CN203951227U - 一种带有主被动均衡功能的电池管理控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，所述电池管理控制装置设于电动汽车上，电池管理控制装置分别与电动汽车的充放电管理芯片、蓄电池、动力电池和BCU电连接；所述电池管理控制装置包括开关阵列、隔离CAN电路、隔离模块电路、运放电路、MCU和译码器电路；所述蓄电池通过隔离模块电路与MCU电连接；BCU通过隔离CAN电路与MCU电连接；MCU、译码器电路、开关阵列和动力电池依次电连接，MCU、运放电路和开关阵列依次电连接，充放电管理芯片分别与开关阵列和MCU电连接。本实用新型具有结构简单，成本低，体积小，易实现量产的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池充放电管理技术领域，尤其是涉及一种适用于电动汽车并且结构简单，成本低，体积小，易实现量产的带有主被动均衡功能的电池管理控制装置。
背景技术
电动车主要以锂电池为动力驱动来源，然而锂电池大量生产时品质不易掌握，电池芯出厂时电量即存在微小差异，且随着操作环境、老化等因素，电池间的不一致性愈趋明显，电池效率、寿命也变差，再加上过充或过放等情况，严重时可能导致电池起火燃烧。因此，通常采用电池管理系统(BMS)测量电池组使用状况，保护电池不至于过度充放电，平衡电池组中每颗电池的电量，以及分析计算电池组的电量并转换为续航力信息，确保动力电池可安全运作。
但是，通常的电池管理系统存在只有被动均衡功能，当电池电压不一致时，只能通过均衡电阻放电消耗电量，使电池电压变得一致的缺点；并且被动均衡会造成电量的浪费。
中国专利授权公开号：CN202817797U，授权公开日2012年4月2日，公开了一种电能转移式电池均衡器，包括电压差异检测控制电路、方波发生与驱动电路、执行电路和均衡指示电路等功能电路；主要换能器件为电感L24、场效应管922～923、二极管D18～D19，实时检测相邻电池B25～B26的电压差，并根据电压差的情况开启或关闭均衡执行电路，将电压高的电池电能转移到电压低的电池。该实用新型的不足之处是，电路复杂，成本高，体积大。
发明内容
本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中的电池管理系统的只有被动均衡功能以及电能转移式电池均衡器的电路复杂，成本高，体积大的不足，提供了一种适用于电动汽车并且结构简单，成本低，体积小，易实现量产的带有主被动均衡功能的电池管理控制装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，所述电池管理控制装置设于电动汽车上，电池管理控制装置分别与电动汽车的充放电管理芯片、蓄电池、动力电池和BCU电连接；所述电池管理控制装置包括开关阵列、隔离CAN电路、隔离模块电路、运放电路、MCU和译码器电路；所述蓄电池通过隔离模块电路与MCU电连接；BCU通过隔离CAN电路与MCU电连接；MCU、译码器电路、开关阵列和动力电池依次电连接，MCU、运放电路和开关阵列依次电连接，充放电管理芯片分别与开关阵列和MCU电连接。
本实用新型中的MCU与动力电池电连接，BCU与蓄电池电连接，电动汽车要求动力电池与蓄电池之间隔离，因此隔离CAN电路起到隔离BCU与MCU的作用。隔离模块电路用于隔离蓄电池与动力电池。
译码器电路具有防错功能和节约MCU资源的功能，在同一时间，译码器电路的RDC1～RDC24中只有一个引脚输出高电平，保证了开关阵列同时只接入一串电池，可避免电池间发生短路；CELL_SEL_0～CELL_SEL_4五线输入，RDC1～RDC2424线输出，节约了MCU的资源。
本实用新型的工作过程如下：蓄电池通过隔离模块电路对MCU供电；MCU通过开关阵列和运放电路监控动力电池的电压信息，并把电池电压信息通过隔离CAN电路发送给BCU；BCU根据电池电压信息把某串电池的充电或放电指令通过隔离CAN电路发送给MCU，然后MCU通过译码器电路控制开关阵列切换连通此串电池，然后MCU通过充放电管理芯片对此串电池进行充电或放电。
本实用新型包括主动均衡(也称无损均衡)和被动均衡，主动均衡的作用为：电池电压高的电量转移到电池电压低的电池中，降低使用成本，有效延长动力电池寿命；
被动均衡的作用为：对于电池电压已经超过极限电压的情况，通过被动均衡把电池电压降低，保证电池安全。
因此，本实用新型具有结构简单，成本低，体积小，有效延长动力电池寿命，安全性好，易实现量产的优点。
作为优选，所述隔离模块电路包括PWE2412D-6W芯片、电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C39、C40和C41，电阻R8和R9，二极管D3和D4；所述PWE2412D-6W芯片的第22和23引脚均与C9、C10、C11和C39的一端电连接，PWE2412D-6W芯片的第2引脚、3引脚、C9、C10、C11和C39的另一端均接地；PWE2412D-6W芯片的第9引脚和16引脚均与C12、C15、C16、C40、C13、C14、C17和C41一端电连接；C12、C15、C16和C40另一端均与PWE2412D-6W芯片的第14引脚和R8的一端电连接，C13、C14、C17和C41另一端均与PWE2412D-6W芯片的第11引脚和D4的负极电连接；R8另一端与D5正极电连接，D5负极通过R9与D4正极电连接，PWE2412D-6W芯片的第16引脚与MCU电连接。
作为优选，所述隔离CAN电路包括ISO7221A芯片和TJA1042T芯片；ISO7221A芯片的第2引脚与TJA1042T芯片的第1引脚电连接，ISO7221A芯片的第3引脚与TJA1042T芯片的第4引脚电连接；ISO7221A芯片与MCU电连接，TJA1042T与BCU电连接。
作为优选，所述运放电路包括358放大器U11、电阻R14、R15、R16、R17、R18和R19，电容C34、C35和C36；R19一端与U11的第6引脚电连接，R19另一端与C36一端电连接，R17一端与U11的第2引脚电连接，R14一端与U11的第3引脚电连接，R15和C34一端均与U11的V+引脚电连接，R16与U11的RCF引脚电连接，R18和C35的一端均与U11的V-引脚电连接；C34、R16、C35和C36另一端均与隔离模块电路电连接。
作为优选，所述译码器电路包括若干个相互电连接的74HCT238D芯片。
作为优选，开关阵列包括10至30个相互并联的继电器。
因此，本实用新型具有如下有益效果：(1)结构简单，成本低，体积小；(2)有效延长动力电池寿命，安全性好，易实现量产。
附图说明
图1是本实用新型的一种原理图；
图2是本实用新型的隔离模块电路的一种电路图；
图3是本实用新型的隔离CAN电路的一种电路图；
图4是本实用新型的运放电路的一种电路图；
图5是本实用新型的译码器电路的一种电路图。
图中：充放电管理芯片1、蓄电池2、动力电池3、MCU4、BCU5、开关阵列6、隔离CAN电路7、隔离模块电路8、运放电路9、译码器电路10。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
如图1所示的实施例是一种带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，电池管理控制装置设于电动汽车上，电池管理控制装置分别与电动汽车的充放电管理芯片1、蓄电池2、动力电池3和BCU5电连接；电池管理控制装置包括开关阵列6、隔离CAN电路7、隔离模块电路8、运放电路9、MCU4和译码器电路10；蓄电池通过隔离模块电路与MCU电连接；BCU通过隔离CAN电路与MCU电连接；MCU、译码器电路、开关阵列和动力电池依次电连接，MCU、运放电路和开关阵列依次电连接，充放电管理芯片分别与开关阵列和MCU电连接。
如图2所示，隔离模块电路包括PWE2412D-6W芯片、电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C39、C40和C41，电阻R8和R9，二极管D3和D4；所述PWE2412D-6W芯片的第22和23引脚均与C9、C10、C11和C39的一端电连接，PWE2412D-6W芯片的第2引脚、3引脚、C9、C10、C11和C39的另一端均接地；PWE2412D-6W芯片的第9引脚和16引脚均与C12、C15、C16、C40、C13、C14、C17和C41一端电连接；C12、C15、C16和C40另一端均与PWE2412D-6W芯片的第14引脚和R8的一端电连接，C13、C14、C17和C41另一端均与PWE2412D-6W芯片的第11引脚和D4的负极电连接；R8另一端与D5正极电连接，D5负极通过R9与D4正极电连接，PWE2412D-6W芯片的第16引脚与MCU电连接。
如图3所示，隔离CAN电路包括ISO7221A芯片和TJA1042T芯片；ISO7221A芯片的第2引脚与TJA1042T芯片的第1引脚电连接，ISO7221A芯片的第3引脚与TJA1042T芯片的第4引脚电连接；ISO7221A芯片与MCU电连接，TJA1042T与BCU电连接。
如图4所示，运放电路包括358放大器U11、电阻R14、R15、R16、R17、R18和R19，电容C34、C35和C36；R19一端与U11的第6引脚电连接，R19另一端与C36一端电连接，R17一端与U11的第2引脚电连接，R14一端与U11的第3引脚电连接，R15和C34一端均与U11的V+引脚电连接，R16与U11的RCF引脚电连接，R18和C35的一端均与U11的V-引脚电连接；C34、R16、C35和C36另一端均与隔离模块电路电连接。
如图5所示，译码器电路包括若干个相互电连接的74HCT238D芯片。开关阵列包括28个相互并联的继电器。
本实用新型的工作过程如下：蓄电池通过隔离模块电路对MCU供电；MCU通过开关阵列和运放电路监控动力电池的电压信息，并把电池电压信息通过隔离CAN电路发送给BCU；BCU根据电池电压信息把第2串电池的充电或放电指令通过隔离CAN电路发送给MCU，然后MCU通过译码器电路控制开关阵列切换连通此串电池，然后MCU通过充放电管理芯片对此串电池进行充电或放电。
应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (6)
1.一种带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，所述电池管理控制装置设于电动汽车上，电池管理控制装置分别与电动汽车的充放电管理芯片(1)、蓄电池(2)、动力电池(3)、MCU(4)和LECU(5)电连接；其特征是，所述电池管理控制装置包括开关阵列(6)、隔离CAN电路(7)、隔离模块电路(8)、运放电路(9)和译码器电路(10)；所述蓄电池通过隔离模块电路与MCU电连接；LECU通过隔离CAN电路与MCU电连接；MCU、译码器电路、开关阵列和动力电池依次电连接，MCU、运放电路和开关阵列依次电连接，充放电管理芯片分别与开关阵列和MCU电连接。
2.根据权利要求1所述的带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，其特征是，所述隔离模块电路包括PWE2412D-6W芯片、电容C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C39、C40和C41，电阻R8和R9，二极管D3和D4；所述PWE2412D-6W芯片的第22和23引脚均与C9、C10、C11和C39的一端电连接，PWE2412D-6W芯片的第2引脚、3引脚、C9、C10、C11和C39的另一端均接地；PWE2412D-6W芯片的第9引脚和16引脚均与C12、C15、C16、C40、C13、C14、C17和C41一端电连接；C12、C15、C16和C40另一端均与PWE2412D-6W芯片的第14引脚和R8的一端电连接，C13、C14、C17和C41另一端均与PWE2412D-6W芯片的第11引脚和D4的负极电连接；R8另一端与D5正极电连接，D5负极通过R9与D4正极电连接，PWE2412D-6W芯片的第16引脚与MCU电连接。
3.根据权利要求1所述的带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，其特征是，所述隔离CAN电路包括ISO7221A芯片和TJA1042T芯片；ISO7221A芯片的第2引脚与TJA1042T芯片的第1引脚电连接，ISO7221A芯片的第3引脚与TJA1042T芯片的第4引脚电连接；ISO7221A芯片与MCU电连接，TJA1042T与LECU电连接。
4.根据权利要求1所述的带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，其特征是，所述运放电路包括358放大器U11、电阻R14、R15、R16、R17、R18和R19，电容C34、C35和C36；R19一端与U11的第6引脚电连接，R19另一端与C36一端电连接，R17一端与U11的第2引脚电连接，R14一端与U11的第3引脚电连接，R15和C34一端均与U11的V+引脚电连接，R16与U11的RCF引脚电连接，R18和C35的一端均与U11的V-引脚电连接；C34、R16、C35和C36另一端均与隔离模块电路电连接。
5.根据权利要求1所述的带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，其特征是，所述译码器电路包括若干个相互电连接的74HCT238D芯片。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的带有主被动均衡功能的电池管理控制装置，其特征是，开关阵列包括10至30个相互并联的继电器。
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Owner name: WANXIANG A123 SYSTEMS CO., LTD. Free format text: FORMER NAME: ZHEJIANG WANXIANG YINENG POWER BATTERY CO., LTD. |
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