CN202424203U - 一种轻型电动车锂电池管理装置 - Google Patents

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梁昌明
关志远
王燎原
周伟森
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Guangzhou Mingmei new energy Co., Ltd
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GUANGZHOU MINGMEI ELECTRONICS CO Ltd
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Abstract

一种轻型电动车锂电池管理装置，包括电池接口模块、保护与平衡模块、智能监控模块、通用数据接口模块、充放电接口PACK+和充放电接口PACK-；电池接口模块的数据输出端口OUTPUT与保护与平衡模块的数据采集端口CELL联接，电池接口模块分别与充放电接口PACK+和充放电接口PACK-联接，电池接口模块与充放电接口PACK-之间串联有场效应管开关电路；保护与平衡模块与智能监控模块联接，保护与平衡模块的输入端口P+与充放电接口PACK+联通；智能监控模块的输出端口I/O3与通用数据接口模块联接。本实用新型适用在高电压、大电流的锂电池组，独立监控每个锂电池单元的电压、电流和温度的优点。

Description

一种轻型电动车锂电池管理装置
技术领域
本实用新型涉及一种电池管理装置，特别是一种轻型电动车锂电池管理装置。
背景技术
目前，国内电动车普遍采用单电芯容量高达50-100Ah以上的铁锂动力电池进行并、串联，从而形成动力电池包的方式为车辆供电。而铁锂动力电池均设置有专用的锂电池组的保护电路(电池管理装置)。关于锂电池组的保护电路，目前市场上已经含有电压、电流和温度的监控功能，也能及时做出一级和二级保护，但是现在大部分应用都在于小电压，小电流应用，并没有用在多串多并多倍率充放电的动力电池组上。而电动车是使用电池组，所以目前市场上现有的保护电路难以满足电动车所使用电池组的需求。
综上所述，目前需要针对高电压、大电流的锂电池组使用的锂电池组的保护电路，有效监控锂电池组中每个锂电池单元的电压、电流和温度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于目前所使用的锂电池组的保护电路存在应用领域小、不能对每个锂电池单元进行独立检测其电压、电流和温度的缺点，重新设计一种电动汽车用聚合物电芯动力电池组封装结构。
本实用新型通过以下技术方案实现上述目的：
针对现有锂电池组的保护电路存在的缺点，重新设计一种轻型电动车锂电池管理装置，包括电池接口模块、保护与平衡模块、智能监控模块、通用数据接口模块、充放电接口PACK+和充放电接口PACK-；电池接口模块的数据输出端口OUTPUT与保护与平衡模块的数据采集端口CELL联接，电池接口模块分别与充放电接口PACK+和充放电接口PACK-联接，电池接口模块与充放电接口PACK-之间串联有一个场效应管开关电路，场效应管开关电路的控制端与保护与平衡模块联接；保护与平衡模块的通信端口I/O1与智能监控模块的通信端口I/O2联接，保护与平衡模块的输入端口P+与充放电接口PACK+联通；智能监控模块的输出端口I/O3与通用数据接口模块联接；智能监控模块的电源端口VDD和电源端口VSS分别与充放电接口PACK+/PACK-联接。本装置通过电池接口模块与锂电池组的每个电芯模组连接。通过数据通信线和数据计算，智能监控模块从保护与平衡模块中取得电芯模组的电压、电流和温度T信息。并且可以准确判断电流方向。可以做完成多方面的的温度监控，实行二次保护监控。
所述的保护与平衡模块包括输入电路模块、一个或一个以上的保护模块、输出电路模块和两个或两个以上的平衡模块；输入电路模块、保护模块和输出电路模块依次串联，保护模块分别与平衡模块联接；所述的平衡模块分别与电池接口模块联接。
所述输入电路模块DC-DC的模块。保护与平衡模块的供电通过DC-DC的模块直流电压转换部分。通过DC-DC的模块，把高电压调低，直至能提供一个稳定清洁的低压电源。
所述的保护与平衡模块包括输入电路模块、三个保护模块、输出电路模块和十二个平衡模块；输入电路模块、三个保护模块和输出电路模块依次串联，每个保护模块分别与四个平衡模块联接。
所述的场效应管开关电路由一个检流电阻器R、场效应管Q1和场效应管Q2串联而成，检流电阻器R与场效应管Q1的源极联接，场效应管Q1的漏极与场效应管Q2的漏极相联接；保护与平衡模块的端口B-和端口CS联接于保护电阻R的两端，保护与平衡模块的端口DO与Q1的栅极联接，保护与平衡模块的端口CO与Q2的栅极联接。
保护与平衡模块直接通过电池接口模块跟每个电芯电芯模组联接，并且每个电芯两端都有数据采集线和平衡电路。保护和平衡模块负责采集和计算处理电芯模组的温度和电压。并由保护与平衡模块中进行保护与平衡判断，通过控制场效应管Q1和场效应管Q2实行电路的开合，从而达到保护的效果。保护与平衡模块的保护是通过硬件模式完成，在出厂前已经固化好本身的程序，可以在市场上选择多家方案供应商，是等同于单电芯的简单升级板。
保护与平衡模块对电芯模组的电流计算是通过检流电阻器R两端的电压监控和计算并取得相关数据，如果电压、电流和温度出现任何异常值，偏离设定好的保护设定值，保护与平衡模块马上启动保护功能。
保护与平衡模块在充电过程中进行被动平衡，通过对电芯电压V的监控，到平衡电压V1值额时候，在平衡模块中开启引流旁路，把电流通过引流电阻耗费掉，从而实现所有电芯在V1的值下实现一致与平衡。
设置通用数据接口模块的目的是将电芯模组的工作状态(电压、电流、温度等信息)输出到显示设备上，方便实时查看电芯模组的工作情况，方便日常维护和检修。
本实用新型能应用在高电压、大电流的锂电池组使用，有效独立监控锂电池组中每个锂电池单元的电压、电流和温度，能直观地通过显示设备了解电池组的工作状态和故障信息。平衡与保护模块是纯硬件方案，能保证保护电路能及时有效发挥作用。智能监控模块是针对电池的电流监控，电池监控系统，能准确地提供电池信息，和实行安全保护。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的电路模块示意图；
图2为本实用新型实施例一的保护与平衡模块的电路模块示意图。
具体实施方式
实施例一：如图1、2所示，本实施例包括电池接口模块、保护与平衡模块、智能监控模块、通用数据接口模块、充放电接口PACK+、充放电接口PACK-；电池接口模块的数据输出端口OUTPUT与保护与平衡模块的数据采集端口CELL联接，电池接口模块分别与充放电接口PACK+和充放电接口PACK-联接，电池接口模块与充放电接口PACK-之间串联有一个场效应管开关电路，场效应管开关电路的控制端与保护与平衡模块联接。
如图1所示，所述的场效应管开关电路由一个检流电阻器R、场效应管Q1和场效应管Q2串联而成，检流电阻器R与场效应管Q1的源极联接，场效应管Q1的漏极与场效应管Q2的漏极相联接；保护与平衡模块的端口B-和端口CS联接于保护电阻R的两端，保护与平衡模块的端口DO与Q1的栅极联接，保护与平衡模块的端口CO与Q2的栅极联接。
如图2所示，所述的保护与平衡模块包括输入电路模块、三个保护模块、输出电路模块和十二个平衡模块；输入电路模块、三个保护模块和输出电路模块依次串联，每个保护模块分别与四个平衡模块联接。所述的平衡模块分别与电池接口模块联接。所述输入电路模块DC-DC的模块。
如图1、2所示，保护与平衡模块的通信端口I/O1与智能监控模块的通信端口I/O2联接，保护与平衡模块的输入端口P+与充放电接口PACK+联通；智能监控模块的输出端口I/O3与通用数据接口模块联接；智能监控模块的电源端口VDD和电源端口VSS分别与充放电接口PACK+/PACK-联接。

Claims (5)

1.一种轻型电动车锂电池管理装置，其特征在于包括电池接口模块、保护与平衡模块、智能监控模块、通用数据接口模块、充放电接口PACK+和充放电接口PACK-；电池接口模块的数据输出端口OUTPUT与保护与平衡模块的数据采集端口CELL联接，电池接口模块分别与充放电接口PACK+和充放电接口PACK-联接，电池接口模块与充放电接口PACK-之间串联有一个场效应管开关电路，场效应管开关电路的控制端与保护与平衡模块联接；保护与平衡模块的通信端口I/O1与智能监控模块的通信端口I/O2联接，保护与平衡模块的输入端口P+与充放电接口PACK+联通；智能监控模块的输出端口I/O3与通用数据接口模块联接；智能监控模块的电源端口VDD和电源端口VSS分别与充放电接口PACK+/PACK-联接。
2.根据权利要求1所述的轻型电动车锂电池管理装置，其特征在于所述的保护与平衡模块包括输入电路模块、一个或一个以上的保护模块、输出电路模块和两个或两个以上的平衡模块；输入电路模块、保护模块和输出电路模块依次串联，平衡模块分别与保护模块联接；所述的平衡模块分别与电池接口模块联接。
3.根据权利要求2所述的轻型电动车锂电池管理装置，其特征在于所述的保护与平衡模块包括输入电路模块、三个保护模块、输出电路模块和十二个平衡模块；输入电路模块、三个保护模块和输出电路模块依次串联，每个保护模块分别与四个平衡模块联接。
4.根据权利要求3所述的轻型电动车锂电池管理装置，其特征在于所述输入电路模块DC-DC的模块。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的轻型电动车锂电池管理装置，其特征在于所述的场效应管开关电路由一个检流电阻器R、场效应管Q1和场效应管Q2串联而成，检流电阻器R与场效应管Q1的源极联接，场效应管Q1的漏极与场效应管Q2的漏极相联接；保护与平衡模块的端口B-和端口CS联接于保护电阻R的两端，保护与平衡模块的端口DO与Q1的栅极联接，保护与平衡模块的端口CO与Q2的栅极联接。
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