CN213458529U - 一种新能源汽车电池管理实验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种新能源汽车电池管理实验系统，采用实验箱的形式，将电池组及电池管理系统电池组以及各类辅助元器件设置在实验箱内组成新能源汽车电池管理实验系统，在对电池管理系统及电池组的运行状态进行调节的同时，可以利用组合仪表对电池组及电池管理系统的运行参数等进行检测，显示电池组以及其他元器件的相关信息，让用户了解电池管理系统的内部结构，缩小了常规的实验系统的体积，降低了系统成本。

Description

一种新能源汽车电池管理实验系统

技术领域

本实用新型涉及汽车教学技术领域，具体而言，涉及一种新能源汽车电池管理实验系统。

背景技术

随着生活水平的不断提高，汽车已成为人们出行中不可缺少的一部分，近几年来，新能源汽车发展迅速，因此相应的新能源汽车教育也越来越重要。

现有的针对新能源汽车电池管理系统工作原理和故障诊断的实验/实训教学，其存在以下问题，采用了实车零部件组装，体积较大，此外实车部件大功率的电池管理系统电压较高，成本也比较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新能源汽车电池管理实验系统，以改善现有的教学装置成本较高等问题。

本实用新型是这样实现的：

第一方面，本申请提供了一种新能源汽车电池管理实验系统，

所述新能源汽车电池管理实验系统包括：电池组、电池管理系统、电机控制器、整车控制器以及组合仪表；

所述电池组、所述电池管理系统与所述电机控制器及所述整车控制器形成动力CAN网络，以对所述电机控制器及所述整车控制器提供电源；

所述电池组与所述电池管理系统连接，所述电池管理系统与所述组合仪表通过CAN总线连接，以将所述电池组的工作状态或者故障状态发送至所述组合仪表显示。

进一步地，所述电池组由多个电池模块串联形成，每一个电池模块由多个电池单元并联组成。

进一步地，所述新能源汽车电池管理实验系统包括主正接触器与主负接触器，所述主负接触器与所述电池组的负极连接，所述主正接触器的一端与所述电池组的正极连接，所述主正接触器的一端与第一测试接孔连接，该第一测试接孔用于连接用电设备，所述主正接触器用于控制所述电池组的放电，当所述主正接触器闭合导通时，所述电池组放电；当所述主正接触器断开时，所述电池组停止放电。

进一步地，所述述新能源汽车电池管理实验系统包括预充电接触器及预充电电阻；

所述预充电接触器的一端与所述电池组的正极连接，所述预充电接触器的另一端通过所述预充电电阻与第二测试孔连接；

所述预充电电阻用于限流，防止第二测试孔连接的用电设备的电流过大损坏所述电池组。

进一步地，所述新能源汽车电池管理实验系统包括PTC接触器，所述PTC接触器与所述电池组连接，所述PTC接触器用于控制PTC加热模块的电源通断。

进一步地，所述新能源汽车电池管理实验系统还包括高压分线盒，所述高压分线盒内设置有高压熔断器或保险丝，所述高压熔断器或保险丝设置于所述预充电接触器与用电设备之间或者所述主正接触器与用电设备之间，所述高压分线盒用于对高压供电的设备进行保护。

进一步地，所述新能源汽车电池管理实验系统包括电流传感器，所述电流传感器与所述电池组电连接，所述电流传感器用于检测所述电池组的电流。

进一步地，所述新能源汽车电池管理实验系统包括箱体；

所述箱体包括箱体面板，所述电池管理系统、所述高压分线盒、所述主正接触器、主负接触器、预充电接触器、预充电电阻、PTC接触器及所述电池组均设置于所述箱体面板。

进一步地，所述箱体面板上设置有多个安装槽，所述电池组安装于所述安装槽中。

进一步地，所述的新能源汽车电池管理实验系统包括箱盖，所述箱盖与所述箱体转动连接；

所述组合仪表、所述整车控制器及所述电机控制器设置于所述箱盖内。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种新能源汽车电池管理实验系统，采用实验箱的形式，将电池组及电池管理系统电池组以及各类辅助元器件设置在实验箱内组成新能源汽车电池管理实验系统，在对电池管理系统及电池组的运行状态进行调节的同时，可以利用组合仪表对电池组及电池管理系统的运行参数等进行检测，显示电池组以及其他元器件的相关信息，让用户了解电池管理系统的内部结构，缩小了常规的实验系统的体积，降低了系统成本。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型所提供的一种新能源汽车电池管理实验系统的功能模块示意图。

图2示出了本实用新型所提供的一种新能源汽车电池管理箱体的示意图。

图标：100-新能源汽车电池管理实验系统；120-电池管理系统；130-电池组；131-电池模块；132-主正接触器；133-主负接触器；134-预充电接触器；135-预充电电阻；136-PTC接触器；137-电流传感器；140-组合仪表；141-网关单元；150-DC-DC 模块；151-铅酸电池组；160-充电机；161-充电接触器；170- 高压分线盒；171-保险丝；210-箱体；220-箱盖；223-整车控制器；224-电机控制器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

随着生活水平的不断提高，汽车已成为人们出行中不可缺少的一部分，近几年来，新能源汽车发展迅速，因此相应的新能源汽车教育也越来越重要。

现有的针对新能源汽车电池管理系统工作原理和故障诊断的实验/实训教学，其存在以下问题，采用了实车零部件组装，体积较大，此外实车部件大功率的电池管理系统电压较高，成本也比较高。

有鉴于此，本实施例提供了一种新能源汽车电池管理实验系统，以改善现有新能源汽车电池管理教学装置成本较高等问题。请参阅图1，图1示出了本实施例提供的新能源汽车电池管理实验系统100的示意图。

本申请提供了一种新能源汽车电池管理实验系统100，新能源汽车电池管理实验系统100包括：电池组130、电池管理系统120、电机控制器224、整车控制器223以及组合仪表140。其中，电池组130、电池管理系统120与电机控制器224及整车控制器223形成动力CAN网络，以对电机控制器224及整车控制器223提供电源。

参阅图2，电池组130与电池管理系统120连接，电池管理系统120与组合仪表140通过CAN总线连接，以将电池组 130的工作状态或者故障状态发送至组合仪表140显示。

在一些可能的实现方式中，电池组130由多个电池模块131 串联形成，每一个电池模块131由多个电池单元并联组成。例如，电池组130可以包括多个电池单元，每2个电池单元并联形成一个电池模块131，多个电池模块131串联形成该电池组 130，本实施例对此不作限定，电池组130所包含的电池单元的数量可以视实际教学情况设定。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括主正接触器132与主负接触器133，主负接触器133 与电池组130的负极连接，主正接触器132的一端与电池组130 的正极连接，主正接触器132的一端与第一测试接孔连接，该第一测试接孔用于连接用电设备，主正接触器132用于控制电池组130的充/放电，当主正接触器132闭合导通时，电池组130 充/放电；当主正接触器132断开时，电池组130停止充/放电。设置主正接触器132与主负接触器133可以防止电池组130一直处于充放电状态。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括预充电接触器134及预充电电阻135；预充电接触器 134的一端与电池组130的正极连接，预充电接触器134的另一端通过预充电电阻135与第二测试孔连接；预充电电阻135 用于限流，防止第二测试孔连接的用电设备的电流过大损坏电池组130。

在实际使用过程中，为了防止连接的用电设备有大电容等可能会瞬间电流较大设备，在上电时对电池组130的冲击；所以需要先通过预充电电阻135限流后先给这些设备供电，等这些设备上电完成后，才闭合主正接触器132供电(需要对外供电时，主负接触器133是一直导通的)。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括PTC接触器136，PTC接触器136与电池组130连接， PTC接触器136用于控制PTC加热模块的电源通断。例如，设置有温度传感器进行测温，当温度较低时，PTC接触器136闭合，PTC加热模块启动加热；当温度较高时，设置一散热风扇进行散热。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100还包括高压分线盒170，高压分线盒170内设置有高压熔断器或保险丝171，高压熔断器或保险丝171设置于预充电接触器134与用电设备之间或者主正接触器132与用电设备之间，高压分线盒170用于对高压供电的设备进行保护。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统100包括电流传感器137，电流传感器137与电池组130电连接，电流传感器137用于检测电池组130的电流。在一种可能的实现方式中，电流传感器137设置于电池组130与主正接触器132 之间，电流传感器137检测电池组130的电流，并将电流发送至组合仪表140进行显示。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括充电接触器161与充电机160，充电接触器161的一端与电池组130的正极连接，充电接触器161的另一端与该充电机160连接，充电机160可以模拟向电池组130输出小功率、小电压、小电流等各种不同类型的信号，实现对电池组130的充电。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括DC-DC模块150以及铅酸电池组151，DC-DC模块 150的一端与电池组130连接，另一端与铅酸电池组151连接， DC-DC模块150用于模拟电池系统中的高压到低压转换设备；铅酸电池组151用于模拟电池系统中的低压电源。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括故障设置装置，例如其可以设置包括各种断路故障，温度传感器故障等。可以通过组合仪表140显示这类故障信息。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统100包括温度传感器模拟装置、电量传感器模拟装置以及烟雾监测装置，上述温度传感器模拟装置、电量传感器模拟装置以及烟雾监测装置均与测量仪表连接，其模拟的信息可以传输至测量仪表进行显示。

例如，温度传感器模拟装置在实验室无法实现高温、低温时模拟高低温，利用温度传感器模拟装置可以向测量仪表输出用户设定的温度条件；电量传感器模拟装置，用于模拟电量大小，在电池组130有电、无电时都可以模拟电池组130有、无电的各种状态，以及模拟电池组130不同的电量状态；烟雾监测装置用于模拟探测电池包内是否出现冒烟状况，以对各种极端工况下的应用环境进行模拟。

在另一种可能的实现方式中，为了实现不同工况下的故障诊断，该新能源汽车电池管理实验系统100还设置有诊断仪，该诊断仪用于对电池管理系统120或者各类执行器(用电设备) 进行故障诊断，并将可能的故障诊断结果发送至组合仪表140。

当检测到电池组130或者电池管理系统120出现故障时，限制电机控制器224功率输出(故障级别较低时限制电机控制器224输出功率，故障级别较高时是禁止输出功率)，并且电池组130的状态可以被仪表所部分显示，故障可以被诊断仪读取；全部可监测状态可以被诊断仪读取，执行器可以被诊断仪测试。

可以理解地，为了实现上述多个功能模块与组合仪表140 的连接，可以利用网关单元141及多个CAN总线将电池管理系统120与组合仪表140等连接。

在另一种可能的实现方式中，为了实现不同工况下的故障诊断，该新能源汽车电池管理实验系统100还设置有诊断仪，该诊断仪与组合仪表140电连接，用于对电池管理系统120进行故障诊断，并将可能的故障诊断结果发送至组合仪表140。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括箱体210及箱盖220，箱盖220与箱体210转动连接。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括箱体210及箱盖220，箱体210包括箱体210面板，电池管理系统120、高压分线盒170、主正接触器132、主负接触器133、预充电接触器134、预充电电阻135、PTC接触器136 及电池组130均设置于箱体210面板。

在一些可能的实现方式中，箱体210面板上设置有多个安装槽，电池组130安装于安装槽中。

在一些可能的实现方式中，新能源汽车电池管理实验系统 100包括箱盖220，箱盖220与箱体210转动连接；组合仪表 140、整车控制器223及电机控制器224设置于箱盖220内。

相对现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种新能源汽车电池管理实验系统，采用实验箱的形式，将电池组及电池管理系统以及各类辅助元器件设置在实验箱内组成新能源汽车电池管理实验系统，在对电池管理系统及电池组的运行状态进行调节的同时，可以利用组合仪表对电池组及电池管理系统的运行参数等进行检测，显示电池组以及其他元器件的相关信息，让用户了解电池管理系统的内部结构，缩小了常规的实验系统的体积，降低了系统成本。

本实用新型提出的一种新的新能源汽车电池管理实验系统，采用实验箱形式，并采用了电池管理单元组成电池管理系统，与采用“台架形式”的实验系统比，可以让用户对电池管理单元内部进行了解，掌握其诊断原理、保护原理、保护极限等，让用户懂原理、一通百通，实现知识应用的迁移。采用实验箱形式，体积较小，方便于场地较小的用户使用，包括在普通实验室内大规模使用，实现多组学员的同步实验教学，同时降低了物流成本。采用了较小数量的电池串并联结构，能采用小功率充电器充电，降低了生产成本、使用成本，同时降低了维护成本；同时电池管理系统的电池组最高电压为人体安全电压 (≤36V)，可以有效防止教学使用过程中的触电事故。整个系统的电源功率较小，无需铺设大功率供电线路；在一个实验室内同时运行几十套系统也可以不用更改实验室供电线路；电池管理系统内部电路测试点，包括串并联测量点、主正接触器、主负接触器、维修开关、电流传感器等测量点，用于测量电池管理系统内部关键电路的电压、波形、控制逻辑，方便于用户学习。还具备有多个电池管理系统的外部电路测量点，用于用户测量电池管理系统外部关键电路的电压、波形、控制逻辑，方便于用户学习。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述新能源汽车电池管理实验系统包括：

电池组、电池管理系统、电机控制器、整车控制器以及组合仪表；

所述电池组、所述电池管理系统与所述电机控制器及所述整车控制器形成动力CAN网络，以对所述电机控制器及所述整车控制器提供电源；

所述电池组与所述电池管理系统连接，所述电池管理系统与所述组合仪表通过CAN总线连接，以将所述电池组的工作状态或者故障状态发送至所述组合仪表显示。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述电池组由多个电池模块串联形成，每一个电池模块由多个电池单元并联组成。

3.根据权利要求2所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述新能源汽车电池管理实验系统包括主正接触器与主负接触器，所述主负接触器与所述电池组的负极连接，所述主正接触器的一端与所述电池组的正极连接，所述主正接触器的一端与第一测试接孔连接，该第一测试接孔用于连接用电设备，所述主正接触器用于控制所述电池组的充放电，当所述主正接触器闭合导通时，所述电池组充/放电；当所述主正接触器断开时，所述电池组停止充/放电。

4.根据权利要求3所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述新能源汽车电池管理实验系统包括预充电接触器及预充电电阻；

所述预充电接触器的一端与所述电池组的正极连接，所述预充电接触器的另一端通过所述预充电电阻与第二测试孔连接；

所述预充电电阻用于限流，防止第二测试孔连接的用电设备的电流过大损坏所述电池组。

5.根据权利要求4所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述新能源汽车电池管理实验系统包括PTC接触器，所述PTC接触器与所述电池组连接，所述PTC接触器用于控制PTC加热模块的电源通断。

6.根据权利要求5所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述新能源汽车电池管理实验系统还包括高压分线盒，所述高压分线盒内设置有高压熔断器或保险丝，所述高压熔断器或保险丝设置于所述预充电接触器与用电设备之间或者所述主正接触器与用电设备之间，所述高压分线盒用于对高压供电的设备进行保护。

7.根据权利要求6所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述新能源汽车电池管理实验系统包括电流传感器，所述电流传感器与所述电池组电连接，所述电流传感器用于检测所述电池组的电流。

8.根据权利要求7所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述新能源汽车电池管理实验系统包括箱体；

所述箱体包括箱体面板，所述电池管理系统、所述高压分线盒、所述主正接触器、主负接触器、预充电接触器、预充电电阻、PTC接触器及所述电池组均设置于所述箱体面板。

9.根据权利要求8所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述箱体面板上设置有多个安装槽，所述电池组安装于所述安装槽中。

10.根据权利要求9所述的新能源汽车电池管理实验系统，其特征在于，所述的新能源汽车电池管理实验系统包括箱盖，所述箱盖与所述箱体转动连接；

所述组合仪表、所述整车控制器及所述电机控制器设置于所述箱盖内。

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