制系统 Pending CN115275392A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210922709.1A CN115275392A (zh) 2022-08-02 2022-08-02 一种电池电芯智慧管理控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210922709.1A CN115275392A (zh) 2022-08-02 2022-08-02 一种电池电芯智慧管理控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115275392A true CN115275392A (zh) 2022-11-01

Family

ID=83747579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210922709.1A Pending CN115275392A (zh) 2022-08-02 2022-08-02 一种电池电芯智慧管理控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115275392A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115800447A (zh) * 2022-11-29 2023-03-14 上海玫克生储能科技有限公司 一种电池主动均衡asic芯片

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115800447A (zh) * 2022-11-29 2023-03-14 上海玫克生储能科技有限公司 一种电池主动均衡asic芯片
CN115800447B (zh) * 2022-11-29 2023-09-08 上海玫克生储能科技有限公司 一种电池主动均衡asic芯片
US12074299B2 (en) 2022-11-29 2024-08-27 Shanghai Makesens Energy Storage Technology Co, Ltd. ASIC chip for performing active battery equalization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1990010242A3 (en) Aircraft battery status monitor
CN107640057A (zh) 一种电动汽车的动力电池监测装置
CN101615809A (zh) 一种车载电源单体电池控制系统
CN212373185U (zh) 电池管理系统及车辆
CN102315492A (zh) 动力电池组维护装置及其工作方法
CN107132489A (zh) 电池容量检测方法、车辆状态判断方法、电池组及电动车
CN106356928A (zh) 一种双电池移动终端及其无线充电系统
CN102044902A (zh) 一种带超级电容器功能的锂离子汽车启动蓄电池
KR20190063266A (ko) 배터리 팩
CN116799896B (zh) 一种家庭用安全防护智能锂电池系统
CN115275392A (zh) 一种电池电芯智慧管理控制系统
CN209994127U (zh) 一种适用于电瓶车上的bms保护板
CN103171451A (zh) 基于协处理器和固态继电器的电池管理系统
CN205863948U (zh) 一种新型的无人机电池
CN202712352U (zh) 智能组合式锂离子电池
CN210270136U (zh) 一种检测电路
CN216750073U (zh) 车载设备和车辆
CN216485431U (zh) 一种防漏检的锂电池包老化检测装置
CN209488206U (zh) 一种汽车应急启动电源检测控制电路
CN108448184A (zh) 一种基于燃料电池的节能管理系统
CN203126558U (zh) 基于协处理器和固态继电器的电池管理系统
CN209515944U (zh) 一种加热电压控制电路及汽车
CN111823950A (zh) 电池管理系统及车辆
CN113258645B (zh) 一种电动车电池监测智能系统
CN221652253U (zh) 电池组的均衡控制装置及电池管理系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination