CN208443989U - 一种电动汽车电池管理检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种电动汽车电池管理检测装置，其技术方案是：包括主控制电路、PWM整流器、双向DC/DC变换器、整流器控制单元、变换器控制单元及逆变器，主控制电路连接CAN通信模块，CAN通信模块基于内部CAN网络分别与整流器控制单元和变换器控制单元相连，所述整流器控制单元连接PWM整流器，变换器控制单元连接双向DC/DC变换器，PWM整流器通过直流母线连接双向DC/DC变换器的输入端，双向DC/DC变换器的输出端连接电池组，电池组通过检测电路连接主控制电路，检测电路通过AD转换器连接主控制电路，检测电路包括温度检测电路、电压信号检测电路及电流信号检测电路。本实用新型可精确采集电池组的温度、电流及电压，能够准确检测电池组工作状态，可提高电池组的安全性与稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车电池管理检测装置。
背景技术
电池组是电动汽车唯一的动力来源，是影响电动汽车发展的关键因素。电池组的电压、电流与温度信号是估算其荷电状态，即电动汽车续驶里程的重要参数，也是对电池组设定安全阈值自动保护的实时输入信号，其安全性、可靠性与续驶里程对电动汽车有着重大影响，而准确的采集电池组的工作状态是保障电池组安全性与可靠性的关键，也是估算电动汽车续驶里程的关键。
然而现有的纯电动汽车的电池管理系统对电池组的监测及控制能力较差，无法及时准确地将电池信息反馈给整车的控制器和驾驶员，这就影响了电动汽车运行的安全性和稳定性。且传统的电动汽车电池信号采集方式是采用霍尔电流电压传感器，其占用空间大，采集精度低，电磁干扰严重。
发明内容
本实用新型旨在于克服上述技术问题，提供了一种电动汽车电池管理检测装置，其可精确采集电池组的温度、电流及电压，能够准确检测电池组工作状态，可提高电池组的安全性与稳定性。
本实用新型的电动汽车电池管理检测装置，为实现上述目的所采用的技术方案在于：包括主控制电路、PWM整流器、双向DC/DC变换器、CAN通信模块、整流器控制单元、变换器控制单元及逆变器，所述主控制电路连接CAN通信模块，所述CAN通信模块基于内部CAN网络分别与整流器控制单元和变换器控制单元相连，所述整流器控制单元连接PWM整流器，所述变换器控制单元连接双向DC/DC变换器，所述PWM整流器通过直流母线连接双向DC/DC变换器的输入端，双向DC/DC变换器的输出端连接电池组，所述电池组通过检测电路连接主控制电路，检测电路通过AD转换器连接主控制电路，所述检测电路包括温度检测电路、电压信号检测电路及电流信号检测电路，
所述温度检测电路包括电池监测芯片DS2438、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、放大器U1、热敏电阻NTC1及热敏电阻NTC2，所述电池监测芯片DS2438的VREG端接放大器的脚1，电池监测芯片DS2438的VREF端接放大器U1的V+，电池监测芯片DS2438的TEMP1接电阻R5的一端、电阻R6的一端、电容C1的一端及热敏电阻NTC2的一端，电池监测芯片DS2438的TEMP2接电容C2的一端、电容C1的一端及热敏电阻NTC1的一端，电容C1的另一端、电容C2的另一端、热敏电阻NTC1的另一端及热敏电阻NTC2的另一端均接地，电阻R5的另一端与电阻R6的另一端一并接放大器U1的V-和放大器U1的VOUT，电容C3的一端接放大器U1的脚2，电容C3的另一端接地；
所述电压信号检测电路包括电池监测芯片DS2438、电阻R3、电阻R4、电容C4和电容5，所述电池监测芯片DS2438的Cn端接稳压二极管D7的正极、电容C4的一端和电阻R3的一端，所述电容Cs的一端接稳压二极管D7的负极、电容C5的一端及电阻R4的一端，电阻R3的另一端接电池组的正极，电阻R4的另一端接电池组的负极，电容C4的另一端和电容C5的另一端均接地；
所述电流信号检测电路包括放大器U2、电阻R1及电阻R2，所述放大器U2的脚2接电阻R1的一端和电阻R2的一端，放大器U2的脚3悬空，放大器U2的脚7接+VCC端，放大器U2的脚4接-VCC端，放大器U2的脚6接电阻R1的另一端和AD转换器AD7674的In+端，AD转换器AD7674的In-端接地，AD转换器AD7674的RD端和INVSCLK端一并接地，AD转换器AD7674的BUSY端、CS端、SDOUT端、SCLK端及CVNST端接主控制电路。
作为本实用新型的进一步改进，所述PWM整流器包括功率开关管S1、功率开关管S2、功率开关管S3、功率开关管S4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻Rs、电阻RL、电容Cd及电感L，功率开关管S1和功率开关管S2串联后的支路与功率开关管S3和功率开关管S4串联后的支路相互并联，功率开关管S4串联后的支路与电容Cd并联，电容Cd与电阻RL并联，功率开关管S1旁并联有二极管D1，功率开关管S2旁并联有二极管D2，功率开关管S3旁并联有二极管D3，功率开关管S4旁并联有二极管D4，功率开关管S1和功率开关管S2串联后的中点A接电阻Rs的一端，电阻Rs的另一端接电感L的一端，电感L的另一端接充电电源的一端，功率开关管S3和功率开关管S4串联后的中点B接充电电源的另一端。
作为本实用新型的进一步改进，所述双向DC/DC变换器包括电感L1、电感L2、功率开关管T1、功率开关管T2、电容C6及电容C7，功率开关管T1和功率开关管T1串联后与电容C7并联，电容C7的两端接Vdc端，功率开关管T1和功率开关管T1串联后的中点接电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C6的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端接电池组的正极，电容C6的另一端接电池组的负极和功率开关管T2的一端，功率开关管T1旁并联有二极管D5，功率开关管T2旁并联有二极管D6。
作为本实用新型的进一步改进，所述主控制电路、整流器控制单元及变换器控制单元均采用数字信号处理器DSP。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过温度检测电路采集电池组的温度信号，通过电压信号检测电路采集电池组的电压信号，通过电流信号检测电路采集电池组的电流信号，采集的温度信号、电压信号和电流信号经过AD转换器传送给主控制电路，从而能够准确、实时的对电池组进行荷电状态监控，掌控电池组的极限参数。本实用新型采用的电流信号检测电路和电压信号检测电路的具体电路结构与传统的采用霍尔电流电压传感器相比，提高了检测精度和数据采集效率，增强了系统的稳定性与安全性。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是温度检测电路图；
图3是电压信号检测电路图；
图4是电流信号检测电路图；
图5是PWM整流器的电路图；
图6是双向DC/DC变换器的电路图；
图7是CAN通信模块的电路图。
具体实施方式
实施例一
参照图1，本实施例中的电动汽车电池管理检测装置，包括主控制电路、PWM整流器、双向DC/DC变换器、CAN通信模块、整流器控制单元、变换器控制单元及逆变器，所述主控制电路连接CAN通信模块，所述CAN通信模块基于内部CAN网络分别与整流器控制单元和变换器控制单元相连，所述整流器控制单元连接PWM整流器，所述变换器控制单元连接双向DC/DC变换器，所述PWM整流器通过直流母线连接双向DC/DC变换器的输入端，双向DC/DC变换器的输出端连接电池组，所述电池组通过检测电路连接主控制电路，检测电路通过AD转换器连接主控制电路，所述检测电路包括温度检测电路、电压信号检测电路及电流信号检测电路，
本检测装置有两部分电路组成：前级电路为电压型PWM整流器，后级电路为双向DC/DC电能变换器，它们各自有独立的控制单元，主控制电路通过CAN通信模块基于内部CAN网络协调两部分工作，能对电池进行充电并，电池组的电量状态通过检测电路反馈回主控制电路。
参照图2，所述温度检测电路包括电池监测芯片DS2438、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、放大器U1、热敏电阻NTC1及热敏电阻NTC2，所述电池监测芯片DS2438的VREG端接放大器的脚1，电池监测芯片DS2438的VREF端接放大器U1的V+，电池监测芯片DS2438的TEMP1接电阻R5的一端、电阻R6的一端、电容C1的一端及热敏电阻NTC2的一端，电池监测芯片DS2438的TEMP2接电容C2的一端、电容C1的一端及热敏电阻NTC1的一端，电容C1的另一端、电容C2的另一端、热敏电阻NTC1的另一端及热敏电阻NTC2的另一端均接地，电阻R5的另一端与电阻R6的另一端一并接放大器U1的V-和放大器U1的VOUT，电容C3的一端接放大器U1的脚2，电容C3的另一端接地，由此构成温度检测电路对电池组的温度进行实时监测；
参照图3，所述电压信号检测电路包括电池监测芯片DS2438、电阻R3、电阻R4、电容C4和电容5，所述电池监测芯片DS2438的Cn端接稳压二极管D7的正极、电容C4的一端和电阻R3的一端，所述电容Cs的一端接稳压二极管D7的负极、电容C5的一端及电阻R4的一端，电阻R3的另一端接电池组的正极，电阻R4的另一端接电池组的负极，电容C4的另一端和电容C5的另一端均接地，由此构成电压信号检测电路对电池组的电压信号进行实时监测；
参照图4，所述电流信号检测电路包括放大器U2、电阻R1及电阻R2，所述放大器U2的脚2接电阻R1的一端和电阻R2的一端，放大器U2的脚3悬空，放大器U2的脚7接+VCC端，放大器U2的脚4接-VCC端，放大器U2的脚6接电阻R1的另一端和AD转换器AD7674的In+端，AD转换器AD7674的In-端接地，AD转换器AD7674的RD端和INVSCLK端一并接地，AD转换器AD7674的BUSY端、CS端、SDOUT端、SCLK端及CVNST端接主控制电路，由此构成电流信号检测电路对电池组的电流信号进行实时监测；
实施例二
参照图5，所述PWM整流器包括功率开关管S1、功率开关管S2、功率开关管S3、功率开关管S4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻Rs、电阻RL、电容Cd及电感L，功率开关管S1和功率开关管S2串联后的支路与功率开关管S3和功率开关管S4串联后的支路相互并联，功率开关管S4串联后的支路与电容Cd并联，电容Cd与电阻RL并联，功率开关管S1旁并联有二极管D1，功率开关管S2旁并联有二极管D2，功率开关管S3旁并联有二极管D3，功率开关管S4旁并联有二极管D4，功率开关管S1和功率开关管S2串联后的中点A接电阻Rs的一端，电阻Rs的另一端接电感L的一端，电感L的另一端接充电电源的一端，功率开关管S3和功率开关管S4串联后的中点B接充电电源的另一端，由此构成整流电路将交流电变成直流电为蓄电池充电。
实施例三
参照图6，所述双向DC/DC变换器包括电感L1、电感L2、功率开关管T1、功率开关管T2、电容C6及电容C7，功率开关管T1和功率开关管T1串联后与电容C7并联，电容C7的两端接Vdc端，功率开关管T1和功率开关管T1串联后的中点接电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C6的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端接电池组的正极，电容C6的另一端接电池组的负极和功率开关管T2的一端，功率开关管T1旁并联有二极管D5，功率开关管T2旁并联有二极管D6，如此构成变换电路进行直流斩波以调制频率为蓄电池充电。
实施例四
所述主控制电路、整流器控制单元及变换器控制单元均采用数字信号处理器DSP，具体使用的是TI公司基于C2000平台的TMS320F28016，它具有丰富的外设资源和高速的数字运算处理能力，可以满足数据处理和系统控制的需要。
Claims (4)
1.一种电动汽车电池管理检测装置，其特征在于：包括主控制电路、PWM整流器、双向DC/DC变换器、CAN通信模块、整流器控制单元、变换器控制单元及逆变器，所述主控制电路连接CAN通信模块，所述CAN通信模块基于内部CAN网络分别与整流器控制单元和变换器控制单元相连，所述整流器控制单元连接PWM整流器，所述变换器控制单元连接双向DC/DC变换器，所述PWM整流器通过直流母线连接双向DC/DC变换器的输入端，双向DC/DC变换器的输出端连接电池组，所述电池组通过检测电路连接主控制电路，检测电路通过AD转换器连接主控制电路，所述检测电路包括温度检测电路、电压信号检测电路及电流信号检测电路，
所述温度检测电路包括电池监测芯片DS2438、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、放大器U1、热敏电阻NTC1及热敏电阻NTC2，所述电池监测芯片DS2438的VREG端接放大器的脚1，电池监测芯片DS2438的VREF端接放大器U1的V+，电池监测芯片DS2438的TEMP1接电阻R5的一端、电阻R6的一端、电容C1的一端及热敏电阻NTC2的一端，电池监测芯片DS2438的TEMP2接电容C2的一端、电容C1的一端及热敏电阻NTC1的一端，电容C1的另一端、电容C2的另一端、热敏电阻NTC1的另一端及热敏电阻NTC2的另一端均接地，电阻R5的另一端与电阻R6的另一端一并接放大器U1的V-和放大器U1的VOUT，电容C3的一端接放大器U1的脚2，电容C3的另一端接地；
所述电压信号检测电路包括电池监测芯片DS2438、电阻R3、电阻R4、电容C4和电容5，所述电池监测芯片DS2438的Cn端接稳压二极管D7的正极、电容C4的一端和电阻R3的一端，所述电容Cs的一端接稳压二极管D7的负极、电容C5的一端及电阻R4的一端，电阻R3的另一端接电池组的正极，电阻R4的另一端接电池组的负极，电容C4的另一端和电容C5的另一端均接地；
所述电流信号检测电路包括放大器U2、电阻R1及电阻R2，所述放大器U2的脚2接电阻R1的一端和电阻R2的一端，放大器U2的脚3悬空，放大器U2的脚7接+VCC端，放大器U2的脚4接-VCC端，放大器U2的脚6接电阻R1的另一端和AD转换器AD7674的In+端，AD转换器AD7674的In-端接地，AD转换器AD7674的RD端和INVSCLK端一并接地，AD转换器AD7674的BUSY端、CS端、SDOUT端、SCLK端及CVNST端接主控制电路。
2.如权利要求1所述的一种电动汽车电池管理检测装置，其特征在于：所述PWM整流器包括功率开关管S1、功率开关管S2、功率开关管S3、功率开关管S4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电阻Rs、电阻RL、电容Cd及电感L，功率开关管S1和功率开关管S2串联后的支路与功率开关管S3和功率开关管S4串联后的支路相互并联，功率开关管S4串联后的支路与电容Cd并联，电容Cd与电阻RL并联，功率开关管S1旁并联有二极管D1，功率开关管S2旁并联有二极管D2，功率开关管S3旁并联有二极管D3，功率开关管S4旁并联有二极管D4，功率开关管S1和功率开关管S2串联后的中点A接电阻Rs的一端，电阻Rs的另一端接电感L的一端，电感L的另一端接充电电源的一端，功率开关管S3和功率开关管S4串联后的中点B接充电电源的另一端。
3.如权利要求1所述的一种电动汽车电池管理检测装置，其特征在于：所述双向DC/DC变换器包括电感L1、电感L2、功率开关管T1、功率开关管T2、电容C6及电容C7，功率开关管T1和功率开关管T1串联后与电容C7并联，电容C7的两端接Vdc端，功率开关管T1和功率开关管T1串联后的中点接电感L1的一端，电感L1的另一端接电容C6的一端和电感L2的一端，电感L2的另一端接电池组的正极，电容C6的另一端接电池组的负极和功率开关管T2的一端，功率开关管T1旁并联有二极管D5，功率开关管T2旁并联有二极管D6。
4.如权利要求1所述的一种电动汽车电池管理检测装置，其特征在于：所述主控制电路、整流器控制单元及变换器控制单元均采用数字信号处理器DSP。
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Cited By (2)
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| CN109669140A (zh) * | 2019-02-20 | 2019-04-23 | 成都蓝格尔科技有限公司 | 智能电池充电测试仪 |
| CN110265734A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-20 | 湖南科霸汽车动力电池有限责任公司 | 48v轨道蓄电池用电压监视器 |
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| CN109669140B (zh) * | 2019-02-20 | 2024-02-13 | 成都蓝格尔科技有限公司 | 智能电池充电测试仪 |
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