CN212979960U - 一种车用电池管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种车用电池管理系统，包括电池连接模块，电池连接模块包括多个并联设置的电池单体，每个电池单体对应的串联有MOS管形成的单体连通控制模块，电池连接模块与DC/DC转换器串联，电池连接模块还与控制器连接。本系统将电池单体进行并联设置，通过DC/DC转换器的设置，能够稳定车辆用电电压，系统将电池单体进行并联后，能够在某个单体电池出现故障时，及时的切换到其他的电池单体进行供电，保证车辆的正常用电，同时设置了监测模块，能够对电池的充放电电流、充放电电压进行监测，避免电池过度充放电，延长电池使用寿命，保障车辆用电安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及车用电力管理与使用，具体地涉及一种车用电池管理系统。
背景技术
随着新能源车辆的不断增加，车辆电池的管理与使用成为行业内的热点，车辆电池不仅为车辆提供动力，同时还为电子执行原件提供工作所需的电能，因此，车辆电池决定着这些电子执行原件能否正常工作，随着车辆智能化程度的提高，车辆运行对电子原件的依赖程度前所未有，当电池出现故障时，对车辆的正常运行将会造成极大的影响，甚至会威胁到车辆行车安全，因此，如何保障车俩电池的正常工作，使车辆电池能够提供持续稳定的电压、电流是行业研究的重点方向。现阶段，车辆的供电系统是由多个电池单体串联形成，当某一个电池单体出现故障时，整个供电系统将停止工作，因此，有必要对现有技术进行改进，减小电池单体对整个供电系统的影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本申请提出一种能够降低电池单体对整个供电系统的、可持续提供稳定电压与电流的车用电池管理系统。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种车用电池管理系统，包括电池连接模块，电池连接模块包括多个并联设置的电池单体，每个电池单体对应的串联有MOS管形成的单体连通控制模块，电池连接模块与DC/DC转换器串联，电池连接模块还与控制器连接。
DC/DC转换器包括升压模块、降压模块、切换模块和控制模块，其中，控制模块发出指令利用切换模块调节DC/DC转换器中升压模块与降压模块的工作状态，当电池进行充电时，DC/DC转换器中切换到降压模式，提供电池电压，当电池单体进行放电时，DC/DC转换器切换到升压模式，保证单个电池单体的电压满足设备供电所需。
单体连通控制模块由MOS管、电阻、电容组成，通过控制MOS管的导通和关闭控制电池单体所在电路的开关，单体连通控制模块分别与DC/DC转换器、电池单体相连，控制器通过PWM驱动的方式控制MOS管的通断。
控制器控制单体连通控制模块中的MOS管的开合、DC/DC转换器线路的切换，可根据预设阙值，结合监测模块数据信息，控制充电电压、充放电电流、防止电池单体过度充放电、避免电池温度过高等。根据电池容量计算剩余电量，自动均衡，控制所在电池单体对应的连通控制模块中MOS管的开合，切换放电线路，如当电池单体输出电压过小时，通过控制该电池单体对应的连通控制模块中MOS管，切断放电电路，与此同时，控制其他电池单体对应的连通控制模块中MOS管闭合，实现放电；具体根据不同电池的容量要求，设定电压阙值，当超出该电压阙值时，控制器控制MOS关闭，保护电池不受损坏，当电池电压低于某一阙值时，也将控制MOS管关闭，避免过量放电。本实施例中控制器采用ATMEL公司的AT89系列单片机，其具备强大的计算能力，能够满足一般的数据计算和系统控制要求。
本系统的有益效果是：系统将电池单体进行并联设置，通过DC/DC转换器的设置，能够稳定车辆用电电压，与此同时，在充电时，实现降压功能，保证输入电压符合电池输入需求，避免高压输入对电池造成损坏；在放电时，实现升压功能，使电池单体输出电压升高，从而使电池单体在并联的情况下所输出的电压仍然能够满足其他设备的使用需求。本系统将电池单体进行并联后，能够在某个单体电池出现故障时，及时的切换到其他的电池单体进行供电，保证车辆的正常用电，同时设置了监测模块，能够对电池的充放电电流、充放电电压进行监测，避免电池过度充放电，延长电池使用寿命，保障车辆用电安全。
附图说明
图1为本实用新型的模块结构示意图。
为便于理解，其中箭头方向可简单理解为电流方向。
具体实施方式
以下将结合实施例对本实用新型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作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。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种车用电池管理系统，包括电池连接模块，所述的电池连接模块包括多个并联设置的电池单体，每个电池单体对应的串联有MOS管形成的单体连通控制模块，电池连接模块与DC/DC转换器串联，电池连接模块还与控制器连接。
电池管理系统还包括监测模块，监测模块与电池连接模块相连，监测模块实时监测电池单体所在线路电压、电流信息，监测电池工作情况，实时监督电池充电电压与电流大小，监测模块是将模拟电压、电流信号转化成数字信号，为控制器提供相应的数据信息，在电压采集中，主要通过电阻、电容完成，电流采集主要通过合金电阻、电容完成，此处属于现有的成熟技术，不再详述。
DC/DC转换器包括升压模块、降压模块、切换模块和控制模块，其中，所述的控制模块为控制芯片，控制模块发出指令利用切换模块调节DC/DC转换器中升压模块与降压模块的工作状态，当电池进行充电时，DC/DC转换器中切换到降压模式，提供电池电压，当电池单体进行放电时，DC/DC转换器切换到升压模式，保证单个电池单体的电压满足设备供电所需。其中，切换模块通过控制升压模块和降压模块所在线路的断开与连通实现两者的切换，具体地，可通过切换电路实现，此处切换方法同单体连通控制模块类似。在升压模式下，升压模块线路连通，降压模块线路中断，而在降压模式下，降压模块连通，升压线路中断。而线路的中断与连通是通过控制模块发送控制指令，控制MOS管的导通和关闭实现。此处，控制模块发出的指令是根据控制器的相关指令做出的。
单体连通控制模块由MOS管、电阻、电容组成，通过控制MOS管的导通和关闭控制电池单体所在电路的接通及断开，单体连通控制模块分别与DC/DC转换器、电池单体相连，控制器通过PWM驱动的方式控制MOS管的通断。
监测模块还包括温度检测模块，温度检测模块主要由热敏电阻、电阻、电容组成，通过RT热敏电阻电压差采集电池温度，实时监控电池温度，将温度数据传送到控制器，当电池温度高于预设阙值，控制器控制MOS管的关闭，切断该电池电路，阻止该电池单体进行充放电，避免因电池高温引起事故。
控制器是本系统的核心部分，根据监测数据信息进行数据处理，并发送执行命令，控制线路切换。主要是控制单体连通控制模块中的MOS管的开合、DC/DC转换器线路的切换，可根据预设阙值，结合监测模块数据信息，控制充电电压、充放电电流、防止电池单体过度充放电、避免电池温度过高等。根据电池容量计算剩余电量，自动均衡，控制所在电池单体对应的连通控制模块中MOS管的开合，切换放电线路，如当电池单体输出电压过小时，通过控制该电池单体对应的连通控制模块中MOS管，切断放电电路，与此同时，控制其他电池单体对应的连通控制模块中MOS管闭合，实现放电；具体根据不同电池的容量要求，设定电压阙值，当超出该电压阙值时，控制器控制MOS关闭，保护电池不受损坏，当电池电压低于某一阙值时，也将控制MOS管关闭，避免过量放电。本实施例中控制器采用ATMEL公司的AT89系列单片机，其具备强大的计算能力，能够满足一般的数据计算和系统控制要求。
具体地，电池单体分别设置输入端和输出端，DC/DC转换器设置第一输入端、第一输出端、第二输入端、第二输出端，其中，电池单体输出端经第一输入端与升压模块连接，经第一输出端与用电设备连接，该连接路线可供电池单体电量输出，完成放电；第二输入端与降压模块相连，经第二输出端与电池单体输入端相连，该连接路线可供电池单体电量输入，完成充电。充电时，DC/DC转换器的作用是进行降压，将输入电压降为电池可输入电压，为电池充电做准备，放电时，DC/DC转换器的作用是将电池单体的电压升高，达到设备用电电压所需。
系统将电池单体进行并联设置，通过DC/DC转换器的设置，能够稳定车辆用电电压，与此同时，在充电时，实现降压功能，保证输入电压符合电池输入需求，避免高压输入对电池造成损坏；在放电时，实现升压功能，使电池单体输出电压升高，从而使电池单体在并联的情况下所输出的电压仍然能够满足其他设备的使用需求。本系统将电池单体进行并联后，能够在某个单体电池出现故障时，及时的切换到其他的电池单体进行供电，保证车辆的正常用电，同时设置了监测模块，能够对电池的充放电电流、充放电电压进行监测，避免电池过度充放电，延长电池使用寿命，保障车辆用电安全。
Claims (5)
1.一种车用电池管理系统，其特征是，包括电池连接模块，所述的电池连接模块包括多个并联设置的电池单体，每个电池单体对应的串联有MOS管形成的单体连通控制模块，电池连接模块与DC/DC转换器串联，电池连接模块还与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的车用电池管理系统，其特征是，所述的DC/DC转换器包括升压模块、降压模块、切换模块和控制模块。
3.根据权利要求1所述的车用电池管理系统，其特征是，所述的单体连通控制模块由MOS管、电阻、电容组成，通过控制MOS管的导通和关闭控制电池单体所在电路的开关，单体连通控制模块分别与DC/DC转换器、电池单体相连，控制器通过PWM驱动的方式控制MOS管的通断。
4.根据权利要求1所述的车用电池管理系统，其特征是，所述的电池单体分别设置输入端和输出端，DC/DC转换器设置第一输入端、第一输出端、第二输入端、第二输出端，其中，电池单体输出端经第一输入端与升压模块连接，经第一输出端与用电设备连接，该连接路线可供电池单体电量输出，完成放电；第二输入端与降压模块相连，经第二输出端与电池单体输入端相连，该连接路线可供电池单体电量输入，完成充电。
5.根据权利要求1所述的车用电池管理系统，其特征是，所述的电池管理系统还包括监测模块，监测模块与电池连接模块相连。
Priority Applications (1)
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| CN202021393276.8U CN212979960U (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 一种车用电池管理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN212979960U true CN212979960U (zh) | 2021-04-16 |
Family
ID=75428033
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202021393276.8U Active CN212979960U (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 一种车用电池管理系统 |
Country Status (1)
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2020
- 2020-07-15 CN CN202021393276.8U patent/CN212979960U/zh active Active
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