CN202084612U - 一种电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电池管理系统，包括电池包和用电设备，所述电池包内设有参数采集板，用于采集电池参数，所述电池管理系统还包括：主控制板与所述参数采集板连接，用于接收所述参数采集板采集的电池参数，并发出控制信号；接口单元，与所述主控制板和各被控制设备连接，用于接收所述主控制板发出的控制信号，根据控制信号的类型转发到相应的被控制设备，还用于接收种被控制设备上报的信息，并将上报的信息转发到所述主控制板。本实用新型可以对电池进行保护，防止电池损坏和确保使用安全，并可以保持电池组性能，延长电池组的寿命，提高电池的使用效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池管理系统，具体地说，是一种用于管理电池充、放电的电池管理系统。
背景技术
随着能源紧缺、石油涨价、城市环境污染的日益严重，替代石油的新能源的开发利用越来越被各国政府所重视。在新能源体系中，电池系统是其中不可或缺的重要组成部分。近年来，以锂电池为动力的电动自行车、混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等受到了市场越来越多的关注。动力电池在交通领域的应用，对于减少温室气体的排放、降低大气污染以及新能源的应用有着重要的意义。其中锂电池以高能量密度、高重复循环使用次数、重量轻以及绿色环保等优势越来越受到人们的关注，所以在手机、笔记本电脑、电动工具等便携式手持设备中已经得到广泛的应用，并已经开始进入电动车、电动汽车等大功率的应用中，成为全球电动汽车发展的热点。
但是，由于锂电池在加热、过充/过放电流、振动、挤压等滥用条件下可能导致电池寿命缩短以致损坏，甚至会发生着火、爆炸等事件，因此安全性问题成为动力锂电池商业化推广的主要制约因素。安全型、低成本、长寿命锂离子电池的安全标准、安全评价方法、电池制造过程的安全与可靠性控制以及通过正负极材料、电解质与隔膜优选改善电池安全与可靠性是实现确保大型动力锂离子电池安全可靠，实用化的重点。而电池管理系统作为电池保护和管理的核心部件，不仅要保证电池安全可靠的使用，而且要充分发挥电池的能力和延长使用寿命，作为电池和车辆管理系统以及驾驶者沟通的桥梁，电池管理系统对于电动汽车性能起着越来越重要的作用。
现有的电池管理系统在对电池的充放电进行均衡管理时，在充电过程中防止电池组内的电池过充电，部分结构在放电使用中，可能会带来的某些负面影响。由于充电均衡仅仅保证了电池在充电中，容量最小的电池不过充，在放电过程中，它能释放的能量也是最小的，因此这些电池过度放电的可能性很大。如果BMS控制不好的情况下，这些容量小的电池已经处于深度放电条件下，电池组的整体仍蕴含较高的能量(表现在电池组电压较高)，这会导致容量较小的电池的寿命，进而影响电池组整体的寿命。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电池管理系统，可以根据电池特性，对电池组实施有效的管理，确保电动汽车的安全、保持电池组性能、延长电池组寿命、提高电池使用效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池管理系统，包括电池包和用电设备，所述电池包内设有参数采集板，用于采集电池参数，所述电池管理系统还包括：
主控制板与所述参数采集板连接，用于接收所述参数采集板采集的电池参数，并发出控制信号；
接口单元，与所述主控制板和各被控制设备连接，用于接收所述主控制板发出的控制信号，根据控制信号的类型转发到相应的被控制设备，还用于接收种被控制设备上报的信息，并将上报的信息转发到所述主控制板。
进一步地，所述被控制设备包括车载充电器和/或地面充电机，和电池包相连，用于在所述主控制板的控制下为所述电池包充电。
进一步地，所述被控制设备还包括逆变器，连接所述电池包和交流电机，用于在所述主控制板的控制下将电池包的直流电转换为交流电，为交流电机提供电能。
进一步地，所述被控制设备还包括直流变换器，连接所述电池包和铅酸电池，用于在所述主控制板的控制下将电池包输出的电能降压后为铅酸电池充电。
进一步地，所述被控制设备还包括电空调，连接所述电池包，用于在所述主控制板的控制下调节温度。
进一步地，所述电池管理系统还包括辅助电源，连接所述铅酸电池充电和所述电空调，用于在所述主控制板的控制下为所述电空调提供辅助电能。
进一步地，所述被控制设备还包动力转向装置，与所述辅助电源相连，用于在所述主控制板的控制下提供动力转向功能；所述动力转向装置由所述辅助电源提供电能。
进一步地，所述被控制设备还包汽车显示仪表，与所述辅助电源相连，用于显示所述汽车的相关参数；所述汽车显示仪表由所述辅助电源提供电能。
进一步地，所述被控制设备还包维修显示屏，与所述辅助电源相连，用于显示所述电池包的参数；所述维修显示屏由所述辅助电源提供电能。
进一步地，所述辅助电源还与所述主控制板相连，用于为所述主控制板提供电能。
本实用新型通过主控制板实现对各被控制设备的统一管理，通过对电池包参数(电压、电流、温度等)的测量，并根据电压状态控制电池的充放电，根据电流大小提供充放电保护，根据温度状态推断电池当前的状度。电池管理系统的主控制板根据采集的电压状态而选择充电方式，并且在产生异常状态(如过压、过流、欠压、过温等)时对电池进行保护，防止电池损坏和确保使用安全，并可以保持电池组性能，延长电池组的寿命，提高电池的使用效率。
附图说明
图1是本实用新型的电池管理系统一实施例的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
如图1所示，本实用新型的电池管理系统的一实施例，包括了电池包、车载充电器、地面充电机、维修显示屏、主控制板、接口单元、逆变器、电空调、直流变换器、汽车显示仪表、动力转向装置、铅酸电池及辅助电源，电池包中设有参数采集板。图中，粗实线代表为400V高电压功率流，细实线代表15V低电压功率流，虚线代表信号流。车载充电器和地面充电机分别与电源包电连接，用于为电池包充电；电池包还与逆变器、电空调、直流变换器电连接。主控制板通过控制局域网(Controller Area Network，CAN)总线分别与数据采集板和接口单元连接；接口单元通过控制局域网总线分别与车载充电器、地面充电机、维修显示屏、逆变器、电空调、直流变换器、汽车显示仪表、动力转向装置及辅助电源连接；接口单元通过RS232接口与维修显示屏连接。辅助电源还分别与维修显示屏、主控制板、接口单元、电空调、汽车显示仪表、动力转向装置及铅酸电池连接，用于在主控制板的控制下，从铅酸电池获取电能，并为与之相连的其它设备提供电能。
参数采集板采集电池的温度、电压、电流等参数，通过控制局域网总线CAN1与主控制板相连。接口单元主要是汇集各单元控制局域网总线通讯信号及操作开关信号，接口单元通过控制局域网总线CAN2与主控制板连接，接受主控制板控制，同时通过控制局域网总线CAN3控制车载充电器，给电池包充电，或者通过控制局域网总线CAN4控制地面充电机对电池包充电，通过控制局域网总线CAN5控制逆变器驱动交流电机，并且根据电池状态给定逆变器调速策略。车载流电器、地面充电机和逆变器互锁，不能同时工作。通过控制局域网总线CAN6控制汽车显示仪表，显示电动汽车的相关参数。通过控制局域网总线CAN7控制直流变换器，根据电池包和铅酸蓄电池的状态，给铅酸蓄电池充电。通过控制局域网总线CAN8控制动力转向装置辅助转向。通过控制局域网总线CAN9控制电空调，以调节车内温度。控制局域网总线CAN的通信信号流是双向的，所有单元的信号上报给接口单元和主控制板后，通过汽车显示仪表，可以在相应仪表界面显示，也可由接口单元通过RS232接口，在维修显示屏上显示。
本实用新型通过电池包中的参数采集板采集电池参数，并根据预先设定在主控制板中的嵌入式控制器，基于蓄电池的模型的拟合控制曲线，自动计算电池包的剩余容量(SOC)，并做出相应的信号显示及相关的单元控制策略。
本实用新型重点实施案例是用于蓄电池包专用于电动环卫车场所的电池保护。
以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种电池管理系统，包括电池包和用电设备，其特征在于，所述电池包内设有参数采集板，用于采集电池参数，所述电池管理系统还包括：
主控制板与所述参数采集板连接，用于接收所述参数采集板采集的电池参数，并发出控制信号；
接口单元，与所述主控制板和各被控制设备连接，用于接收所述主控制板发出的控制信号，根据控制信号的类型转发到相应的被控制设备，还用于接收种被控制设备上报的信息，并将上报的信息转发到所述主控制板。
2.根据权利要求1所述的电池管理系统，其特征在于，所述被控制设备包括车载充电器和/或地面充电机，和电池包相连，用于在所述主控制板的控制下为所述电池包充电。
3.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述被控制设备还包括逆变器，连接所述电池包和交流电机，用于在所述主控制板的控制下将电池包的直流电转换为交流电，为交流电机提供电能。
4.根据权利要求2所述的电池管理系统，其特征在于，所述被控制设备还包括直流变换器，连接所述电池包和铅酸电池，用于在所述主控制板的控制下将电池包输出的电能降压后为铅酸电池充电。
5.根据权利要求4所述的电池管理系统，其特征在于，所述被控制设备还包括电空调，连接所述电池包，用于在所述主控制板的控制下调节温度。
6.根据权利要求5所述的电池管理系统，其特征在于，所述电池管理系统还包括辅助电源，连接所述铅酸电池充电和所述电空调，用于在所述主控制板的控制下为所述电空调提供辅助电能。
7.根据权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述被控制设备还包动力转向装置，与所述辅助电源相连，用于在所述主控制板的控制下提供动力转向功能；所述动力转向装置由所述辅助电源提供电能。
8.根据权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述被控制设备还包汽车显示仪表，与所述辅助电源相连，用于显示所述汽车的相关参数；所述汽车显示仪表由所述辅助电源提供电能。
9.根据权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述被控制设备还包维修显示屏，与所述辅助电源相连，用于显示所述电池包的参数；所述维修显示屏由所述辅助电源提供电能。
10.根据权利要求6所述的电池管理系统，其特征在于，所述辅助电源还与所述主控制板相连，用于为所述主控制板提供电能。
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