CN213734666U - 电池管理控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池管理控制系统，应用于新能源汽车中；该电池管理控制系统包括车载装置、电池包以及主控制器。电池包用于提供电源给车载装置并采集电池参数。主控制器设置于电池包之外，且与电池包进行无线通信。主控制器用于接收所述电池包提供的电池参数并进行监控。

Description

电池管理控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种电池管理控制系统，尤其涉及一种新能源领域的电池管理控制系统。

背景技术

电动汽车以电代油，能够实现零排放与低噪声，是解决能源和环境问题的重要手段。随着新能源车辆续航能力的提升，电动汽车以环保性能优异的优势得到更多用户的青睐。电动汽车内的可充电电池包通常通过控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线与电动汽车内的电源以及其他车载装置进行电性连接。同时，电池包内具有有线连接的主控制器以及从控制器。其中，从控制器用于进行电池参数的采集，主控制器用于接收采集到的电池参数。在需要进行电池更换时，需要拆解当前电池包与车辆的有线连接，并将新的电池包与电动汽车进行有线连接。上述换电池过程中，线路较多，操作复杂且费时。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种电池管理控制系统，旨在解决现有技术中有线连接的电池包操作复杂且费时的问题。

一种电池管理控制系统，应用于新能源汽车中；所述电池管理控制系统包括：

车载装置；

电池包，用于提供电源给所述车载装置并采集电池参数；以及

主控制器，设置于所述电池包之外，且与所述电池包进行无线通信；所述主控制器用于接收所述电池包提供的所述电池参数并进行监控。

可选地，所述电池包和所述主控制器之间通过433MHz跳频通信技术进行通信。

可选地，所述主控制器还包括后台管理模块；所述后台管理模块通过无线广域网与服务器进行通信，以将所述电池参数上传至所述服务器。

可选地，所述主控制器通过有线通信模块与所述车载装置进行通信；其中，所述有线通信模块为控制器局域网络总线。

可选地，所述电池包内设置有至少一个电池模块、从控制器以及电池监测模块；所述电池监测模块连接于所述至少一个电池模块和所述从控制器之间；所述电池监测模块用于检测所述电池模块的电芯温度以及电芯电压并作为所述电池参数；所述从控制器用于将所述电池参数通过无线传输方式发送给所述主控制器。

可选地，所述从控制器包括处理模块和继电器控制模块；所述继电器控制模块用于在所述处理模块复位时维持继电器的当前工作状态。

可选地，所述从控制器还包括固态热管理控制模块；所述固态热管理控制模块与所述处理模块电性连接；所述固态热管理控制模块根据所述处理模块的输出信号对所述电池模块进行热管理操作；所述热管理操作为对所述电池模块进行散热操作或加热操作。

可选地，所述从控制器还包括高压绝缘检测模块；所述高压绝缘检测模块用于检测所述电池参数中的绝缘电阻阻值；在所述绝缘电阻阻值小于预设绝缘阻值，所述继电器控制模块断开所述继电器，所述主控制器控制位于高压配电盒内的主正继电器以及主负继电器断开，实现断开所述车载装置与所述电池包之间的电性连接。

可选地，所述从控制器还包括运动状态监测模块；所述运动状态检测模块用于监测所述电池包的运动状态并产生运动感测信号给所述处理模块；所述运动状态监测模块为加速度传感器。

可选地，所述电池包进一步还包括电流监测模块；所述电流监测模块监测所述电池模块的电流；所述电流监测模块将接收到的电流信号进行放大并利用数模转换器进行采样并与预定电流值比较。

上述电池管理控制系统，将所述主控制器设置于所述电池包的外部，且通过无线通信与所述电池包建立通信，使得在换电过程中无需进行电线插拔动作，可降低换电操作的复杂性。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例之车辆换电管理系统的模块示意图。

图2为图1中所述从控制器的模块示意图。

主要元件符号说明

电池管理控制系统 1

服务器 2

主控制器 10

电池包 20

车载装置 30

有线通信模块 11

信号采集模块 13

接触器控制模块 15

第一无线通信模块 17

后台管理模块 19

从控制器 21

电池监测模块 23

电流监测模块 24

电池模块 25

电源模块 211

处理模块 213

第二无线通信模块 214

继电器控制模块 215

绝缘电阻检测模块 216

固态热管理控制模块 217

运动状态监测模块 218

存储模块 219

监测芯片 231

电池组 251

温度传感器 253

继电器 26

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间没接间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况立即上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。此外，术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型电池管理控制系统1的具体实施方式进行说明。

请参阅图1，其为本实用新型较佳实施方式的电池管理控制系统1的模块示意图。所述电池管理控制系统1应用于新能源汽车(图未示)中。在本实用新型的至少一个实施例中，所述新能源汽车可以为纯电动汽车，也可以为油电混合汽车。

所述电池管理控制系统1可与服务器2进行无线通信。所述电池管理控制系统1用于将电池参数通过无线通信传输给服务器2，以实现远程监控电池性能。所述电池管理控制系统1包括主控制器10、电池包20以及车载装置30。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述电池参数可以包括电芯电压、电芯温度、运动状态参数、电流、绝缘电阻阻值等等，但并不局限于此。其中，所述绝缘电阻阻值为电性连接于所述电池包20与新能源汽车车身之间的绝缘电阻的阻值。

所述主控制器10设置于所述电池包20之外，且相对所述电池包20独立设置所述新能源汽车内。所述主控制器10包括有线通信模块11、信号采集模块13、接触器控制模块15、第一无线通信模块17以及后台管理模块19。

所述有线通信模块11用于与所述车载装置30建立有线通信通道。所述有线通信模块11用于将所述电池包20提供的电压或信号提供给所述车载装置30。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述有线通信模块为控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)总线。

所述信号采集模块13用于采集设置于所述电池包20外部的高压配电盒(Power,Distribution Unit,PDU)内部的多个高压信号。所述信号采集模块13不同的高压信号之间采用隔离分时复用的方式进行采集。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述高压信号可为不同继电器上产生的高压信号，例如预充电继电器、主正继电器以及慢充电继电器，还可以为其他类型的高压信号。

所述高压接触器控制模块15用于控制建立或断开所述电池包20和所述车载装置30之间的电性连接。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述高压接触器控制模块15为专用接触器驱动芯片。

所述第一无线通信模块17用于建立所述主控制器10和所述电池包20的无线通信通道。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述第一无线通信模块17采用433MHz跳频技术与所述电池包20进行数据通信。

所述后台管理模块19用于将接收的电池参数实时上传至所述服务器2。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述后台管理模块19通过无线广域网与所述服务器2进行通信，例如，2G、3G、4G以及5G网络通信。

请一并参阅图2，其为所述电池包20的模块示意图。所述电池包20内设置有从控制器21、至少一个电池监测模块23、电流监测模块24、至少一个电池模块25以及继电器26。在本实用新型的至少一个实施例中，图2中仅示意了两个所述电池模块25。在其他实施方式中，所述电池包20还可以包括更多个电池模块25。

所述从控制器21包括电源模块211、处理模块213、第二无线通信模块214、继电器控制模块215、高压绝缘监测模块216、固态热管理控制模块217、运动状态监测模块218以及存储模块219。

所述电源模块211用于给所述处理模块213提供工作电压。在本实用新型的至少一个实施例中，所述电源模块211可以将所述电池模块25的电压进行转换后提供给所述处理模块213。所述工作电压范围为100V至450V。

所述处理模块213用于根据所述工作电压上电工作，并接收所述电池监测模块23输出的电池参数并进行分析。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述处理模块213为微控制器(Micro Control Unit,MCU)。

所述第二无线通信模块214用于与所述第一无线通信模块17建立无线通信。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述第二无线通信模块214和所述第一无线通信模块17之间采用433MHz跳频技术进行数据通信。

所述继电器控制模块215用于根据所述处理模块213的控制信号控制继电器26的工作状态，并在所述处理模块213复位时维持所述继电器26的当前工作状态不变。在本实用新型的至少一个实施方式中，在所述处理模块213复位前所述继电器控制模块215控制所述继电器26处于吸合状态时，在所述处理模块213复位时，所述继电器控制模块215维持控制所述继电器26处于吸合状态；在所述处理模块213复位前所述继电器控制模块215控制所述继电器26处于断开状态时，在所述处理模块213复位时，所述继电器控制模块215维持控制所述继电器26处于断开状态。即，在所述处理模块213复位时，不影响所述继电器所述继电器26的工作状态。其中，所述继电器26连接于多个所述电池模块25，用于在吸合状态时控制所述电池模块25提供电源。

所述高压绝缘检测模块216用于检测所述电池参数中的绝缘电阻阻值。在所述绝缘电阻阻值小于预设绝缘阻值，所述继电器控制模块215断开所述继电器26，所述主控制器10控制位于高压配电盒内的主正继电器(图未示)以及主负继电器(图未示)断开，实现断开所述车载装置30与所述电池包20之间的电性连接。

所述固态热管理控制模块217与所述处理模块213电性连接。所述固态热管理控制模块217根据所述处理模块213的输出信号对所述电池模块25进行热管理操作。其中，所述热管理操作可以为散热操作，也可以为加热操作。在所述处理模块213识别到所述电池模块25的温度过高时，可控制所述固态热管理控制模块217对所述电池模块25进行散热。在所述处理模块213识别到所述电池模块25的温度过低时，可控制所述固态热管理控制模块217对所述电池模块25进行加热。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述固态热管理控制模块217采用高压绝缘双栅极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)构成，并可调整热管理操作的功率，可实现电流保护以及温度保护的功能。

所述运动状态监测模块218用于监测所述电池包20的运动状态并产生运动感测信号给所述处理模块213。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述运动状态监测模块218为加速度传感器。

所述处理模块213进一步地根据所述运动感测信号判断所述电池包20是否产生跌落或碰撞。在所述电池包20产生跌落或碰撞时，所述处理模块213可产生异常信号并存储在所述存储模块219中。

所述存储模块219用于存储故障代码以及所述异常信号。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述存储模块219可以为快闪存储卡(flash card)。在其他实施方式中，所述存储模块219还可以为内存条、TF卡(Trans-flash Card)、智能媒体卡(smart mediacard)、安全数字卡(secure digital card)等等，但并不局限于此。

所述电池监测模块23用于监测所述电池模块25的电芯电压以及电芯温度。所述电池监测模块23由至少一个监测芯片231构成。所述监测芯片231通过96个通道进行电压采样，并通过32个通道进行温度采样。所述监测芯片231的电压采集的精度范围为-10mV至+10mV，所述监测芯片231的温度采集精度在-2℃至+2℃。所述监测芯片231的工作温范围为-40℃至+105℃。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述监测芯片231为ISL78600芯片作为模拟前端(Analog Front End，AFE)芯片。

所述电流监测模块24用于监测所述电池模块25的电流。所述电流监测模块24将接收到的电流信号进行放大并利用模数转换器(Analog to Digital Converter，ADC)进行采样并与预定电流值进行比较。其中，所述电流监测模块24的电流采集精度为0.5％FS。在本实用新型的至少一个实施方式中，所述电流监测模块24为分流器总成。

所述电池模块25包括多个电池组251以及多个温度传感器253。多个所述电池组251之间并联连接。每个所述电池组251由多个电池串联连接而成。在本实用新型的至少一个实施例中，所述电池组251中的电池数量可以相同，也可以不同。每个所述温度传感器253对应一个所述电池组251。所述温度传感器253用于感测对应的所述电池组251的温度并产生感测信号通过所述电池监测模块23提供给所述从控制器21。

所述电池包20还进一步可包括调试接口(图未标示)、快换连接器总输出模块(图未标示)、熔断器(图未标示)等等元件，在此不一一列举。

上述所述电池管理控制系统1，将所述主控制器10设置于所述电池包20的外部，且通过无线通信与所述电池包20建立通信，使得在换电过程中无需进行电线插拔动作，可降低换电操作的复杂性。另外，通过在所述电池包内设置运动状态监测功能，可避免后续售后纠纷的产生。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池管理控制系统，应用于新能源汽车中；其特征在于：所述电池管理控制系统包括：

车载装置；

电池包，用于提供电源给所述车载装置并采集电池参数；以及

主控制器，设置于所述电池包之外，且与所述电池包进行无线通信；所述主控制器用于接收所述电池包提供的所述电池参数并进行监控。

2.如权利要求1所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述电池包和所述主控制器之间通过433MHz跳频通信技术进行通信。

3.如权利要求1所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述主控制器还包括后台管理模块；所述后台管理模块通过无线广域网与服务器进行通信，以将所述电池参数上传至所述服务器。

4.如权利要求1所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述主控制器通过有线通信模块与所述车载装置进行通信；其中，所述有线通信模块为控制器局域网络总线。

5.如权利要求1所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述电池包内设置有至少一个电池模块、从控制器以及电池监测模块；所述电池监测模块连接于所述至少一个电池模块和所述从控制器之间；所述电池监测模块用于检测所述电池模块的电芯温度以及电芯电压并作为所述电池参数；所述从控制器用于将所述电池参数通过无线传输方式发送给所述主控制器。

6.如权利要求5所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述从控制器包括处理模块和继电器控制模块；所述继电器控制模块用于在所述处理模块复位时维持继电器的当前工作状态。

7.如权利要求6所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述从控制器还包括固态热管理控制模块；所述固态热管理控制模块与所述处理模块电性连接；所述固态热管理控制模块根据所述处理模块的输出信号对所述电池模块进行热管理操作；所述热管理操作为对所述电池模块进行散热操作或加热操作。

8.如权利要求6所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述从控制器还包括高压绝缘检测模块；所述高压绝缘检测模块用于检测所述电池参数中的绝缘电阻阻值；在所述绝缘电阻阻值小于预设绝缘阻值，所述继电器控制模块断开所述继电器，所述主控制器控制位于高压配电盒内的主正继电器以及主负继电器断开，实现断开所述车载装置与所述电池包之间的电性连接。

9.如权利要求6所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述从控制器还包括运动状态监测模块；所述运动状态监测模块用于监测所述电池包的运动状态并产生运动感测信号给所述处理模块；所述运动状态监测模块为加速度传感器。

10.如权利要求5所述的电池管理控制系统，其特征在于，所述电池包进一步还包括电流监测模块；所述电流监测模块监测所述电池模块的电流；所述电流监测模块将接收到的电流信号进行放大并利用数模转换器进行采样并与预定电流值进行比较。

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