CN208353021U - 一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能光伏低速电动汽车动力电池组均衡控制系统，包括光伏组件、DC/DC转换器组、智能均衡管理处理器、均衡充电控制继电器组和蓄电池组，电池的均衡管理是利用光伏组件为蓄电池组中的单体电池充电实现的，其中所有主芯片均由光伏组件进行供电。本实用新型当各单体电池SOC出现较大差异时，就对低SOC电池进行充电至平均SOC值，避免了因电池一致性差而影响电池的使用寿命，操作简单，而且不用损耗发电产生的电量，效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，适用于所有的低速电动交通工具。
背景技术
电动汽车的电池组通常由多节电池组合连接组成。但由于有制造技术以及使用过程中的多种因素，导致单体电池的初始容量、工作电压、剩余容量等不可能完全一致，造成电池使用过程中个别单体过充过放，影响电池使用寿命与安全。所以电池组需要配备一套电池均衡系统，以调节单体电池的剩余电量，使电池之间的剩余电量趋于一致，从而能够延长电池组的使用寿命。目前市场电池组的均衡控制系统很多，主要有被动均衡和主动均衡。被动均衡一般采用电阻放热的方式将高容量电池多出的电量进行释放，从而达到均衡的目的，这种方式电能利用率低，且会带来散热的问题；主动均衡是把高能量电池中的能量转移到低能量电池中，但其电路较复杂，且成本较高。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，其利用太阳能及时为低电量电池充电，保证各单体电池的一致性，能够大幅度提升电池组的使用寿命，且成本低，均衡电流大，均衡时间短，效率高。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，包括光伏组件和与光伏组件连接的 DC/DC转换器组，所述DC/DC转换器组还连接有均衡充电控制继电器组，所述均衡充电控制继电器组还与蓄电池组连接，所述DC/DC转换器组与智能均衡管理处理器连接，为智能均衡管理处理器的运行进行供电；所述均衡充电控制继电器组和所述蓄电池组均与智能均衡管理处理器连接。
进一步的，所述DC/DC转换器组包含4个DC/DC转换器M1、M2、M3和M4，所述均衡充电控制继电器组包含24个均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24，所述DC/DC转换器M1、M2和M3分别与均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24连接。
进一步的，所述蓄电池组包含24个电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24，所述均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24分别连接有电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24。
进一步的，所述智能均衡管理处理器包括单体电池数据采集单元、主控制单元和单体电池均衡控制单元，所述单体电池数据采集单元包括电压采集模块，温度采集模块和通信模块，所述单体电池数据采集单元分别与电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24连接，用来采集电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24的电压和温度信息，所述单体电池数据采集单元通过SPI线与主控制单元的CPU连接，所述主控制单元的CPU与单体电池均衡控制单元连接，所述单体电池均衡控制单元与均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16 和K17-K24连接，控制均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24的开闭，选择单体电池进行充电。
本实用新型电池的均衡管理是利用光伏组件为蓄电池组中的单体电池充电实现的。其中所有主芯片均由光伏组件进行供电。
本实用新型中，所述单体电池数据采集单元包括电压采集模块，温度采集模块和通信模块。所述主控制单元采用中央处理器(CPU)作为数据处理和分析，控制输入和输出的中心单元。所述单体电池均衡控制单元通过控制均衡充电控制继电器选择单体电池进行充电。
本实用新型中，所述单体电池数据采集单元将各单体电池电压，电池的温度，相应的电池编号通过SPI线传送给主控制单元CPU，由主控单元CPU计算出各单体电池的剩余电量 (SOC)和平均SOC，判定哪个单体节电池需要充电，通过CAN线传送给单体电池均衡控制单元控制继电器工作状态来完成单体电池充电。
本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，采用上述的结构后，当各单体电池SOC出现较大差异时，就对低SOC电池进行充电至平均SOC值，避免了因电池一致性差而影响电池的使用寿命，操作简单，而且不用损耗发电产生的电量，效率高。
下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
附图说明
图1为本实用新型一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统的结构框图。
图2为本实用新型中的蓄电池组充电的控制开关示意图。
图3为本实用新型中的均衡充电控制继电器组的控制开关示意图。
图中，1-光伏组件2-DC/DC转换器组3-均衡充电控制继电器组4-蓄电池组5- 智能均衡管理处理器。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，其包括光伏组件1和与光伏组件1连接的DC/DC转换器组2，DC/DC转换器组2包含4个DC/DC转换器M1、M2、M3和M4，DC/DC转换器组2还连接有均衡充电控制继电器组3，均衡充电控制继电器组3包含24个均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24，DC/DC转换器M1、 M2和M3分别与均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24连接，均衡充电控制继电器组3还与蓄电池组4连接，蓄电池组4包含24个电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24，均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24分别连接有电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16 和BTA17-BTA24；DC/DC转换器M4与智能均衡管理处理器5连接，为智能均衡管理处理器5 的运行进行供电；均衡充电控制继电器组3、蓄电池组4与智能均衡管理处理器5连接，智能均衡管理处理器5包括单体电池数据采集单元，主控制单元和单体电池均衡控制单元，单体电池数据采集单元分别与电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24连接，用来采集电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24电压和温度信息，单体电池数据采集单元通过SPI线与主控制单元的CPU连接，主控制单元的CPU将电池信息处理后，通过CAN线将操作指令传送给单体电池均衡控制单元，单体电池均衡控制单元能控制均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24的开闭。
本实用新型的使用过程是：使用时，光伏组件将太阳能转化为电能，通过DC/DC转换器M4为智能均衡管理处理器5进行供电。智能均衡管理处理器5的单体电池数据采集单元对电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24的电压及温度实时监测，并将电池数据与相应的电池编号传送至主控制单元的CPU中，主控制单元的CPU计算出各单体电池的SOC 值和平均SOC值，当电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24的SOC值没有出现较大差异时，均衡充电控制继电器组3断电，充电电路处于断开状态，光伏组件正常给智能均衡管理处理器5供电，当电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24的SOC值出现较大差异时，主控制单元的CPU找到低SOC值电池，并将操作指令传送给单体电池均衡控制单元，单体电池均衡控制单元给与低SOC值电池相对应的均衡充电控制继电器通电，电池的充电电路激活，光伏组件通过DC/DC转换器为低SOC值电池充电，直至其SOC值达到电池组平均SOC值。
如图3所示，均衡充电控制继电器K1-K8中，K9-K16中，K17-K24中，每组最多只能有一个继电器处于工作状态，相对应的单体电池分别由DC/DC转换器M1、M2和M3进行均衡充电。
要说明的是，以上所述实施例是对本实用新型技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其他修改，只要没超出本实用新型技术方案的思路和范围，均应包含在本实用新型所要求的权利范围之内。
Claims (4)
1.一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，其特征在于：包括光伏组件和与光伏组件连接的DC/DC转换器组，所述DC/DC转换器组还连接有均衡充电控制继电器组，所述均衡充电控制继电器组还与蓄电池组连接，所述DC/DC转换器组与智能均衡管理处理器连接，为智能均衡管理处理器的运行进行供电；所述均衡充电控制继电器组和所述蓄电池组均与智能均衡管理处理器连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，其特征在于：所述DC/DC转换器组包含4个DC/DC转换器M1、M2、M3和M4，所述均衡充电控制继电器组包含24个均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24，所述DC/DC转换器M1、M2和M3分别与均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24连接。
3.根据权利要求2所述的一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，其特征在于：所述蓄电池组包含24个电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24，所述均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24分别连接有电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24。
4.根据权利要求3所述的一种智能光伏低速电动车主动均衡电池管理系统，其特征在于：所述智能均衡管理处理器包括单体电池数据采集单元、主控制单元和单体电池均衡控制单元，所述单体电池数据采集单元包括电压采集模块，温度采集模块和通信模块，所述单体电池数据采集单元分别与电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24连接，用来采集电池BTA1-BTA8、BTA9-BTA16和BTA17-BTA24的电压和温度信息，所述单体电池数据采集单元通过SPI线与主控制单元的CPU连接，所述主控制单元的CPU与单体电池均衡控制单元连接，所述单体电池均衡控制单元与均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24连接，控制均衡充电控制继电器K1-K8、K9-K16和K17-K24的开闭，选择单体电池进行充电。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110525269A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-12-03 | 吉林大学 | Soc的电池组均衡控制方法 |
| CN111835281A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-10-27 | 北京骑胜科技有限公司 | 一种太阳能充电故障的检测方法、装置及可读存储介质 |
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