CN204407927U - 一种电动汽车锂电池智能管理系统 - Google Patents

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曾碧能
李建
魏枫
郭艳凤
毛登森
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Abstract

本实用新型提供了一种电动汽车锂电池智能管理系统，包括主控板、高压检测板、电池信息测量板以及与电池信息测量板对应连接的电池组，所述主控板通过内部CAN总线与电池信息测量板、高压检测板通信，接收相应测量信息并经LCD模块显示，所述主控板经第二路CAN总线与整车控制器、充电机相连，将电池信息测量板、高压检测板发送的相关测量信息发送至整车控制器，并实时监控充电器的电压信息，所述电池组由12节单体电池串联组成，且每节电池都设置有一个旁路电阻。采用旁路电阻分流均衡法对每一节电池都接上一个旁路，这种方法的电路是所有均衡方法中最简单的，成本也最低，相对于其他均衡方法，旁路电阻法具有结构简单，算法易于实现等优点，在工程中更容易模块化，系统更稳定。

Description

一种电动汽车锂电池智能管理系统
技术领域
本实用新型属于新能源汽车电池管理系统领域，特别是涉及一种电动汽车锂电池智能管理系统。
背景技术
随着电动汽车的快速发展，它的能量源——动力电池组，成了电动汽车发展的瓶颈，电动汽车的主要部件电池系统属于高压部件，高压电池系统为电动汽车驱动系统提供能量，其设计的好坏直接影响着整车安全性和可靠性。从锂电池的特性来看，电池的高温、低温和过充电、过放电都会影响电池的寿命，而且某些极端条件还会引起电池的起火甚至爆炸，所以在设计电池管理系统的方案中，必须考虑电池的安全和寿命问题，必须涉及电池安全等相关内容，以往的电动汽车系统忽略了电池管理的重要性，通常只是简单的进行过充、过温保护，对于均衡并未提及或者并没有进行实际的设计，因为锂电池的特性是不能过充和欠冲，同时不能忍受高温和低温，所以电池电量均衡在电池管理系统中占有重要地位，相对于其他均衡方法，旁路电阻法具有结构简单，算法易于实现等优点，在工程中更容易模块化，系统更稳定，通过电池均衡算法，将每个单体电池的SOC均衡为相同情况下，就不会导致个体电池的过放电和过充电等现象，这样就会大大增加了电池的寿命，使得电池的使用年限更长，降低使用成本。
实用新型内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种新型电动汽车锂电池智能管理系统，不仅增加了锂电池的安全性，也大大延长了锂电池的寿命。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电动汽车锂电池智能管理系统，包括主控板、高压检测板、电池信息测量板以及与电池信息测量板对应连接的电池组，所述主控板通过内部CAN总线与电池信息测量板、高压检测板通信，接收相应测量信息并经LCD模块显示，所述主控板经第二路CAN总线与整车控制器、充电机相连，将电池信息测量板、高压检测板发送的相关测量信息发送至整车控制器，并实时监控充电器的电压信息，所述电池箱由12节单体电池串联组成，且每节电池都设置有一个旁路电阻。
优选的，所述的主控板采用DSP系统，通过继电器驱动控制高压开关通断。
优选的，所述的高压检测板设置有电流检测模块、电压检测模块、绝缘电阻检测模块以及通信模块，实现电池系统总电压测量、总电流测量，动力母线绝缘阻抗检测以及与主控板CAN通信功能。
优选的，所述的电池信息测量板采用LTC6802监控芯片，实现单体电压采集、温度采集、电池组的被动均衡以及分布式CAN通信，同时设置有风机驱动模块来完成电池组温度控制。
本实用新型采取上述技术方案所带来的有益效果是：本实用新型设计的电动汽车所配套的锂电池管理系统，考虑到电池电量均衡在电池管理系统中占有的重要地位，采用旁路电阻分流均衡法对每一节电池都接上一个旁路，在浮充电阶段，将那些已充满单体的旁路接通以进行分流，这种方法的电路是所有均衡方法中最简单的，成本也最低，相对于其他均衡方法，旁路电阻法具有结构简单，算法易于实现等优点，在工程中更容易模块化，系统更稳定；在电池信息测量板同时设定有温度控制模块，相比之前的采集装置，具有优越性。
附图说明
图1为本实用新型电动汽车锂电池智能管理系统的结构框图
图2为旁路电阻分流均衡法的图示
图3为主控板的功能框图
图4为高压检测板的功能框图
图5为电池信息测量板的功能框图
五、具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
本实施例提出的电动汽车锂电池智能管理系统，其结构如图1所示，包括一主控板、一高压检测板、2个电池信息测量板以及与电池信息测量板对应连接的电池组，主控板外设有两个CAN通信接口，经CAN总线与电池信息测量板、高压检测板通信，接收相应测量信息并经LCD模块显示，经第二路CAN总线与整车控制器、充电机相连，将电池信息测量板、高压检测板发送的相关测量信息发送至整车控制器，并实时监控充电器的电压信息，与电池信息测量板对应连接的电池组由12节单体电池串联组成，且每节电池都设置有一个旁路电阻。
如图2所示，每一节电池都设置有一个旁路电阻。在浮充电阶段，将那些已充满单体的旁路接通以进行分流，称为旁路电阻分流均衡法。
工作流程：当系统在进行充电的过程中，需要对单体电压进行检测，当充电系统进入微充状态时，如发现某个电池的电压过高，则开启旁路电阻使得对该电池的充电作用为无功，则该系统对该高压电池进行均衡，使得电池组的电压得到了均衡。
约束方程：
假设电池组平均电压为：Ua
单体电池电压为：U1，U2，...，Un
判决门限为：Up
控制开关：K1，K2，...，Kn
当U1-Ua＞Up时，则K1＝1为开启；
当Un-Ua＞Up时，则Kn-1为开启；
其他为关断。
本实施例对各部分的介绍如下：
主控板BCU(Battery Control Unit)，结构如图3所示，主要通过内部CAN总线与电池信息测量板、高压检测板通信，接收相应测量信息，控制直流接触器通断，实现电池剩余电量等状态估计、充放电管理、均衡管理、热管理、安全管理(故障的在线检测及诊断)、与整车及充电机实时通信、数据信息的存储、处理及显示等功能。
高压检测板HMU(High Voltage Measurement Unit)，结构如图4所示，主要实现电池系统总电压测量、总电流测量，动力母线绝缘阻抗检测以及与主控板CAN通信功能。
电池信息测量板BMU(Battery Measurement Unit)，结构如图5所示，主要实现单体电池电压测量、温度检测、单体电池均衡实现、风扇驱动以及与主控板CAN通信功能。
本实用新型的具体构成为：将串联的电池组进行分组，每组电池由一个电池信息测量板来进行单体信息的采集和处理，由一个主控板实现上层充放电管理、均衡管理、温度管理、状态估计、安全管理等功能，所述的锂电池智能管理系统一般将电池信息测量板与电池组集成在电池箱中，主控板与直流接触器、大电流熔断器等集成在一起构成高压箱，电池组分箱串联，电池箱与高压箱之间通过内部CAN总线进行数据交互。

Claims (5)

1.一种电动汽车锂电池智能管理系统，其特征在于：包括主控板、高压检测板、电池信息测量板以及与电池信息测量板对应连接的电池组，所述主控板通过内部CAN总线与电池信息测量板、高压检测板通信，接收相应测量信息并经LCD模块显示，所述主控板经第二路CAN总线与整车控制器、充电机相连，将电池信息测量板、高压检测板发送的相关测量信息发送至整车控制器，并实时监控充电器的电压信息，所述电池组由12节单体电池串联组成，且每节电池都设置有一个旁路电阻。
2.根据权利要求1所述的电动汽车锂电池智能管理系统，其特征在于：所述的主控板采用DSP系统，通过继电器驱动控制高压开关通断。
3.根据权利要求1所述的电动汽车锂电池智能管理系统，其特征在于：所述的高压检测板设置有电流检测模块、电压检测模块、绝缘电阻检测模块以及通信模块，实现电池系统总电压测量、总电流测量，动力母线绝缘阻抗检测以及与主控板CAN通信功能。
4.根据权利要求1所述的电动汽车锂电池智能管理系统，其特征在于：所述的电池信息测量板采用LTC6802监控芯片，实现单体电压采集、温度采集、电池组的被动均衡以及分布式CAN通信。
5.根据权利要求1所述的电动汽车锂电池智能管理系统，其特征在于：所述的电池信息测量板设置有风机驱动模块来完成电池组温度控制。
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