CN203896026U - 电动汽车蓄电池组主动均衡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车蓄电池组主动均衡系统，涉及用于蓄电池的充电控制装置技术领域。包括若干个继电器网络板、均衡板、从控控制板和主控板，所述继电器网络板与蓄电池组中的蓄电池电连接；所述从控控制板分别与若干个继电器网络板电连接，并通过SPI接口与均衡板进行电连接；均衡板，用于接收从控控制板下传的命令；主控板，通过总线与从控控制板电连接。本实用新型均衡电流可以达到10A，体积减小约50%，成本降低约60%，能够很好的实现蓄电池组的均衡需求，具有较好的推广和使用前景。

Description

电动汽车蓄电池组主动均衡系统

技术领域

本实用新型涉及用于蓄电池的充电控制装置技术领域，尤其涉及一种电动汽车蓄电池组主动均衡系统。

背景技术

 随着纯电动汽车的发展，电动汽车的电池管理系统的重要性逐渐被人们所认知，电池管理系统的一个重要功能就是电池组的均衡。因为无论何种类型的电池，其单体电压都很小，目前广泛应用的最高的锂离子电池也只有4V多一点。所以现有的动力电池组均为多节电池进行串联，组成一套高压大电流的动力电池组。串联的电池组因为各种原因其电压、容量、内阻等均有微小差异，随着电池组的逐渐老化，这种差异会被放大，以至于影响电池组的寿命和容量。这就需要对有差异的电池单体进行均衡，消除这种差异。现有的均衡方法大致可分为电容，电感，变压器三种载体。其中变压器作为均衡载体时可以实现快速的大电流均衡，均衡效率最高。但是其整体成本也是最高的，而且产品体积较大。不利于安装到电动汽车中。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种电动汽车蓄电池组主动均衡系统，所述系统能够实现对蓄电池组大电流的控制，且具有体积小、成本低的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种电动汽车蓄电池组主动均衡系统，其特征在于：包括若干个继电器网络板、均衡板、从控控制板和主控板，所述继电器网络板与蓄电池组中的蓄电池电连接，用于控制均衡板与电池之间的通断以及从控控制板与电池之间的通断；所述从控控制板分别与若干个继电器网络板电连接，用于采集蓄电池的电压并将采集到的电压通过总线上传至主控板，并通过SPI接口与均衡板进行电连接，用于将主控板下传的命令传送给均衡板；均衡板，用于接收从控控制板下传的命令，并根据该命令对继电器网络板进行控制，实现对蓄电池的均衡处理；主控板，通过总线与从控控制板电连接，用于接收从控控制板采集到的电压信息，并根据该电压信息通过从控控制板控制均衡板对蓄电池做出均衡处理。

进一步优选的技术方案在于：所述从控控制板包括微处理器和电压采集模块，所述微处理器使用飞思卡尔8位单片机MC9S08DZ60，所述电压采集芯片采用LTC6803。

进一步优选的技术方案在于：所述均衡板包括若干个高效率双向多节电池的电池组平衡器LTC3300。

进一步优选的技术方案在于：所述主控板的微处理器使用飞思卡尔16位单片机MC9S12XEQ512。

进一步优选的技术方案在于：所述系统还包括热管理模块，与从控控制板电连接，用于控制根据系统的外部和内部温度对系统进行温度控制。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型均衡电流可以达到10A，体积减小约50%，成本降低约60%，能够很好的实现蓄电池组的均衡需求，具有较好的推广和使用前景。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型中继电器网络板的原理图。

具体实施方式

基于背景技术所述，本实用新型提供了以下技术方案解决现有技术中存在的问题： 

如图1所示公开了一种电动汽车蓄电池组主动均衡系统，包括若干个继电器网络板、均衡板、从控控制板和主控板，所述继电器网络板与蓄电池组中的蓄电池电连接，用于控制均衡板与电池之间的通断以及从控控制板与电池之间的通断；所述从控控制板分别与若干个继电器网络板电连接，用于采集蓄电池的电压并将采集到的电压通过总线上传至主控板，并通过SPI接口与均衡板进行电连接，用于将主控板下传的命令传送给均衡板；均衡板，用于接收从控控制板下传的命令，并根据该命令对继电器网络板进行控制，实现对蓄电池的均衡处理；主控板，通过总线与从控控制板电连接，用于接收从控控制板采集到的电压信息，并根据该电压信息通过从控控制板控制均衡板对蓄电池做出均衡处理；热管理模块，与从控控制板电连接，用于控制根据系统的外部和内部温度对系统进行温度控制。

本实用新型采用了单片机控制及驱动多组继电器网络板进行切换转接，使得多组蓄电池可以共用主动均衡模块进行均衡。首先从控控制板采用飞思卡尔8位单片机MC9S08DZ60作为处理器，使用凌力尔特公司的专业电池电压采集芯片LTC6803进行电压采集，LTC6803采集到电池电压后送入MC9S08DZ60进行数据处理，并把所有数据通过CAN总线上传到主控。

主控板采用飞思卡尔16位单片机MC9S12XEQ512作为处理器。主控板接收到从控控制板发送上来的电池信息后进行处理，分拣出需要均衡的蓄电池，并把相关信息发送给蓄电池所在的从控控制板，从控控制板根据上位机发送来的均衡信息进行均衡。从控控制板通过IO和驱动控制继电器网络板工作，继电器网络板连接电池和均衡板。从控的处理器通过SPI接口与均衡板上的均衡控制芯片LTC3300进行通讯，LTC3300接收到均衡信息后根据从控需要进行均衡。

以上是本申请的核心思想，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，蓄电池组中每12节电池为一个单元，四个12节电池接入两组继电器网络板，每一组继电器网络板上有两组继电器，每一组有十三个，对应12节电池的13条连接线，继电器和电池连线之间有7A的保险。继电器网络板的12V供电由从控控制板提供，同时从控控制板的MC9S08DZ60输出继电器控制信号，控制信号经过驱动芯片驱动继电器，该芯片是美国TI公司的高压大电流达林顿晶体管阵列，电流增益大于1000倍，带负载能力大于500mA，可以提供7路继电器控制，广泛应用于继电器驱动电路。继电器选用车载大功率继电器，该继电器是10A方形1级功率继电器，带普通引线端子，耐脉冲电压4500V以上，线圈工号360mw。如图2所示，继电器驱动并联发光二极管作为指示灯，当继电器接通时，通过指示灯来指示当前状态。

继电器网络板输出后，四个12节电池组的相同位置的单节电池进行并联，此时只要保证同一时间只有一组继电器闭合，就能把闭合继电器对应的一组12节电池连接到均衡板。12节电池连接到均衡板后经过保险连接到变压器的主变，变压器副边连接这一组12节电池的最高端和最低端，电路采用双向反激式变压电路设计，其中变压器有两组线圈配置，可以灵活的配置成1:2和1:1，变压器最大可以承受10A电流。变压器的主边线圈和副边线圈通过MOSFET进行控制，MOSFET的驱动信号由LTC3300来提供，LTC3300是凌力尔特公司针对锂离子动力电池组均衡系统研发的专用均衡芯片，是一款带故障保护的IC，适用于多节电池的电池组进行基于变压器的双向主动均衡。该器件集成了所有相关的栅极驱动电路，高精度电池感测，故障检测电路和一个带内置看门狗定时器的坚固性串行接口。每个LTC3300能利用一个可高达36V的输入共模电压对多达6节串联连接的电池进行均衡。LTC3300通过SPI通讯接收MC9S08DZ60的控制。

在从控控制板上有四个LTC6803，可以针对四组12节锂离子电池进行电压采样。LTC6803是凌力尔特第二代的完整电池检测IC，内置一个12位ADC，一个精准型电压基准，一个高电压输入多路复用器和一个串行接口。每个LTC6803能够测量多达12节串接电池电压，通过串联，可以检测长串串接电池中每一节电池的电压。单片机MC9S08DZ60通过SPI接口与LTC6803进行通讯，读取电压信息。MC9S08DZ60是飞思卡尔公司的8位单片机，40MHzCPU时钟，60KB Flash存储器，4K的RAM，外设支持ADC，MSCAN，SPI，IIC等。从控控制板通过MSCAN接口连接上一级控制器进行通讯。

本实用新型均衡电流可以达到10A，体积减小约50%，成本降低约60%，能够很好的实现蓄电池组的均衡需求，具有较好的推广和使用前景。 

Claims (5)

1.一种电动汽车蓄电池组主动均衡系统，其特征在于：包括若干个继电器网络板、均衡板、从控控制板和主控板，所述继电器网络板与蓄电池组中的蓄电池电连接，用于控制均衡板与电池之间的通断以及从控控制板与电池之间的通断；所述从控控制板分别与若干个继电器网络板电连接，用于采集蓄电池的电压并将采集到的电压通过总线上传至主控板，并通过SPI接口与均衡板进行电连接，用于将主控板下传的命令传送给均衡板；均衡板，用于接收从控控制板下传的命令，并根据该命令对继电器网络板进行控制，实现对蓄电池的均衡处理；主控板，通过总线与从控控制板电连接，用于接收从控控制板采集到的电压信息，并根据该电压信息通过从控控制板控制均衡板对蓄电池做出均衡处理。

2.根据权利要求1所述的电动汽车蓄电池组主动均衡系统，其特征在于：所述从控控制板包括微处理器和电压采集模块，所述微处理器使用飞思卡尔8位单片机MC9S08DZ60，所述电压采集芯片采用LTC6803。

3.根据权利要求1所述的电动汽车蓄电池组主动均衡系统，其特征在于：所述均衡板包括若干个高效率双向多节电池的电池组平衡器LTC3300。

4.根据权利要求1所述的电动汽车蓄电池组主动均衡系统，其特征在于：所述主控板的微处理器使用飞思卡尔16位单片机MC9S12XEQ512。

5.根据权利要求1所述的电动汽车蓄电池组主动均衡系统，其特征在于：所述系统还包括热管理模块，与从控控制板电连接，用于控制根据系统的外部和内部温度对系统进行温度控制。