CN206378574U - 电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统及电动汽车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统及电动汽车，本电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统包括：用于采集单格电池的电压、电流和温度的信号采集单元，所述信号采集单元将采集的电压、电流和温度数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据上述数据判断单个电池状态，且输出相应PWM信号，以控制DC/DC模块对所需均衡的单格电池补充电流；本实用新型可以防止出现过充电现象，从而有效的延长电池的使用寿命；可以精确的监控电池的工作状态，有效的对电池各个状态进行相应的控制和处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及单格铅酸电池的监视和管理，具体涉及一种电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统及电动汽车。
背景技术
蓄电池作为一种性能可靠的化学电源，广泛地运用在交通运输、航空航天、电力、通信、军事工业等部门的设备中。其中铅酸蓄电池以其技术成熟、电动势高、放电电流大、温度范围宽、性能稳定、工作可靠、价格低廉和原材料来源丰富等优势始终保持着在蓄电池行业的主导地位。尤其在电动汽车动力源、工矿电机车动力源、电动机车、汽车起动电源等方面得到更为广泛的应用。为了提高铅酸电池的输出电压和能量，通常采用几个单格铅酸电池串联构成一个单体电池，并且用多个单体电池串联构成电池组来使用。由于各个单格铅酸电池容量和内阻在制造和使用过程中不可避免地存在不一致性，从而引起电池组充放电的不均衡，而充放电的不均衡又进一步扩大了电池之间的不一致性，形成恶性循环，造成电池提前损坏，寿命大大缩短。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统，可以实现准确、快速的检测单格铅酸电池在充放电过程中的电压、电流和温度，并实现每个单格铅酸电池都能充满电而又不出现过充现象。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统，包括：用于采集单格电池的电压、电流和温度的信号采集单元，所述信号采集单元将采集的电压、电流和温度数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据上述数据判断单个电池状态，且输出相应PWM信号，以控制DC/DC模块对所需均衡的单格电池补充电流。
进一步，所述DC/DC模块包括：开关管、与该开关管的集电极相连的原边绕组，该开关管的基极连接PWM信号，以控制原边绕组耦合副边绕组；所述副边绕组的一端与一二极管的阳极相连，该二极管的阴极通过连接的储能电容和负载电阻接回至副边绕组的另一端。
进一步，所述信号采集单元包括：温度采集模块、电流采集模块和电压采集模块；所述处理器模块采用带有两个AD采样端的单片机；所述电流采集模块和电压采集模块将通过电压传感器和电流传感器获得的模拟量经过调理后分别输入至单片机的两AD采样端；以及所述温度采集模块采用数字量温度传感器。
进一步，所述电流采集模块包括：电流滤波及限流保护电路，与该电流滤波及限流保护电路相连的运算放大电路；其中运算放大电路包括：集成运放，该集成运放的同相端通过一电阻接地，其反相端与电流滤波及限流保护电路的输出端相连；所述集成运放的反相端与输出端之间连接一电容，以及与该电容并联的可变电阻器与反馈电阻串联电路。
进一步，所述电压采集模块包括：电压滤波及限流保护电路，与该电压滤波及限流保护电路相连的同相比例运算电路。
又一方面，本是实用新型还提供了一种电动汽车，
所述电动汽车包括所述电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统。
本实用新型的有益效果是，本实用新型可以防止出现过充电现象，从而有效的延长电池的使用寿命；可以精确的监控电池的工作状态，有效的对电池各个状态进行相应的控制和处理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统的原理框图；
图2是本实用新型的DC/DC模块的电路原理图；
图3是本实用新型的电流采集模块的电路原理图；
图4是本实用新型的电压采集模块的电路原理图；
图5是本实用新型的电源模块的电路原理图。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供了一种电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统，包括：用于采集单格电池的电压、电流和温度的信号采集单元，所述信号采集单元将采集的电压、电流和温度数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据上述数据判断单个电池状态，且输出相应PWM信号，以控制DC/DC模块对所需均衡的单格电池补充电流。
如图2所示，进一步，所述DC/DC模块采用反激式DC/DC，且包括：开关管Q、与该开关管Q的集电极相连的原边绕组W1，该开关管Q的基极连接PWM信号，以控制原边绕组W1耦合副边绕组W2；所述副边绕组W2的一端与一二极管D1的阳极相连，该二极管D1的阴极通过连接的储能电容Cf和负载电阻Rld接回至副边绕组W2的另一端。
具体的，所述信号采集单元包括：温度采集模块、电流采集模块和电压采集模块；所述处理器模块采用带有两个AD采样端的单片机；所述电流采集模块和电压采集模块将通过电压传感器和电流传感器获得的模拟量经过调理后分别输入至单片机的两AD采样端；以及所述温度采集模块采用数字量温度传感器。
可选的，所述单片机例如但不限于采用PHILIPS公司的8位单片机P89LPC936作为系统的处理器模块。
如图3所示，所述电流采集模块包括：电流滤波及限流保护电路，与该电流滤波及限流保护电路相连的运算放大电路；其中运算放大电路包括：集成运放，该集成运放的同相端通过一电阻R11接地，其反相端与电流滤波及限流保护电路的输出端相连；所述集成运放的反相端与输出端之间连接一电容C20，以及与该电容C20并联的可变电阻器SR4与反馈电阻R13串联电路。电流采集是将电流信号转换成适当的电压信号，然后经过滤波处理，消除噪声信号后，将信号输给单片机的A/D口，进行电压的测量，再通过测量的电压结果计算电流的大小。其中I_BAT为采集的电流值，Vi为本电流采集模块的输出值。
如图4所示，进一步，所述电压采集模块包括：电压滤波及限流保护电路，与该电压滤波及限流保护电路相连的同相比例运算电路。在本方案中同相比例运算电路设为电压跟随器的形式即放大倍数为1。其中V_BAT为采集的电压值，Vv为本电压采集模块的输出值。
所述集成运放和同相比例运算电路均由LM358实现。
本处理器模块还连接有串口通讯模块，以便于与主机实现多机通讯。
由于电源电压是否稳定对单片机工作的可靠性有很大影响，因此，本电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统通过如图5所示的电源模块电路加大整个电路的抗干扰能力。
实施例2
在实施例1基础上，本实施例2提供了一种电动汽车。
所述电动汽车包括如实施例1所述的电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (6)
1.一种电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统，其特征在于，包括：
用于采集单格电池的电压、电流和温度的信号采集单元，所述信号采集单元将采集的电压、电流和温度数据发送至处理器模块；
所述处理器模块适于根据上述数据判断单个电池状态，且输出相应PWM信号，以控制DC/DC模块对所需均衡的单格电池补充电流。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统，其特征在于，
所述DC/DC模块包括：开关管、与该开关管的集电极相连的原边绕组，该开关管的基极连接PWM信号，以控制原边绕组耦合副边绕组；
所述副边绕组的一端与一二极管的阳极相连，该二极管的阴极通过连接的储能电容和负载电阻接回至副边绕组的另一端。
3.根据权利要求2所述的电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统，其特征在于，
所述信号采集单元包括：温度采集模块、电流采集模块和电压采集模块；
所述处理器模块采用带有两个AD采样端的单片机；
所述电流采集模块和电压采集模块将通过电压传感器和电流传感器获得的模拟量经过调理后分别输入至单片机的两AD采样端；以及
所述温度采集模块采用数字量温度传感器。
4.根据权利要求3所述的电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统，其特征在于，
所述电流采集模块包括：电流滤波及限流保护电路，与该电流滤波及限流保护电路相连的运算放大电路；其中
运算放大电路包括：集成运放，该集成运放的同相端通过一电阻接地，其反相端与电流滤波及限流保护电路的输出端相连；所述集成运放的反相端与输出端之间连接一电容，以及与该电容并联的可变电阻器与反馈电阻串联电路。
5.根据权利要求4所述的电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统，其特征在于，
所述电压采集模块包括：电压滤波及限流保护电路，与该电压滤波及限流保护电路相连的同相比例运算电路。
6.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的电动汽车动力铅酸电池单格监控管理系统。
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