CN201414016Y - 一种电动汽车的动力电池组管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车的动力电池组管理系统，包括动力电池组及充电单元，还包括：外部总线接口模块、中央控制单元、内部总线、电容充放电控制单元及电容组，其中，所述中央控制单元与外部总线接口模块连接，并通过该外部总线接口模块与电动汽车的系统总线进行信令交互；该中央控制单元还通过内部总线连接电容充放电控制单元并向其传送指令；所述电容组与上述电容充放电控制单元串联，该串联后的电容组及电容充放电控制单元再并联于电动汽车的高压动力母线之间，所述电容充放电控制单元根据其接收到的指令控制电容组进行充电或放电。

Description

一种电动汽车的动力电池组管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车的电路控制系统，尤其涉及电动汽车的动力电池组的管理系统。

背景技术

伴随着环境污染的日益严重和能源的急剧短缺，以充电电池提供动力的电动汽车得到了长足的发展，且技术日益成熟，其前途不可限量。

当前，电动汽车的能源控制为系统控制，即能源控制与整车电气系统配合，这就使得整车能源控制系统部件多，工作参数多，控制流程复杂，作为整车能源的电池系统的移植性差。电动汽车的能源系统-电池组为串联设置，即各动力电池组的正、负两极依序连接，再将首末动力电池组剩余的正、负两极端分别连接于电动汽车的高压动力母线正、负两极，以此获得较高的动力电压。而该电动汽车的高压动力母线正、负两极同时还连接有充电单元，该充电单元的正、负输出端分别连接高压动力母线正、负两极，并将其接收的外部交流电压转换为直流充电电压提供给高压动力母线。

电动汽车所采用的电池组的工作模式为“充电-放电-再充电”的循环模式，即首先对电池组充电，再以电池组驱动汽车运行，待电池组电量消耗到设定值时，再次进行充电。

电动汽车的制动是以电机反向发电实现的，此过程可称为“回馈制动”，该回馈制动过程会在电动汽车的高压动力母线上产生短时峰值电流，此短时峰值电流无法被动力电池组吸收。而且，该峰值电流还会引起高压动力母线电压升高，当超过电动汽车电路系统的电子元件的耐受电压时，会对这些电子元件造成永久损坏。况且，对于动力电池组来说，此回馈能量也会使其使用寿命减少。

因此，有些电动汽车以刹车片抱紧刹车盘来实现制动，这使得电动汽车的动能转化为刹车片与刹车盘之间的摩擦热能而丧失，造成了能源的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电动汽车的动力电池组管理系统，通过增加设置的电容组及电容充放电控制单元以充分利用电动汽车的回馈制动能量，同时保护高压动力母线不会出现峰值电流对电子元件造成的损害。

本实用新型所述的电动汽车的动力电池组管理系统，包括动力电池组及充电单元，所述动力电池组的正、负两极分别连接于电动汽车的高压动力母线正、负两极，所述充电单元的正、负输出端分别连接于电动汽车的高压动力母线正、负两极，

还包括：外部总线接口模块、中央控制单元、内部总线、电容充放电控制单元及电容组，其中，

所述中央控制单元与外部总线接口模块连接，并通过该外部总线接口模块与电动汽车的系统总线进行信令交互；该中央控制单元还通过内部总线连接电容充放电控制单元并向其传送指令；

所述电容组与上述电容充放电控制单元串联，该串联后的电容组及电容充放电控制单元再并联于电动汽车的高压动力母线之间，所述电容充放电控制单元根据其接收到的指令控制电容组进行充电或放电。

本实用新型所述的动力电池组管理系统中，还包括动力电池监控及均衡控制单元，该动力电池监控及均衡控制单元的一端与内部总线连接并与中央控制单元进行信令交互，另一端则连接动力电池组以对动力电池组的电量信息进行采样并对发生亏电的动力电池组充电。

本实用新型所述的动力电池组管理系统中，所述充电单元与中央控制单元通过内部总线连接，并根据中央控制单元的指令对动力电池组进行充电。

本实用新型所述的动力电池组管理系统中，所述充电单元具有连接外部充电电源的交流电压输入接口。

本实用新型所述的动力电池组管理系统中，所述电容充放电控制单元内部设置有对应电容组的双向DC/DC变换器。

本实用新型所述的电动汽车的动力电池组管理系统中，由于设置有中央控制单元来进行数据处理，因此，该动力电池组管理系统可单独对动力电池组进行管理，而不必如现有技术中的动力电池组必须依存于整车系统并作为整车系统的一部分来管理，且配置的外部总线接口模块可方便的与各类电动汽车整车控制系统匹配，从而提高了本实用新型所述动力电池组管理系统的适用性。另外，本实用新型所述的动力电池管理系统中，增加设置了电容组及对应的电容充放电控制单元，使得电动汽车制动时的回馈能量可被电容组吸收，避免了高压动力母线出现峰值电流对电子元件造成的损害；并且，通过电容充放电单元控制电容组放电，可使电动汽车加速时动力电池组的输出电流减小，延长了动力电池组的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型所述电动汽车的动力电池组管理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所述的电动汽车的动力电池组管理系统做详细说明，以使本领域技术人员参阅本说明书后能够据以实施。

如图1所示，本实用新型所述的电动汽车的动力电池组管理系统包括动力电池组及充电单元，所述动力电池组可为多组，例如图1中的动力电池组1至动力电池组N，而每个动力电池组可具体包括1至15节蓄电池。

所述动力电池组为串联设置，并将首末两端的动力电池组的正、负两极分别连接于电动汽车的高压动力母线正、负两极，所述充电单元的正、负输出端分别连接于电动汽车的高压动力母线正、负两极，其输入端具有连接外部充电电源的交流电压输入接口，通过该接口以连接外部充电电源，所述外部充电电源经充电单元转换后作为动力电池组的充电电源，该充电单元与中央控制单元通过内部总线连接，并根据中央控制单元的指令对动力电池组进行充电。

本实用新型所述的电动汽车的动力电池组管理系统中，还增加设置了外部总线接口模块、中央控制单元、内部总线、电容充放电控制单元及电容组。

其中，所述外部总线接口模块用于提供中央控制单元与电动汽车的系统总线进行信令交互的接口，该外部总线接口模块的具体接线形式可为与电动汽车的系统总线对应的形式，例如，遵循SAEJ1939总线协议的CAN总线形式。

本实用新型所述动力电池组管理系统中的中央控制单元，其一端通过外部总线接口模块与电动汽车的系统总线相通，另一端则通过内部总线连接电容充放电控制单元。该内部总线可为CAN总线形式。所述中央控制单元具有数据处理功能，其可根据其接收到的电动汽车的系统总线传递来的行车信息，并依据预先制定的策略，向电容充放电控制单元发出相应的控制指令。例如，电动汽车制动时，对电容充放电控制单元发出使电容组充电的控制指令，或者，在电动汽车加速时，对电容充放电控制单元发出使电容组放电的控制指令。

所述电容组与电容充放电控制单元为串联连接，该串联连接后的电容组及电容充放电控制单元再并联于高压动力母线正、负两极之间。

所述电容组的充电与放电，是依据电容充放电控制单元的指令来操作的。而所述电容充放电控制单元对电容组的控制指令，则来自于中央控制单元；所述中央控制单元根据电动汽车的系统总线传送来的行车信息，向电容充放电控制单元发出对应的控制指令。所述电容充放电控制单元内部设置有对应电容组的双向DC/DC变换器，以实现对电容组充电与放电的控制。

上述电动汽车的动力电池组管理系统中，通过增加设置的电容充放电控制单元及电容组，可以根据电动汽车的行车状态来控制电容组的放电或充电过程。在电动汽车加速时，控制电容组放电以减少动力电池组的输出电流，从而使动力电池组的使用寿命延长。而在电动汽车制动时，由电容充放电控制单元控制电容组充电，可有效防止高压动力母线出现峰值电流，从而保护电动汽车的电子元件及动力电池组免受高压损害。并且，电动汽车制动时的回馈能量还可由电容组储存，并在电动汽车加速时释放而利用，提高了能源的利用率。

为更好的监控每个动力电池组的电量信息，以使各动力电池组的电量均衡并能使个别电量缺失的动力电池组得以及时充电，从而避免因个别动力电池组的亏电对整组动力电池组造成的损害，本实用新型所述的电动汽车的动力电池组管理系统中，还增加设置了多个对应于动力电池组的动力电池监控及均衡控制单元，所述动力电池监控及均衡控制单元的一端与内部总线连接并与中央控制单元进行信令交互，另一端则连接于动力电池组以对动力电池组的电量信息进行采样，并对处于亏电状态的动力电池组进行充电。

具体的工作过程为：动力监控及均衡控制单元获取对应的动力电池组的电量信息，并将该电量信息反馈给中央控制单元，中央控制单元获取各个动力电池组的电量信息后进行处理，并发出控制指令对处于亏电状态的电池组进行充电。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种电动汽车的动力电池组管理系统，包括动力电池组及充电单元，所述动力电池组的正、负两极分别连接于电动汽车的高压动力母线正、负两极，所述充电单元的正、负输出端分别连接于电动汽车的高压动力母线正、负两极，其特征在于，

还包括：外部总线接口模块、中央控制单元、内部总线、电容充放电控制单元及电容组，其中，

所述中央控制单元与外部总线接口模块连接，并通过该外部总线接口模块与电动汽车的系统总线进行信令交互；该中央控制单元还通过内部总线连接电容充放电控制单元并向其传送指令；

所述电容组与上述电容充放电控制单元串联，该串联后的电容组及电容充放电控制单元再并联于电动汽车的高压动力母线之间，所述电容充放电控制单元根据其接收到的指令控制电容组进行充电或放电。

2.如权利要求1所述的动力电池组管理系统，其特征在于，还包括动力电池监控及均衡控制单元，该动力电池监控及均衡控制单元的一端与内部总线连接并与中央控制单元进行信令交互，另一端则连接动力电池组。

3.如权利要求1或2所述的动力电池组管理系统，其特征在于，所述充电单元与中央控制单元通过内部总线连接。

4.如权利要求3所述的动力电池组管理系统，其特征在于，所述充电单元具有连接外部充电电源的交流电压输入接口。

5.如权利要求1或2所述的动力电池组管理系统，其特征在于，所述电容充放电控制单元内部设置有对应电容组的双向DC/DC变换器。