CN207010261U - 一种电动车电源系统 - Google Patents

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Abstract

一种电动车电源系统，包括若干并联的锂电池组，锂电池组用于储存和提供电能，一充放电电路与各锂电池组相连；在各个锂电池组内设有BMS管理系统，BMS管理系统用于对各个锂电池组进行监控管理及数据上传；BMS管理系统与中央控制器相连，中央控制器用于对锂电池组通过BMS管理系统上传的数据进行处理。本系统电源系统可靠、维护使用方便、各个锂电池组能够独立控制、制造成本低。

Description

一种电动车电源系统
技术领域：
本实用新型涉及一种电动车电源系统。
背景技术：
由于锂离子电池具有高能量密度、高电压、无污染、循环寿命长、无记忆效应、可快速充电等特点，是电池未来发展的方向。而且锂离子电池符合国家产业政策的导向，是目前各国的重要发展目标产业。锂离子电池作为汽车的新能源，已经得到了广泛的应用。但由于电动汽车对于电池的电压、电流、一致性等要求较高，因此，电动车的电源箱中安装有若干个由锂离子电池串并联而成的电池组。为了增加容量，一般采用多个电池并联的方式来实现。但是现有的电池组中，若一个电池出现故障，则会带来安全隐患，有些系统采用控制温度的方式控制风险，此种方法只是控制了风险，但严重影响到了电池的使用。现有技术对此并无解决之策。
实用新型内容：
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺点，提供了一种电动车电源系统，它电源系统可靠、维护使用方便、各个锂电池组能够独立控制、制造成本低，解决了现有技术中存在的问题。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种电动车电源系统，包括若干并联的锂电池组，锂电池组用于储存和提供电能，一充放电电路与各锂电池组相连；
在各个锂电池组内设有BMS管理系统，BMS管理系统用于对各个锂电池组进行监控管理及数据上传；
BMS管理系统与中央控制器相连，中央控制器用于对锂电池组通过BMS管理系统上传的数据进行处理。
优选的，所述锂电池组包括电池盒，在电池盒上设有顶盖；还包括设在电池盒内若干单体电池首尾串联而成的串联电堆，串联电堆的正极与设在顶盖上的正极接口相连，所述BMS管理系统包括一设在电池盒内的锂电池保护板，串联电堆的负极与锂电池保护板上的B-端相连，锂电池保护板上的C-端与设在顶盖上的负极接口相连，锂电池保护板上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖上的数据线接口相连，数据线接口与中央控制器相连。
优选的，所述锂电池组包括电池盒，在电池盒上设有顶盖；还包括设在电池盒内若干单体电池首尾串联而成的串联电堆，串联电堆的正极与设在顶盖上的正极接口相连，所述BMS管理系统包括一设在电池盒内的锂电池保护板，串联电堆的负极与锂电池保护板上的B-端相连，锂电池保护板上的C-端与设在顶盖上的负极放电接口相连，锂电池保护板上的P-端与设在顶盖上的负极充电接口相连，锂电池保护板上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖上的数据线接口相连，数据线接口与中央控制器相连。
优选的，所述锂电池组包括电池盒，在电池盒上设有顶盖；还包括设在电池盒内若干单体电池首尾串联而成的串联电堆，串联电堆的正极与设在顶盖上的正极放电接口相连，所述BMS管理系统包括一设在电池盒内的锂电池保护板，串联电堆的负极与锂电池保护板上的B-端相连，锂电池保护板上的C-端与设在顶盖上的负极放电接口相连，锂电池保护板上的P+端与设在顶盖上的正极充电接口相连，锂电池保护板上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖上的数据线接口相连，数据线接口与中央控制器相连。
优选的，一单体电池电压采集线通过导线与各个单体电池相连，单体电池电压采集线与锂电池保护板相连。
优选的，所述BMS管理系统包括均衡模块，信号采集模块，信号处理模块；
所述均衡模块用于在锂电池组的充电后期，对锂电池组中各电池在使用过程中出现的电压差异进行均衡，确保锂电池组的组容量；
所述采集模块用于对锂电池组中任意一节电池的电压信号、锂电池组内部温度信号进行采集，并把采集信号传输给信号处理模块和外部。
所述信号处理模块包括过压保护器、过流短路保护器、温度保护器和数据上传器；所述过压保护器用于控制当锂电池组中任意一节电池的电压高于过充保护点时关断充电，当锂电池组中任意一节电池的电压低于过放保护点时关断放电；所述过流短路保护器用于控制当锂电池组在放电过程中，放电电流大于设置的过流保护点时关断输出；所述温度保护器用于当锂电池组在放电过程中，监控部位温度高于设置的温度点时关断输出；所述数据上传器用于将数据传递给中央控制器。
优选的，所述过流短路保护器为MOS管过流保护集成电路。
优选的，所述充放电电路与电动车控制器相连。
优选的，所述各个锂电池组电压与电动车控制器所需电压一致。
优选的，所述锂电池组的额定电压为72V，所述充放电电路充电时与72V铅酸电池通用充电器相连。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：先串联为锂电池组，然后再各个锂电池组并联形成整套电源系统；由于并联的锂电池组各自皆有BMS管理系统，因此单独的一个锂电池组发生故障时，可以依靠本身的BMS管理系统断开与系统的连接，因此电源系统更加可靠；每个锂电池组皆设有锂电池保护板，充放电自我管理，维护使用方便，安全程度高。
附图说明：
图1为本实用新型的示意图。
图2为150Ah-72V的正负极共用的示意图。
图3为150Ah-72V的正极共用的示意图。
图4为30Ah-72V锂电池组示意图。
图5为30Ah-72V锂电池组正极接口异口的示意图。
图6为30Ah-72V锂电池组负极接口异口的示意图。
图中，1、锂电池组,2、充放电电路,3、BMS管理系统,4、中央控制器,5、顶盖,6、串联电堆,7、锂电池保护板,8、数据线接口,9、单体电池电压采集线,10、单体电池,11、充电器，12、负极放电接口，13、负极充电接口，14、正极放电接口，15、正极充电接口,16、电动车控制器。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
如图1-6所示，一种电动车电源系统，包括若干并联的锂电池组1，锂电池组1用于储存和提供电能，一充放电电路2与各锂电池组1相连；
在各个锂电池组1内设有BMS管理系统3，BMS管理系统3用于对各个锂电池组1进行监控管理及数据上传；
BMS管理系统3与中央控制器4相连，中央控制器4用于对锂电池组1通过 BMS管理系统3上传的数据进行处理。对于各个锂电池组进行独立控制，以期能够得到容错率高的总电池组。
所述锂电池组1包括电池盒，在电池盒上设有顶盖5；还包括设在电池盒内若干单体电池10首尾串联而成的串联电堆6，串联电堆6的正极与设在顶盖5 上的正极接口相连，所述BMS管理系统3包括一设在电池盒内的锂电池保护板7，串联电堆的负极与锂电池保护板7上的B-端相连，锂电池保护板7上的C-端与设在顶盖5上的负极接口相连，锂电池保护板7上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖5上的数据线接口8相连，数据线接口8与中央控制器4相连。
所述锂电池组包括电池盒，在电池盒上设有顶盖；还包括设在电池盒内若干单体电池首尾串联而成的串联电堆，串联电堆的正极与设在顶盖上的正极接口相连，所述BMS管理系统包括一设在电池盒内的锂电池保护板，串联电堆的负极与锂电池保护板上的B-端相连，锂电池保护板上的C-端与设在顶盖上的负极放电接口12相连，锂电池保护板上的P-端与设在顶盖上的负极充电接口13 相连，锂电池保护板上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖上的数据线接口相连，数据线接口与中央控制器相连。采用负极接口分装，能够大大提高电源系统充放电同时进行时的安全性，从而大大提高整体系统的安全性。
所述锂电池组包括电池盒，在电池盒上设有顶盖；还包括设在电池盒内若干单体电池首尾串联而成的串联电堆，串联电堆的正极与设在顶盖上的正极放电接口14相连，所述BMS管理系统包括一设在电池盒内的锂电池保护板，串联电堆的负极与锂电池保护板上的B-端相连，锂电池保护板上的C-端与设在顶盖上的负极放电接口相连，锂电池保护板上的P+端与设在顶盖上的正极充电接口 15相连，锂电池保护板上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖上的数据线接口相连，数据线接口与中央控制器相连。
一单体电池电压采集线9通过导线与各个单体电池10相连，单体电池电压采集线9与锂电池保护板7相连。采集各个单体电池10的信息，能够得到更加精确的锂电池组的健康状况。
所述BMS管理系统3包括均衡模块，信号采集模块，信号处理模块；
所述均衡模块用于在锂电池组1的充电后期，对锂电池组1中各电池在使用过程中出现的电压差异进行均衡，确保锂电池组1的组容量；
所述采集模块用于对锂电池组1中任意一节电池的电压信号、锂电池组1 内部温度信号进行采集，并把采集信号传输给信号处理模块和外部。
所述信号处理模块包括过压保护器、过流短路保护器、温度保护器和数据上传器；所述过压保护器用于控制当锂电池组1中任意一节电池的电压高于过充保护点时关断充电，当锂电池组1中任意一节电池的电压低于过放保护点时关断放电；所述过流短路保护器用于控制当锂电池组1在放电过程中，放电电流大于设置的过流保护点时关断输出；所述温度保护器用于当锂电池组1在放电过程中，监控部位温度高于设置的温度点时关断输出；所述数据上传器用于将数据传递给中央控制器。无论电压、电流还是温度的异常，皆会将有异常的锂电池组1与整体系统断开联系，以保证整体系统的安全性。
所述过流短路保护器为MOS管过流保护集成电路。
所述充放电电路2与电动车控制器16相连。用于为电动车供电。
所述各个锂电池组1电压与电动车控制器16所需电压一致。
当有锂电池组1内部有问题，被切断连接后，整个电源系统依然可以提供电力，且更换单个锂电池组1即能恢复原有电力，电源整体可靠性大大提高。
所述锂电池组1的额定电压为72V，所述充放电电路2充电时与72V铅酸电池通用充电器11相连。72V铅酸电池通用充电器：最高充电电压小于87V，在本实用新型的BMS管理系统3的控制下，可以进行安全充电。
在实际应用中，30Ah-72V电源模块组成：30Ah-3.6V的锰酸里/石墨锂离子单体电池20只；保护板1块；30Ah-72V电池盒1只；30Ah-72V电源模块顶盖1 只。
30Ah-3.6V的锰酸里/石墨锂离子单体电池：电池容量30Ah；电池充放电电流小于50A；工作电压2.8V～4.2V。
锂电池保护板：锂电池保护板具有管理20串锰酸里/石墨锂离子电池的管理能力；锂电池保护板具有单体电池电压、温度、电流等信息的采集和传输功能；保护板管理功能参数如下：
30Ah-72V电源模块电池盒的材质为塑料。
30Ah-72V电源模块顶盖材质为塑料，并带有正负极接线柱和数据线接口。
30Ah-72V电源模块组装：把20只30Ah-3.6V的锰酸里/石墨锂离子单体电池串联在一起组成30Ah-72V电堆，把锂电池保护板电压采集线与30Ah-72V电堆连接在一起，把30Ah-72V的电堆负极B-与锂电池保护板的B-连接在一起，把锂电池保护板的C-与电池顶盖的负极接线柱连接在一起，把30Ah-72V的电堆正极B+与电池顶盖的正极接线柱连接在一起，把锂电池保护板的数据线CAN1、 CAN2与电池顶盖的数据线接口连接在一起，把30Ah-72V的电堆、锂电池保护板按顺序安装固定在电池底壳内，底壳与顶盖封装在一起，组装成30Ah-72V电源模块。
30Ah-72V电源模块技术参数：额定电压72V；额定容量30Ah；最大充放电电流35A；具有独立管理功能；带有单体电压信号、温度信号、电流信号采集和对外传输功能。
中央控制器，可设在电动车驾驶室内，作为车载中央控制器：主要功能是对每个电源模块上传的电压、电流、温度信号进行处理，判断电池模块的充放电状态、荷电量、温度、故障等，把处理后的的充放电状态、荷电量、温度、故障等信号进行显示或上传给整车。
充电器采用72V铅酸电池通用充电器，最高充电电压小于87V。
150Ah-72V电动车用电源系统组装：通过导线把5块30Ah-72V电源模块并联在一起，模块并联后的正极与电动车控制器正极、72V铅酸电池通用充电器正极连接在一起，模块并联后的负极与电动车控制器负极、72V铅酸电池通用充电器负极连接在一起，用数据通讯线把每个30Ah-72V电源模块数据接口与车载中央控制器数据输入接口连接在一起，完成150Ah-72V电动车用电源系统的组装。
150Ah-72V电动车用电源系统特征：额定电压72V；额定容量150Ah；最大充放电电流150A；能够进行对电源系统的充放电状态、荷电量、温度、电源模块故障等信号进行显示或上传给电动车控制器；充电器采用72V铅酸电池通用充电器即能完成充电。
上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种电动车电源系统，其特征在于：包括若干并联的锂电池组，锂电池组用于储存和提供电能，一充放电电路与各锂电池组相连；
在各个锂电池组内设有BMS管理系统，BMS管理系统用于对各个锂电池组进行监控管理及数据上传；
BMS管理系统与中央控制器相连，中央控制器用于对锂电池组通过BMS管理系统上传的数据进行处理。
2.根据权利要求1所述的一种电动车电源系统，其特征在于：所述锂电池组包括电池盒，在电池盒上设有顶盖；还包括设在电池盒内若干单体电池首尾串联而成的串联电堆，串联电堆的正极与设在顶盖上的正极接口相连，所述BMS管理系统包括一设在电池盒内的锂电池保护板，串联电堆的负极与锂电池保护板上的B-端相连，锂电池保护板上的C-端与设在顶盖上的负极接口相连，锂电池保护板上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖上的数据线接口相连，数据线接口与中央控制器相连。
3.根据权利要求1所述的一种电动车电源系统，其特征在于：所述锂电池组包括电池盒，在电池盒上设有顶盖；还包括设在电池盒内若干单体电池首尾串联而成的串联电堆，串联电堆的正极与设在顶盖上的正极接口相连，所述BMS管理系统包括一设在电池盒内的锂电池保护板，串联电堆的负极与锂电池保护板上的B-端相连，锂电池保护板上的C-端与设在顶盖上的负极放电接口相连，锂电池保护板上的P-端与设在顶盖上的负极充电接口相连，锂电池保护板上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖上的数据线接口相连，数据线接口与中央控制器相连。
4.根据权利要求1所述的一种电动车电源系统，其特征在于：所述锂电池组包括电池盒，在电池盒上设有顶盖；还包括设在电池盒内若干单体电池首尾串联而成的串联电堆，串联电堆的正极与设在顶盖上的正极放电接口相连，所述BMS管理系统包括一设在电池盒内的锂电池保护板，串联电堆的负极与锂电池保护板上的B-端相连，锂电池保护板上的C-端与设在顶盖上的负极放电接口相连，锂电池保护板上的P+端与设在顶盖上的正极充电接口相连，锂电池保护板上的数据传输线CAN1、CAN2与设在顶盖上的数据线接口相连，数据线接口与中央控制器相连。
5.根据权利要求2-4任一所述的一种电动车电源系统，其特征在于：一单体电池电压采集线通过导线与各个单体电池相连，单体电池电压采集线与锂电池保护板相连。
6.根据权利要求1所述的一种电动车电源系统，其特征在于：所述BMS管理系统包括均衡模块，信号采集模块，信号处理模块；
所述均衡模块用于在锂电池组的充电后期，对锂电池组中各电池在使用过程中出现的电压差异进行均衡；
所述采集模块用于对锂电池组中任意一节电池的电压信号、锂电池组内部温度信号进行采集，并把采集信号传输给信号处理模块和外部；
所述信号处理模块包括过压保护器、过流短路保护器、温度保护器和数据上传器；所述过压保护器用于控制当锂电池组中任意一节电池的电压高于过充保护点时关断充电，当锂电池组中任意一节电池的电压低于过放保护点时关断放电；所述过流短路保护器用于控制当锂电池组在放电过程中，放电电流大于设置的过流保护点时关断输出；所述温度保护器用于当锂电池组在放电过程中，监控部位温度高于设置的温度点时关断输出；所述数据上传器用于将数据传递给中央控制器。
7.根据权利要求6所述的一种电动车电源系统，其特征在于：所述过流短路保护器为MOS管过流保护集成电路。
8.根据权利要求1所述的一种电动车电源系统，其特征在于：所述充放电电路与电动车控制器相连。
9.根据权利要求8所述的一种电动车电源系统，其特征在于：所述各个锂电池组电压与电动车控制器所需电压一致。
10.根据权利要求8所述的一种电动车电源系统，其特征在于：所述锂电池组的额定电压为72V，所述充放电电路充电时与72V铅酸电池通用充电器相连。
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