CN207150211U - 一种电动汽车动力电池管理*** - Google Patents

一种电动汽车动力电池管理*** Download PDF

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朱承明
李宝玉
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车动力电池管理***，电池管理***采用分布式结构，包括多个电池模块，电池模块是由多个电池单体组成，每个电池模块是由本地控制单元控制的，本地控制单元是由电池组管理单元控制的，电池组管理单元接收所有本地控制单元的信息，并发出控制指令，同时与外界设备实现信息交互；本实用新型的电池管理***采用分布式管理，具有接线灵活、扩增方便的特点，能够根据电池数量灵活配置；采用分层模块化的方法，针对不同的工作情况而具备不尽相同的功能，能够完成对电池状态信息采集、电池荷电SOC估算、电池安全和状态判断及故障报警等任务，通过本地控制模块与电池管理单元相互配合高效地实现对众多数量电池的管理。

Description

一种电动汽车动力电池管理***
技术领域
本实用新型涉及BMS领域，特别涉及一种电动汽车动力电池管理***。
背景技术
电动汽车动力电池组由数百节单体电池通过串并联方式组合而成，总电压高达几百伏，充电电流达几百安，成本昂贵，设法提高动力电池的使用安全性和循环充电寿命具有重要价值。此外，电池在充放电过程中的电压、电流和温度要保持在合理范围之内，并避免过充和过放，对于保证电池的安全和寿命十分重要。一旦电池出现一定程度的过充或过放等不合理操作，将会对电池的使用寿命带来严重影响，极易引发安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种能够对电动汽车的动力电池的电压、电流和温度进行精密监控且能够根据监控数据进行相应判断并做出相应措施的动力电池管理***，所述电动汽车动力电池管理***的技术方案是这样实现的：
一种电动汽车动力电池管理***，采用分布式结构，包括多个电池模块，所述电池模块是由多个电池单体组成，所述每个电池模块是由本地控制单元控制的，所述本地控制单元是由电池组管理单元控制的，所述电池组管理单元接收所有本地控制单元的信息，并发出控制指令，同时与外界设备实现信息交互。
进一步的，所述本地控制单元具备电气隔离功能，还具备对电池参数的检测包括单体电池的电压和温度，并判断电压和温度故障，对不同级别故障发出警报，对电路故障进行检测，生产故障码，对每个电池单体的均衡控制，最后将采集的数据及故障码通过CAN总线传递给电池组管理单元。
进一步的，所述电池管理单元完成电池组电压和充放电电流的检测，电池组绝缘状态的监测，接收本地控制单元发出的信息，并对本地控制电压供电并发出均衡制冷；与充电机通信实现电池组的充电控制，与车辆控制单元通信实现电池组的放电控制，通过控制高压和预充继电气，保护电池组充放电过程的安全；根据电池的监测数据完成电池状体的估计，并对关键数据存储，以便控制器重新上电时能够顺利读取。
进一步的，所述本地控制单元采用单片机MB96F625RB作为微控制器，集成CAN和I2C通信模块，采用模块化设计划分为4个模块，分别是电池参数采集模块、电源管理模块、电气隔离模块和通信模块。
进一步的，所述电池参数采集模块采用集成芯片采集电池单体的电压、充点电电流和温度，所述采集接口采用MAX17830；所述微控制器通过I2C总线传输数据对MAX17830的控制，并且本地控制单元与电池组管理单元之间的数据是通过CAN总线传输的。
进一步的，所述本地控制单元和电池组管理单元的电压都是蓄电池提供的。
本实用新型的电池管理***采用分布式管理，具有接线灵活、扩增方便的特点，能够根据电池数量灵活配置；采用分层模块化的方法，针对不同的工作情况而具备不尽相同的功能，能够完成对电池状态信息采集、电池荷电SOC估算、电池安全和状态判断及故障报警等任务，通过本地控制模块与电池管理单元相互配合高效地实现对众多数量电池的管理。
附图说明
图1为本实用新型电池管理***的结构示意图；
图2为本实用新型电池管理***本地控制单元的框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1～2所示，一种电动汽车动力电池管理***，采用分布式结构，包括多个电池模块，所述电池模块是由多个电池单体组成，所述每个电池模块是由本地控制单元控制的，所述本地控制单元是由电池组管理单元控制的，所述电池组管理单元接收所有本地控制单元的信息，并发出控制指令，同时与外界设备实现信息交互。
具体实施时，所述本地控制单元具备电气隔离功能，还具备对电池参数的检测包括单体电池的电压和温度，并判断电压和温度故障，对不同级别故障发出警报，对电路故障进行检测，生产故障码，对每个电池单体的均衡控制，最后将采集的数据及故障码通过CAN总线传递给电池组管理单元。
具体实施时，所述电池管理单元完成电池组电压和充放电电流的检测，电池组绝缘状态的监测，接收本地控制单元发出的信息，并对本地控制电压供电并发出均衡制冷；通过继电器网络与充电机通信实现电池组的充电控制，与车辆控制单元(车辆电机)通信实现电池组的放电控制，通过控制高压和预充继电气，保护电池组充放电过程的安全；根据电池的监测数据完成电池状体的估计，并对关键数据存储，以便控制器重新上电时能够顺利读取。
具体实施时，所述本地控制单元采用单片机MB96F625RB作为微控制器，所述单片机MB96F625RB为16位单片机，具有10位精度的AD采样和输入捕捉功能，集成CAN和I2C通信模块，采用模块化设计划分为4个模块，分别是电池参数采集模块、电源管理模块、电气隔离模块和通信模块。
具体实施时，所述电池参数采集模块采用集成芯片采集电池单体的电压、充点电电流和温度，所述采集接口采用MAX17830，其具有12路的14位高精度电压采集通道，2路辅助输入通道可实现温度采集，并配置有400kps的I2C通信模块；所述微控制器通过I2C总线传输数据对MAX17830的控制，并且本地控制单元与电池组管理单元之间的数据是通过CAN总线传输的。
具体实施时，由于电池模块与本地控制单元的供电电压不共地，且每个电池模块的电源点位与上一电池模块的地点位相等，因此单片机与MAX17830之间通信及其控制需要通过电气隔离。
进一步的，所述电气隔离模块包括I2C通信隔离和MAX17830的休眠控制和状态反馈信号隔离。
具体实施时，所述本地控制单元和电池组管理单元的电压都是蓄电池提供的。
具体实施时，所述本地控制单元的通信电路模块包括I2C通信模块和CAN通信模块，所述I2C通信模块体现在所述电气隔离模块的I2C通信隔离中。
本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示而作出不背离本实用新型实质的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围不限于实施例所揭示的内容，也包括各种不背离本实用新型实质的替换及修饰。

Claims (4)

1.一种电动汽车动力电池管理***，其特征在于：所述电池管理***采用分布式结构，包括多个电池模块，所述电池模块是由多个电池单体组成，所述每个电池模块是由本地控制单元控制的，所述本地控制单元是由电池组管理单元控制的，所述电池组管理单元接收所有本地控制单元的信息，并发出控制指令，同时与外界设备实现信息交互；
所述本地控制单元具备电气隔离功能，还具备对电池参数的检测包括单体电池的电压和温度，并判断电压和温度故障，对不同级别故障发出警报，对电路故障进行检测，生产故障码，对每个电池单体的均衡控制，最后将采集的数据及故障码通过CAN总线传递给电池组管理单元；
所述电池管理单元完成电池组电压和充放电电流的检测，电池组绝缘状态的监测，接收本地控制单元发出的信息，并对本地控制电压供电并发出均衡制冷；与充电机通信实现电池组的充电控制，与车辆控制单元通信实现电池组的放电控制，通过控制高压和预充继电气，保护电池组充放电过程的安全；根据电池的监测数据完成电池状体的估计，并对关键数据存储，以便控制器重新上电时能够顺利读取。
2.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池管理***，其特征在于：所述本地控制单元采用单片机MB96F625RB作为微控制器，集成CAN和I2C通信模块，采用模块化设计划分为4个模块，分别是电池参数采集模块、电源管理模块、电气隔离模块和通信模块。
3.根据权利要求2所述的电动汽车动力电池管理***，其特征在于：所述电池参数采集模块采用集成芯片采集电池单体的电压、充点电电流和温度，所述采集接口采用MAX17830；所述微控制器通过I2C总线传输数据对MAX17830的控制，并且本地控制单元与电池组管理单元之间的数据是通过CAN总线传输的。
4.根据权利要求1所述的电动汽车动力电池管理***，其特征在于：所述本地控制单元和电池组管理单元的电压都是蓄电池提供的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108973756A (zh) * 2018-08-27 2018-12-11 淮安信息职业技术学院 一种新能源汽车用动力电池管理***
CN111446758A (zh) * 2020-04-09 2020-07-24 深圳市景方盈科技有限公司 新能源电池管理***及电动汽车
CN111767029A (zh) * 2020-06-30 2020-10-13 成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司 一种电池管理***及其实现方法

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