CN202041629U - 用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块 - Google Patents

Abstract

用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块，属于电能管理领域，本实用新型为解决目前换电站规模不同时，整体更换电池管理系统，灵活性差的问题。本实用新型包括单片机、电源、锁止检测输入接口、电源SOC采样接口、CAN隔离电路、CAN接口电路、FLASH存贮单元、手持机接口电路、RS485接口电路、时钟、状态指示灯、继电器输出接口、m个温度传感器和n个电池电压检测接口，单片机通过m个温度传感器采集温度信号，单片机通过n个电池电压检测接口采集电池的电压信号，通过状态指示灯显示状态，若状态异常，则通过继电器输出接口切断动力线。

Description

用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块

技术领域

本实用新型涉及一种用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块，属于电能管理领域。

背景技术

纯电动汽车作为交通工具投入运营，换电方式可以最大限度缩短车辆补给能源的等待时间，提高车辆使用效率。

专业的电池养护，充电电池的使用寿命是普通充电方式的8～10倍，换电方式可以最大限度实现动力电池充电工场管理模式下的科学养护，有效延长电池使用寿命。此外，换电方式可以方便实现具有嵌入式系统的智能化的单体电池及电池总成动态和静态数据的信息交换，完成替代养路费的车用能源税的抵扣数据生成。国家可视电动汽车产业的发展，逐年降低财政补贴，逐步转化为车用能源税征收；据有关部门统计，目前国内电网设施谷电可供给1000～3000万辆轿车和100万辆公交车充电，只有充电工场集中充电方式可以最大限度的利用电网谷电，获得最大的节能减排和经济效益。实际上，市场推广可能会形成的是以换电方式为绝对主体的兼容复合方式。

换电站的电池箱是由蓄电池、电池管理系统组成。电池管理系统是用来监视蓄电池的工作状态，包括成组电池中的各单体电池的电压、电池组的电流、电池箱的温度及电池组的剩余电量等参数。对于不同规模换电站，其电池管理系统的容量是不同的，目前，当换电站规模不同，只能整体更换电池管理系统，灵活性差；另外，大容量的电池管理系统携带到现场很不方便。

发明内容

本实用新型目的是为了解决目前换电站规模不同时，整体更换电池管理系统，灵活性差的问题，提供了一种用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块。

本实用新型所述用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块，它包括单片机、电源、锁止检测输入接口、电源SOC采样接口、CAN隔离电路、CAN接口电路、FLASH存贮单元、手持机接口电路、RS485接口电路、时钟、状态指示灯、继电器输出接口、m个温度传感器和n个电池电压检测接口，

单片机的电源输入端与电源的输出端相连；

单片机的m个温度信号输入端分别与一个温度传感器的输出端相连；

单片机的n个电池检测信号输入端分别与一个电池电压检测接口的输出端相连；

单片机的锁止信号输入端与锁止检测输入接口的输出端相连；

单片机的电流信号输入端与电源SOC采样接口的输出端相连；

单片机的CAN输入输出端与CAN隔离电路的第一输入输出端相连，CAN隔离电路的第二输入输出端与CAN接口电路的输入输出端相连；

单片机的闪存信号输入输出端与FLASH存贮单元的输入输出端相连；

单片机的手持机信号输入输出端与手持机接口电路的输入输出端相连；

单片机的485信号输入输出端与RS485接口电路的输入输出端相连；

单片机的时钟信号输入输出端与时钟的输入输出端相连；

单片机的状态信号输出端与状态指示灯的输入端相连；

单片机的开关信号输出端与继电器输出接口的输入端相连；

m为4～12的自然数，m为16～26的自然数。

本实用新型的优点：本实用新型所述模块可实现n只电池电压采集、一路电流信号采集、m个温度传感器、一个锁止检测、一个连接器连接状态检测、一路常开继电器输出、6个状态指示灯显示。

在充、放电时，实时监测每个单体电池的电压、温度和电池组的电流，根据电池的使用性能和使用条件设定最高充电电压、最低放电电压、最高和最低使用温度、最大电流的门限值，当某一个电池的电压、温度、电池组电流超限时，就启动调控和报警功能。一方面，保证任何一个单体电池都不会超限工作；另一方面，保证在稍小的充电电流下继续充电，一直到充电总电压和最小充电流达到设定值时，充电结束。

本实用新型所述械块操作简单易行，灵活性大，可用于车载，且容量自行设定。

附图说明

图1为本实用新型所述用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块的结构示意图；

图2为本实用新型所述用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块对外接口示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式所述用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块，它包括单片机1、电源2、锁止检测输入接口5、电源SOC采样接口6、CAN隔离电路8、CAN接口电路10、FLASH存贮单元11、手持机接口电路12、RS485接口电路13、时钟14、状态指示灯15、继电器输出接口16、m个温度传感器3和n个电池电压检测接口4，

单片机1的电源输入端与电源2的输出端相连；

单片机1的m个温度信号输入端分别与一个温度传感器3的输出端相连；

单片机1的n个电池检测信号输入端分别与一个电池电压检测接口4的输出端相连；

单片机1的锁止信号输入端与锁止检测输入接口5的输出端相连；

单片机1的电流信号输入端与电源SOC采样接口6的输出端相连；

单片机1的CAN输入输出端与CAN隔离电路8的第一输入输出端相连，CAN隔离电路8的第二输入输出端与CAN接口电路10的输入输出端相连；

单片机1的闪存信号输入输出端与FLASH存贮单元11的输入输出端相连；

单片机1的手持机信号输入输出端与手持机接口电路12的输入输出端相连；

单片机1的485信号输入输出端与RS485接口电路13的输入输出端相连；

单片机1的时钟信号输入输出端与时钟14的输入输出端相连；

单片机1的状态信号输出端与状态指示灯15的输入端相连；

单片机1的开关信号输出端与继电器输出接口16的输入端相连；

m为4～12的自然数，m为16～26的自然数。

单片机1进行数据采集计算：及时准确的监控电池的状态及变化，实时采集各电池的单体电压、环境温度(m点)、充放电电流、绝缘状态。根据所采集的数据计算SOC，将每间隔1分钟将总电压、总电流、电池的安时数、瓦数、SOC、各单体的电压值、温度值、时间信息写入FLASH存贮单元11中，8M的容量可存贮40天的历史记录。

SOC(state of charge，荷电状态)。当蓄电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。SOC＝1即表示为电池充满状态。控制蓄电池运行时必须考虑其荷电状态。

在车上时通过CAN总线与电池管理系统通讯，在充电架上时通过CAN总线与充电机通信。

对系统的电压、温度、通讯、存储器等部件自检，并可通过CAN总线输出故障部件。

充电保护功能：CAN总线控制+继电器输出二级保护。

放电保护功能：CAN总线控制+继电器输出二级保护。

锁止机构检测：电池管理系统采集模块有一光耦输入用于检测电池箱是否安全可靠锁止于车或充电架。

电池箱连接器检测：电池管理系统采集模块有一光耦输入用于检测电池箱的对外连接器是否可靠接触。

继电器输出：BMS采集模块对外提供一常开继电器输出，用于控制动力线的切断。

具体实施方式二：本实施方式对实施方式作进一步说明，它还包括电源隔离电路7和备用电源9，备用电源9的输入输出端与电源隔离电路7的第一输入输出端相连，电源隔离电路7的第二输入输出端与单片机1的备用电源输入输出端相连。

电池箱脱离车体或充电架时给电池管理系统模块提供电源。

具体实施方式三：本实施方式对实施方式作进一步说明，m＝6，n＝18。

本实施方式所述用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块对外有2个24PIN防水连接器，分别提供18支电池电压采样接口5、电流SOC采样接口6(分流器输入)、电池箱外壳接口(用于绝缘检测)、CAN总线接口电路10、RS485接口电路13、继电器输出接口16、锁止检测输入接口5、连接器检测输入接口、指示灯输出接口(用于连接包括六个指示灯的状态指示灯15)。

具体实施方式四：本实施方式对实施方式作进一步说明，状态指示灯15包括SOC指示灯、绝缘指示灯、电池箱内温度指示、锁止指示灯、极限温度指示灯和系统故障状态指示灯。

设置一单独状态指示电路板，提供所述六种指示灯，状态指示电路板通过一4PIN屏蔽连接线与用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块相连。

1)SOC指示灯(绿灯：SOC＞80％，红灯：SOC＜30％)；

2)绝缘指示灯(绿灯：绝缘正常，红灯：漏电)；

3)电池箱内温度指示(绿灯：温度正常，红灯：最高温度＞设定的温度上限)；

4)锁止指示灯：(绿灯：锁止正常，红灯：没有锁住)；

5)极限温度指示：(绿灯：温度正常，红灯：最高温度＞电池箱设定的极限温度，可能已经燃烧)；

6)系统故障状态指示灯：(绿灯：正常，红灯：有故障)。

Claims (4)

1.用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块，其特征在于，它包括单片机(1)、电源(2)、锁止检测输入接口(5)、电源SOC采样接口(6)、CAN隔离电路(8)、CAN接口电路(10)、FLASH存贮单元(11)、手持机接口电路(12)、RS485接口电路(13)、时钟(14)、状态指示灯(15)、继电器输出接口(16)、m个温度传感器(3)和n个电池电压检测接口(4)，

单片机(1)的电源输入端与电源(2)的输出端相连；

单片机(1)的m个温度信号输入端分别与一个温度传感器(3)的输出端相连；

单片机(1)的n个电池检测信号输入端分别与一个电池电压检测接口(4)的输出端相连；

单片机(1)的锁止信号输入端与锁止检测输入接口(5)的输出端相连；

单片机(1)的电流信号输入端与电源SOC采样接口(6)的输出端相连；

单片机(1)的CAN输入输出端与CAN隔离电路(8)的第一输入输出端相连，CAN隔离电路(8)的第二输入输出端与CAN接口电路(10)的输入输出端相连；

单片机(1)的闪存信号输入输出端与FLASH存贮单元(11)的输入输出端相连；

单片机(1)的手持机信号输入输出端与手持机接口电路(12)的输入输出端相连；

单片机(1)的485信号输入输出端与RS485接口电路(13)的输入输出端相连；

单片机(1)的时钟信号输入输出端与时钟(14)的输入输出端相连；

单片机(1)的状态信号输出端与状态指示灯(15)的输入端相连；

单片机(1)的开关信号输出端与继电器输出接口(16)的输入端相连；

m为4～12的自然数，m为16～26的自然数。

2.根据权利要求1所述的用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块，其特征在于，它还包括电源隔离电路(7)和备用电源(9)，备用电源(9)的输入输出端与电源隔离电路(7)的第一输入输出端相连，电源隔离电路(7)的第二输入输出端与单片机(1)的备用电源输入输出端相连。

3.根据权利要求1所述的用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块，其特征在于，m＝6，n＝18。

4.根据权利要求1所述的用于换电站中电池管理系统的电池箱采集模块，其特征在于，状态指示灯(15)包括SOC指示灯、绝缘指示灯、电池箱内温度指示、锁止指示灯、极限温度指示灯和系统故障状态指示灯。

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