CN206900191U - 一种电动汽车电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电动汽车电池管理系统，采用主从分布式结构，包括一个电池管理系统(BMS)主模块和多个从控模块，所述多个从控模块分别对电动汽车的动力电池组进行分组管理，从控模块分别对动力电池组的动力电池进行电压、电流和温度进行监测并采集，通过CAN总线反馈给主模块，模块还分别通过CAN线路与整车控制系统；本实用新型的电池管理系统采用主从分布式管理，接线灵活、扩增方便，能够根据电池数量灵活配置；能够完成对电池状态信息采集、电池荷电SOC估算、电池安全和状态判断及故障报警的任务，通过主机和从机模块间相互配合高效地实现对众多数量电池的管理，发挥整个动力电池组的工作潜能，实现电动汽车的长距离续航。
Description
技术领域
本实用新型涉及BMS领域，特别涉及一种电动汽车电池管理系统。
背景技术
电动汽车动力电池组由数百节单体电池通过串并联方式组合而成，总电压高达几百伏，充电电流达几百安，成本昂贵，设法提高动力电池的使用安全性和循环充电寿命具有重要价值。此外，电池在充放电过程中的电压、电流和温度要保持在合理范围之内，并避免过充和过放，对于保证电池的安全和寿命十分重要。一旦电池出现一定程度的过充或过放等不合理操作，将会对电池的使用寿命带来严重影响，极易引发安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种能够对电动汽车的动力电池的电压、电流和温度进行精密监控且能够根据监控数据进行相应判断并做出相应措施的电池管理系统，所述电动汽车电池管理系统的技术方案是这样实现的：
一种电动汽车电池管理系统，采用主从分布式结构，包括一个BMS主模块和多个BMS从控模块，所述BMS主模块通过CAN总线与所述多个BMS从控模块连通，所述多个BMS从控模块分别对电动汽车的动力电池组进行分组管理，所述BMS从控模块分别对动力电池组的动力电池进行电压、电流和温度进行监测并采集，通过CAN总线反馈给BMS主模块，所述BMS主模块还分别通过 CAN线路与整车控制系统、充电机连通，通过串口与显示系统及其他终端相连，所述BMS主模块还设有电池保护输出接口以及USB接口，所述电池保护输出接口与动力电池组相连。
进一步的，所述BMS主模块采用XMC4500单片机作为CPU，所述BMS 从控模块采用半导体MC9S08DZ60作为CPU。
进一步的，所述电池管理系统还包括电源模块，所述电源模块为整个电池管理系统提供电源。
进一步的，所述BMS主模块和BMS从控模块还包括AD转换器。
进一步的，所述BMS主模块是整个电池管理系统的中央处理单元，通过 CAN总线与其他控制中心相互通信，实现对状态和信息数据的分析、处理并发出控制命令，从而实现对整个电池组的有效管理。
进一步的，所述BMS主模块的主要功能包括系统自我检测、电池组信息采集、电池容量SOC估算、通信功能、安全保护及警报功能、电池状态判断功能、数据记录功能以及系统参数设置功能。
进一步的，所述BMS从控模块是从机模块，完成对单体电池状态数据采集、执行被动均衡以及电池箱温度控制。
进一步的，所述BMS从控模块主要功能包括单体电池电压采集、电池箱温度采集、电池箱热管理功能、电池均衡功能、电池状态判断功能和通讯功能。
本实用新型的电池管理系统采用主从分布式管理，具有接线灵活、扩增方便的特点，能够根据电池数量灵活配置；针对不同的工作情况而具备不尽相同的功能，能够完成对电池状态信息采集、电池荷电SOC估算、电池安全和状态判断及故障报警等任务，通过主机和从机模块间相互配合高效地实现对众多数量电池的管理，发挥整个动力电池组的工作潜能，实现电动汽车的长距离续航。
附图说明
图1为本实用新型电池管理系统的结构示意图；
图2为本实用新型电池管理系统主机模块结构框图；
图3为本实用新型电池管理系统从机模块结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1～3所示，一种电动汽车电池管理系统，采用主从分布式结构，包括一个BMS主模块和多个BMS从控模块，所述BMS主模块通过CAN总线与所述多个BMS从控模块连通，所述多个BMS从控模块分别对电动汽车的动力电池组进行分组管理，所述BMS从控模块分别对动力电池组的动力电池进行电压、电流和温度进行监测并采集，通过CAN总线反馈给BMS主模块，所述BMS 主模块还分别通过CAN线路与整车控制系统、充电机连通，通过串口与显示系统及其他终端相连，所述BMS主模块还设有电池保护输出接口以及USB接口，所述电池保护输出接口与动力电池组相连。
具体实施时，所述BMS主模块采用XMC4500单片机作为CPU，所述BMS 从控模块采用半导体MC9S08DZ60作为CPU。
具体实施时，所述电池管理系统还包括电源模块，所述电源模块为整个电池管理系统提供电源。
具体实施时，所述BMS主模块和BMS从控模块还包括AD转换器。
具体实施时，所述BMS主模块是整个电池管理系统的中央处理单元，通过 CAN总线与其他控制中心相互通信，实现对状态和信息数据的分析、处理并发出控制命令，从而实现对整个电池组的有效管理。
具体实施时，所述BMS主模块的主要功能包括系统自我检测、电池组信息采集、电池容量SOC估算、通信功能、安全保护及警报功能、电池状态判断功能、数据记录功能以及系统参数设置功能。
进一步的，所述系统自我检测系统完成商店或进行初始化后执行系统自检功能，主要是对CPU及模块的检测，如果系统正常，则进入正常工作状态，如果系统异常，通过CAN总线发送异常状态，并可根据故障级别而做出不同警示。
进一步的，所述电池组信息采集是完成对电池组总电压和总电流、温度数据的采集。
进一步的，所述电池容量SOC估算，是在电池在整个充放电过程中，电池管理系统主机模块能实时在线监测电池组容量，对电池剩余容量进行估算，并可根据实际情况做出合适校正。
进一步的，所述通信功能即是利用汽车CAN总线实现与整车控制器、充电机以及各从机模块的通信，通过CAN总线收发命令和信息。
进一步的，所述安全保护及警报功能，是在整车运行时，电池组中每节电池的电压、电流和温度都设定了工作运行区间，当出现过流、过压或温度过高以及单体电池电压不平衡情况时，系统能够做出保护响应，如加大风扇散热降温、对过大的充放电电流做出限制，必要时进行切断，同时可通过CAN总线通知整车控制器故障信息和动作状态。
进一步的，所述电池状态判断功能即可根据所记录的历史数据及充放电次数判断当前电池的健康状态和衰减程度。
进一步的，所述数据记录功能即可记录系统的历史信息，包括历史充放电次数和充放电总量、历史故障信息及报警记录等，此外可以根据历史数据和环境因素对当前估算的SOC进行修正。
进一步的，所述系统参数设置功能，即可以对系统电池SOC和SOH、电池保护电压和保护电流、从机模块数量、从机模块单体电池数量、电池箱温度区间及故障状态等级多个系统参数进行设置。
具体实施时，所述BMS从控模块是从机模块，完成对单体电池状态数据采集、执行被动均衡以及电池箱温度控制。
具体实施时，所述BMS从控模块主要功能包括单体电池电压采集、电池箱温度采集、电池箱热管理功能、电池均衡功能、电池状态判断功能和通讯功能。
进一步的，所述单体电池电压采集能够对单体电池的电流电压进行高精度的采集。
进一步的，所述电池箱温度采集功能能够通过热敏电阻和芯片模数转换模块实时采集电池箱温度。
进一步的，所述电池箱管理功能即当温度对动力电池的内阻产生影响，从而使得电池对于温度敏感，其可以自行判断或接受主机模块命令对电池箱温度进行散热或加热。
进一度的，所述电池均衡功能即自行判定或根据主机模块要求，在充放电过程中对电压过高的单体电池执行被动均衡功能。
进一步的，所述电池状态判断功能即根据采集的电池电压对电池状态进行判断，包括过充和过放，并发出警报。
进一步的，所述通讯功能即通过CAN总线实现与主机模块的数据传递。
本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示而作出不背离本实用新型实质的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围不限于实施例所揭示的内容，也包括各种不背离本实用新型实质的替换及修饰。
Claims (8)
1.一种电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述电池管理系统采用主从分布式结构，包括一个BMS主模块和多个BMS从控模块，所述BMS主模块通过CAN总线与所述多个BMS从控模块连通，所述多个BMS从控模块分别对电动汽车的动力电池组进行分组管理，所述BMS从控模块分别对动力电池组的动力电池进行电压、电流和温度进行监测并采集，通过CAN总线反馈给BMS主模块，所述BMS主模块还分别通过CAN线路与整车控制系统、充电机连通，通过串口与显示系统及其他终端相连，所述BMS主模块还设有电池保护输出接口以及USB接口，所述电池保护输出接口与动力电池组相连。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述BMS主模块采用XMC4500单片机作为CPU，所述BMS从控模块采用半导体MC9S08DZ60作为CPU。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述电池管理系统还包括电源模块，所述电源模块为整个电池管理系统提供电源。
4.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述BMS主模块和BMS从控模块还包括AD转换器。
5.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述BMS主模块是整个电池管理系统的中央处理单元，通过CAN总线与其他控制中心相互通信，实现对状态和信息数据的分析、处理并发出控制命令，从而实现对整个电池组的有效管理。
6.根据权利要求5所述的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述BMS主模块的主要功能包括系统自我检测、电池组信息采集、电池容量SOC估算、通信功能、安全保护及警报功能、电池状态判断功能、数据记录功能以及系统参数设置功能。
7.根据权利要求1所述的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述BMS从控模块是从机模块，完成对单体电池状态数据采集、执行被动均衡以及电池箱温度控制。
8.根据权利要求7所述的电动汽车电池管理系统，其特征在于：所述BMS从控模块主要功能包括单体电池电压采集、电池箱温度采集、电池箱热管理功能、电池均衡功能、电池状态判断功能和通讯功能。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: No. A-1105-044, Floor 10, Building 1, No. 18, Zhongguancun East Road, Haidian District, Beijing 100083 Patentee after: Zhongneng Guosheng power battery technology (Beijing) Co.,Ltd. Address before: No. A-1105-044, Floor 10, Building 1, No. 18, Zhongguancun East Road, Haidian District, Beijing 100083 Patentee before: ZHONG NENG GUO SHENG BATTERY TECHNOLOGY (BEIJING) CO.,LTD. |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
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