CN208411474U - 一种电池组优化管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池组控制技术领域，具体提供了一种电池组优化管理系统，包括电池管理单元，还包括与电池管理单元电连接的CAN通信模块，所述电池管理单元分别与电池组内的每个单体电池电连接，CAN通信模块连接调试升级模块，调试升级模块包括电压校准模块、电流校准模块及温度校准模块。该电池组优化管理系统对每个电池单体电压、压差、温度、温差、总电压进行监控，发现监测值不准确时，通过调试升级模块对其进行修正，这样保证了监测值的精确性，从而更好的对电池进行控制，延长了电池的使用寿命，具有推广普及的现实意义。

Description

一种电池组优化管理系统

技术领域

本实用新型属于电池组控制技术领域，具体涉及一种电池组优化管理系统。

背景技术

Telematics BOX，简称车载TBox，车联网系统包含四部分，主机、车载T-BOX、手机APP及后台系统。主机主要用于影音娱乐以及车辆信息显示；车载TBOX主要用于和后台系统/手机APP通信，实现手机APP的车辆信息显示与控制。车载TBox可深度读取汽车CAN总线数据和私有协议，TBOX终端具有双核处理的OBD模块，双核处理的CPU构架，分别采集汽车总线Dcan、 Kcan、PTcan相关的总线数据和私有协议反向控制，通过GPRS网络将数据传出到云服务器，提供车况报告、行车报告、油耗统计、故障提醒、违章查询、位置轨迹、驾驶行为、安全防盗、预约服务、远程找车、利用手机控制汽车门、窗、灯、锁、喇叭、双闪、反光镜折叠、天窗、监听中控警告和安全气囊状态等。其具有GPS定位、远程监控以及与云服务器进行数据传输的功能。

随着能源和环境的危机日益严重，电动汽车的发展在全球范围内逐渐引起高度重视，电动汽车市场增速加快，随着电池应用领域的迅速扩张，大量单体电池串并联成电池组，为电动汽车提供电源。因此，电池的控制管理逐渐成为电动汽车行业研究的重要课题，包括充/放电控制、过流控制、过温控制、后台监测、均衡及调试功能，现有的电池管理单元(BMU)的控制技术包括对电池组的物理参数实时监测、过充控制、过放控制、过温控制以及平衡充的基础功能。但随着电池组的使用时间变长，电池组管理单元对电池组的各个参数的监测和控制会产生偏差，随着时间的推移，电池组的性能不能发挥到最佳状态。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中电池组管理不完善的问题。

为此，本实用新型提供了一种电池组优化管理系统，包括电池管理单元，还包括与所述电池管理单元电连接的CAN通信模块，所述电池管理单元分别与电池组内的每个单体电池电连接，所述CAN通信模块连接调试升级模块，所述调试升级模块包括电压校准模块、电流校准模块及温度校准模块。

优选地，还包括无线通信模块及云服务器，所述无线通信模块与所述电池管理单元电连接，所述云服务器与所述无线通信模块之间通信。

优选地，所述无线通信模块采用GSM通讯模块或GPRS通讯模块。

优选地，还包括GPS模块，所述电池管理单元与所述GPS模块电连接。

优选地，还包括加热模块，所述加热模块包括加热继电器和加热装置，所述电池组管理单元与所述加热继电器电连接，所述加热继电器与所述加热装置电连接。

优选地，还包括散热模块，所述散热模块包括散热继电器和散热装置，所述电池组管理单元与所述散热继电器电连接，所述散热继电器与所述散热装置电连接。

优选地，还包括级联扩容模块，所述电池管理单元与所述级联扩容模块电连接，所述级联扩容模块包括n个扩容电池，n大于或等于1，每个电池包含级联上行链接接口、级联下行链接接口、PC接口及Chg/TBox接口，所述级联上行链接接口与级联下行链接接口分别连接第一号扩容电池和第 n号扩容电池，所述第一号扩容电池至第n号扩容电池之间串联或并联。

优选地，还包括声光报警模块，所述电池组管理单元与所述声光报警模块电连接，所述声光报警模块包括蜂鸣器和/或LED灯。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种电池组优化管理系统，包括电池管理单元，还包括与所述电池管理单元电连接的CAN通信模块，所述CAN通信模块连接调试升级模块，所述调试升级模块包括电压校准模块、电流校准模块及温度校准模块。该电池组优化管理系统对每个电池单体电压、压差、温度、温差、总电压进行监控，发现监测值不准确时，通过调试升级模块对其进行修正，这样保证了监测值的精确性，从而更好的对电池进行控制，延长了电池的使用寿命，具有推广普及的现实意义。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型一种电池组优化管理系统的模块示意图；

图2是本实用新型一种电池组优化管理系统的电路图；

图3是本实用新型一种电池组优化管理系统的级联扩容电路图；

图4是本实用新型一种电池组优化管理系统的局部A-A放大图；

图5是本实用新型一种电池组优化管理系统的局部B-B放大图。

附图标记说明：电池管理单元100，散热继电器1011，散热装置1111，加热继电器1012，CAN通信模块103，级联扩容模块104，级联上行链接接口1041，级联下行链接接口1042，云服务器105，调试升级模块106，电压校准模块1061，电流校准模块1062，温度校准模块1063，GPS模块107，声光报警模块108。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型终端的CAN1至CAN4的引脚功能可以相互替换，凡是通过简单的将CAN1至CAN4的引脚之间进行简单替换得到新的技术方案都是在本实用新型的保护范围内。

实施例一：

如图1至图5所示，一种电池组优化管理系统，包括电池管理单元100，还包括与所述电池管理单元100电连接的CAN通信模块103，所述电池管理单元100分别与电池组内的每个单体电池电连接，所述CAN通信模块103 连接调试升级模块106，所述调试升级模块106包括电压校准模块1061、电流校准模块1062及温度校准模块1063。由此可知，电池管理单元是现有的技术，尤其是锂电池组的管理单元已经发展的很成熟了，本申请是在通过在传统的电池管理单元100的基础上扩展调试升级模块106，具体通过CAN通信模块103来进行通讯连接调试升级模块106，调试升级模块106 具有电压校准、电流校准及温度校准的功能，还可以通过改变控制器的相关参数来实现对电池控制策略进行调试升级管理。电池管理单元100分别连接每个单体电池，通过单体电压采集得到每个单体电池的电压，通过单体温度采集得到每个单体电池的温度，这样可以单独对每个单体电池的各个性能参数进行读取以备调用。电池在使用过一段时间或者更换后，原先的电池管理单元100的各个监测值会有偏差，在带有偏差的检测值下进行对电池组的控制会影响电池组的使用寿命及使用效率。调试时，先单独测量每个单体电池的参数，此参数即为标准值，标准值包括电压、电流、温度及接触器的控制策略等参数然后通过将上位机与调试升级模块106连接，从上位机读取电池组的每块电池的参数，此参数为测量值，测量值包括电压、电流、温度及接触器的控制策略等参数，将各个性能参数与标准值进行对比，然后对各个电池性能参数的测量值进行修正。

具体的，如图2和图4所示，电池管理单元100的CAN通信模块103 包括J1-14CHG_CAN2_H以及引脚J1-13CHG_CAN2_L，分别与调试升级模块106的两个引脚“调试CANH”及“调试CANL”对应连接，即可实现调试功能。需要指出的是，这里的CAN通信模块103还可以是电池管理单元100的其他CAN引脚，只要是CAN通信协议都可以。

优选地方案，还包括无线通信模块102及云服务器105，所述无线通信模块102与所述电池管理单元100电连接，所述云服务器105与所述无线通信模块102通信连接。由此可知，无线通信模块102实时将电池组的各个参数传输到云服务器105并储存，这样便可以远程监控电池组的工作状态，当电池组发生故障后，还可以调取历史数据，便于故障调查原因，提高维修效率。如图1和图4所示，在一个具体的实施场景中，无线通信模块102内置于车载TBOX模块内，通过电池管理单元100的引脚J2-22VE _CAN3_H以及引脚J2-22VE_CAN3_L连接TBOX即可。

优选地方案，无线通信模块102采用GSM通讯模块或GPRS通讯模块。由此可知，GSM通讯模块或GPRS通讯模块通常采用SIM卡，只需插入SIM卡即可实现无线通信的功能。

优选地方案，还包括GPS模块107，所述电池管理单元100与所述GPS 模块107电连接。由此可知，在电池管理单元100扩展定位功能，便可对电池组进行定位跟踪。在其他实施场景中，可以通过CAN通信模块对接车载TBox，直接与车载TBox进行通讯连接，互相调取数据，方便电池的管理。

优选地方案，还包括加热模块，所述加热模块包括加热继电器1012和加热装置1112，所述电池组管理单元100与所述加热继电器1012电连接，所述加热继电器1012与所述加热装置1112电连接。由此可知，电池管理单元100获取各个电池单体的温度值，然后控制加热继电器1012，加热继电器1012控制加热装置1112对电池进行加热。保证电池在最佳的温度，有效提高电池在低温时的放电性能，从而提高电池持续充放电的稳定性和安全性。具体地，加热装置为微热管或加热片。

优选地方案，还包括散热模块，所述散热模块包括散热继电器1011和散热装置1111，所述电池组管理单元100与所述散热继电器电连接1011，所述散热继电器1011与所述散热装置1111电连接。由此可知，当电池管理单元100监测到各个电池的温度过高时，便可自动控制散热继电器1011开启，从而启动散热装置1111对电池进行散热，能有效地降低各个电池之间的温度差异，使得各个电池之间的温度差控制在5摄氏度以内，每个电池的温度在40摄氏度。具体地，散热装置为制冷片或水冷管。

优选地方案，还包括级联扩容模块104，所述电池管理单元100与所述级联扩容模块104电连接，所述级联扩容模块104包括n个扩容电池，n大于或等于1，每个电池包含级联上行链接接口1041、级联下行链接接口1042、 PC接口及Chg/TBox接口，所述级联上行链接接口1041与级联下行链接接口1042分别连接第一号扩容电池和第n号扩容电池，所述第一号扩容电池至第n号扩容电池之间串联或并联。由此可知，如图2和图3所示，电池管理单元100的引脚J1-11LOCAL_CAN1_L、J1-12LOCAL_CAN1_H与第一号扩容电池的DownLink引脚连接，图3中的DownLink实际上是两个引脚，包括DownLink_H和DownLink_L，分别与J1-12LOCAL_CAN1_H和 LOCAL_CAN1_L连接，同理第n号扩容电池的UpLink也包括两个引脚，与电池管理单元100的引脚J2-1CS_CAN4_L及J2-2CS_CAN4_H连接，中间级联的前一个电池之间UpLink和下一个电池的DownLink连接。扩容电池也可以只有一个电池，且每个电池都可以单独使用。

电池管理单元100引出两个接口，包括级联上行链接接口1041与级联下行链接接口1042，分别对应连接图3中的第n号扩容电池和第一号扩容电池，每个电池的正负极之间通过直流母线并联，便可在原有的电池组的基础上进行电池扩容。

优选地方案，还包括声光报警模块108，所述电池组管理单元100与所述声光报警模块108电连接，所述声光报警模块108包括蜂鸣器和/或LED 灯。由此可知，当电池管理单元100监测到电池温度过高或电压过低时，发出指令控制声光报警模块108进行报警以提示使用者。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种电池组优化管理系统，包括电池管理单元，还包括与所述电池管理单元电连接的CAN通信模块，所述CAN通信模块连接调试升级模块，所述调试升级模块包括电压校准模块、电流校准模块及温度校准模块。该电池组优化管理系统对每个电池单体电压、压差、温度、温差、总电压、SOC、SOH、绝缘电阻、电流等使用状况进行实时监控，发现监测值不准确时，通过调试升级模块对其进行修正，这样保证了监测值的精确性，从而更好的对电池进行控制，延长了电池的使用寿命，具有推广普及的现实意义。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电池组优化管理系统，包括电池管理单元(100)，其特征在于：还包括与所述电池管理单元(100)电连接的CAN通信模块(103)，所述电池管理单元(100)分别与电池组内的每个单体电池电连接，所述CAN通信模块(103)连接调试升级模块(106)，所述调试升级模块(106)包括电压校准模块(1061)、电流校准模块(1062)及温度校准模块(1063)。

2.根据权利要求1所述的电池组优化管理系统，其特征在于：还包括无线通信模块(102)及云服务器(105)，所述无线通信模块(102)与所述电池管理单元(100)电连接，所述云服务器(105)与所述无线通信模块(102)之间通信。

3.根据权利要求2所述的电池组优化管理系统，其特征在于：所述无线通信模块(102)采用GSM通讯模块或GPRS通讯模块。

4.根据权利要求1所述的电池组优化管理系统，其特征在于：还包括GPS模块(107)，所述电池管理单元(100)与所述GPS模块(107)电连接。

5.根据权利要求1所述的电池组优化管理系统，其特征在于：还包括加热模块，所述加热模块包括加热继电器(1012)和加热装置(1112)，所述电池管理单元(100)与所述加热继电器(1012)电连接，所述加热继电器(1012)与所述加热装置(1112)电连接。

6.根据权利要求1所述的电池组优化管理系统，其特征在于：还包括散热模块，所述散热模块包括散热继电器(1011)和散热装置(1111)，所述电池管理单元(100)与所述散热继电器(1011)电连接，所述散热继电器(1011)与所述散热装置(1111)电连接。

7.根据权利要求1所述的电池组优化管理系统，其特征在于：还包括级联扩容模块(104)，所述电池管理单元(100)与所述级联扩容模块(104)电连接，所述级联扩容模块(104)包括n个扩容电池，n大于或等于1，每个电池包含级联上行链接接口(1041)、级联下行链接接口(1042)、PC接口及Chg/TBox接口，所述级联上行链接接口(1041)与级联下行链接接口(1042)分别连接第一号扩容电池和第n号扩容电池，所述第一号扩容电池至第n号扩容电池之间串联或并联。

8.根据权利要求1所述的电池组优化管理系统，其特征在于：还包括声光报警模块(108)，所述电池管理单元(100)与所述声光报警模块(108)电连接，所述声光报警模块(108)包括蜂鸣器和/或LED灯。