CN108099649A - 一种电动汽车锂离子电池管理*** - Google Patents

一种电动汽车锂离子电池管理*** Download PDF

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程三岗
陈枫
李宝玉
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Abstract

本发明公开了一种电动汽车锂离子电池管理***，包括稳压电路、电压检测模块、电流检测模块、保护模块、锂离子电池、电量检测模块、调压器、输出检测模块和单片机。本发明电动汽车锂离子电池管理***针对现有的电动汽车锂离子电池管理***进行改进，首先在充电部分进行了充电电压和充电电流的检测，并且与单片机协同，结合继电器电子开关对充电过程实现了有效的监控和保护，其次还针对输出状态进行检测，随着锂离子电池自身电量的变化会造成输出到负载电压的变化，本设计有效采集输出电压状态，并利用电子调压器对输出电压进行实时调节，确保输出到负载的电压稳定不间断。

Description

一种电动汽车锂离子电池管理***
技术领域
本发明涉及一种电池管理***，具体是一种电动汽车锂离子电池管理***。
背景技术
我国发展新能源汽车，是降低汽车燃料消耗量，缓解燃油供求矛盾，减少尾气排放，改善大气环境，促进汽车技术进步和优化升级的重要举措，同时也是汽车产业跨越式发展和提升国际竞争力的需要。欧美日这些国家，都把新能源汽车作为战略制高点来考虑，国家投入力量加强产业的发展。
据前瞻产业研究院《2016-2021年中国新能源汽车行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示，2015年我国新 能源汽车产销量分别达34万辆和33万辆，同比增长分别为3.3倍及3.4倍。我国新能源汽车销量首次超越美国，成为全球第一大新能源汽车市场。2016年1月，我国新能源汽车生产1.61万辆，同比增长144%。
新能源汽车产销量均超出市场预期，这既得益于中央及地方政府的政策推动，也得益于车主消费观念的转变和汽车企业的努力。
2016年我国新能源汽车在继续保持高速发展的同时，仍需摆脱政策依赖，加强技术研发，预计全年销量有望超60万辆。
我国传统汽车领域和国外相比还比较落后，但在新能源汽车方面，我们和发达国家是站在同一个起跑线上，说法较多的是 “弯道超车”，我们有机会在新能源汽车领域与西方发达国家在一个平衡的层面上创新。
现有的电动汽车主要存在的问题就在于电源管理方面，电源管理包括充电管理和放电管理，现有技术无法对充电和放电状态进行实时有效准确的监控，无法对不正常的电源充放电状态进行精准的控制，其控制方式较为落后，反应速度较慢，从而导致电动汽车的使用存在一定的安全隐患，因此阻碍了电动汽车的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车锂离子电池管理***，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种电动汽车锂离子电池管理***，包括稳压电路、电压检测模块、电流检测模块、保护模块、锂离子电池、电量检测模块、调压器、输出检测模块和单片机，所述稳压电路的电压输入端连接充电桩，稳压电路的电压输出端连接保护模块，保护模块还连接锂离子电池，锂离子电池的电压输出端还连接调压器的电压输入端，调压器的电压输出端连接负载。
作为本发明的优选方案：所述稳压电路和保护模块之间连接有电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块和电流检测模块的信号输出端均连接单片机。
作为本发明的优选方案：所述调压器和负载之间还连接有输出检测模块，所述输出检测模块的信号输出端连接单片机。
作为本发明的优选方案：所述单片机还分别连接稳压电路、保护模块、调压器和车载信息***。
作为本发明的优选方案：所述电压检测模块包括二极管D1、电阻R1、电阻R2和光耦合器IC1，二极管D1的阴极连接电源VCC，二极管D1的阳极连接二极管D2的阴极、电容C1、电容C2、电阻R2、光耦合器IC1的脚4和信号输出端OUT，光耦合器IC1的脚3连接电阻R1，电阻R2的另一端连接电容C1的另一端、电容C2的另一端和二极管D2的阳极并接地，电阻R1的另一端连接电阻R3、电阻R4和电源VCC，电阻R3的另一端连接光耦合器IC1的脚1，光耦合器IC1的脚2连接电阻R4的另一端、电容C3和三端可调基准源Q1的阴极，电容C1的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端连接电阻R6、电阻R7和三端可调基准源Q1的参考极，三端可调基准源Q1的阳极连接电阻R7并接地，电阻R6的另一端连接信号输入端IN，光耦合器IC1的型号为4N25。
作为本发明的优选方案：所述单片机的型号为AT89C52。
作为本发明的优选方案：所述保护模块为继电器电子开关。
作为本发明的优选方案：所述电流检测模块采用电流互感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明电动汽车锂离子电池管理***针对现有的电动汽车锂离子电池进行改进，首先在充电部分进行了充电电压和充电电流的检测，并且与单片机协同，结合继电器电子开关对充电过程实现了有效的监控和保护，其次还针对输出状态进行检测，随着锂离子电池自身电量的变化会造成输出到负载电压的变化，本设计有效采集输出电压状态，并利用电子调压器对输出电压进行实时调节，确保输出到负载的电压稳定不间断，同时本***中的单片机还与车载信息***相连接，能够将电动汽车锂离子电池充电过程中的充电电压、充电电流、输出电压、电量信息等直观的反馈给到车载信息***内部，让使用者直观的查看各项数据，因此其功能强大、智能程度高，提高了电动汽车的使用寿命。
附图说明
图1为电动汽车锂离子电池管理***的电路图。
图2为电压检测模块的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种电动汽车锂离子电池管理***，包括稳压电路、电压检测模块、电流检测模块、保护模块、锂离子电池、电量检测模块、调压器、输出检测模块和单片机，所述稳压电路的电压输入端连接充电桩，稳压电路的电压输出端连接保护模块，保护模块还连接锂离子电池，锂离子电池的电压输出端还连接调压器的电压输入端，调压器的电压输出端连接负载。
作为本发明的优选方案：所述稳压电路和保护模块之间连接有电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块和电流检测模块的信号输出端均连接单片机。
作为本发明的优选方案：所述调压器和负载之间还连接有输出检测模块，所述输出检测模块的信号输出端连接单片机。
作为本发明的优选方案：所述单片机还分别连接稳压电路、保护模块、调压器和车载信息***。
作为本发明的优选方案：所述电压检测模块包括二极管D1、电阻R1、电阻R2和光耦合器IC1，二极管D1的阴极连接电源VCC，二极管D1的阳极连接二极管D2的阴极、电容C1、电容C2、电阻R2、光耦合器IC1的脚4和信号输出端OUT，光耦合器IC1的脚3连接电阻R1，电阻R2的另一端连接电容C1的另一端、电容C2的另一端和二极管D2的阳极并接地，电阻R1的另一端连接电阻R3、电阻R4和电源VCC，电阻R3的另一端连接光耦合器IC1的脚1，光耦合器IC1的脚2连接电阻R4的另一端、电容C3和三端可调基准源Q1的阴极，电容C1的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端连接电阻R6、电阻R7和三端可调基准源Q1的参考极，三端可调基准源Q1的阳极连接电阻R7并接地，电阻R6的另一端连接信号输入端IN，光耦合器IC1的型号为4N25。
单片机的型号为AT89C52。保护模块为继电器电子开关。电流检测模块采用电流互感器。
本发明的工作原理是：本发明电动汽车锂离子电池管理***针对现有的电动汽车锂离子电池进行改进，首先在充电部分进行了充电电压和充电电流的检测，此过程由电压检测模块和电流检测模块实现，其中，电压检测模块如图2所示，由三端稳压器Q1和光电耦合器IC1之问的配合来构成。Q1与IC1一次侧的LED串联，Q1阴极流过的电流就是光电耦合器IC1内部的发光二极管的电流。从IN输入的电压经由电阻R5、电阻R6和电阻R7组成的分压网络后形成参考电压与三端稳压器Q1中的2.5V基准电压进行比较，在三端稳压器Q1的阴极上形成误差电压，使光电耦合器IC1内部的发光二极管的工作电流发生变化，再通过光耦将变化的电流信号转换为电压信号送人输出端OUT，输出端OUT就输出电压信号，采集到的数据发送给单片机，单片机一方面将信号传输给车载信息***，另一方面与单片机内部存储的信号进行对比，如遇到异常情况则发出报警信号到车载信息***，同时控制稳压电路或保护模块，调节充电电压或断开充电回路，达到充电保护的目的，其与单片机协同，结合继电器电子开关对充电过程实现了有效的监控和保护，其次还针对输出状态进行检测，随着锂离子电池自身电量的变化会造成输出到负载电压的变化，***通过输出检测模块有效采集输出电压状态，反馈给单片机，单片机通过调压器改变放电电压的数值，实现了对放电电压的实时调节，确保输出到负载的电压稳定不间断，电量检测模块采集锂离子电池的电量信息并传输给单片机，单片机通过车载信息***直观的显示，本***中的单片机与车载信息***相连接，能够将电动汽车锂离子电池充电过程中的充电电压、充电电流、输出电压、电量信息等直观的反馈给到车载信息***内部，让使用者直观的查看各项数据，因此其功能强大、智能程度高，提高了电动汽车的使用寿命。

Claims (8)

1.一种电动汽车锂离子电池管理***，包括稳压电路、电压检测模块、电流检测模块、保护模块、锂离子电池、电量检测模块、调压器、输出检测模块和单片机，其特征在于，所述稳压电路的电压输入端连接充电桩，稳压电路的电压输出端连接保护模块，保护模块还连接锂离子电池，锂离子电池的电压输出端还连接调压器的电压输入端，调压器的电压输出端连接负载。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂离子电池管理***，其特征在于，所述稳压电路和保护模块之间连接有电压检测模块和电流检测模块，所述电压检测模块和电流检测模块的信号输出端均连接单片机。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂离子电池管理***，其特征在于，所述调压器和负载之间还连接有输出检测模块，所述输出检测模块的信号输出端连接单片机。
4.根据权利要求2所述的一种电动汽车锂离子电池管理***，其特征在于，所述单片机还分别连接稳压电路、保护模块、调压器和车载信息***。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂离子电池管理***，其特征在于，所述电压检测模块包括二极管D1、电阻R1、电阻R2和光耦合器IC1，二极管D1的阴极连接电源VCC，二极管D1的阳极连接二极管D2的阴极、电容C1、电容C2、电阻R2、光耦合器IC1的脚4和信号输出端OUT，光耦合器IC1的脚3连接电阻R1，电阻R2的另一端连接电容C1的另一端、电容C2的另一端和二极管D2的阳极并接地，电阻R1的另一端连接电阻R3、电阻R4和电源VCC，电阻R3的另一端连接光耦合器IC1的脚1，光耦合器IC1的脚2连接电阻R4的另一端、电容C3和三端可调基准源Q1的阴极，电容C1的另一端连接电阻R5，电阻R5的另一端连接电阻R6、电阻R7和三端可调基准源Q1的参考极，三端可调基准源Q1的阳极连接电阻R7并接地，电阻R6的另一端连接信号输入端IN，光耦合器IC1的型号为4N25。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂离子电池管理***，其特征在于，所述单片机的型号为AT89C52。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂离子电池管理***，其特征在于，所述保护模块为继电器电子开关。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车锂离子电池管理***，其特征在于，所述电流检测模块采用电流互感器。
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