專利名稱：電池管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電動汽車動力電池管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展以及能源、環(huán)保等問題的日益突出，純電動汽車以其零排放、噪聲低等優(yōu)點越來越受到世界各國的重視，被稱作綠色環(huán)保車。作為發(fā)展電動車的關(guān)鍵技術(shù)之一的電池管理系統(tǒng)(Battery Management System，BMS)，是電動車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的電動汽車的BMS采用多路變壓器對動力電池組進行充放電，體積龐大、造價偏高，且對單體電池電壓的采集精度不高，電路存在變壓器等能量器件產(chǎn)生的紋波干擾等問題。

實用新型內(nèi)容(一 )要解決的技術(shù)問題本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種體積小、成本低的電池管理系統(tǒng)。( 二 )技術(shù)方案為解決上述問題，本實用新型提供了一種電池管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電池信息檢測裝置，與汽車動力電池組的各電池單體以及中央處理裝置連接，用于檢測各電池單體的電壓、電流、以及溫度信息，并將檢測到的信息傳送至所述中央處理裝置；中央處理裝置，與所述電池信息檢測裝置連接，用于根據(jù)所述電池信息檢測裝置傳送的各電池單體的電壓， 計算所有電壓的平均電壓值，并將所述平均電壓值傳送至比較器充電平衡裝置；比較器充電平衡裝置，與所述中央處理裝置以及汽車動力電池組的各電池單體連接，用于將所述各電池單體的電壓與所述平均電壓值相比較，將高于所述平均電壓值的電池單體接通分流電阻。其中，該系統(tǒng)還包括供電裝置，與所述中央處理裝置以及比較器充電平衡裝置均相連，用于為所述中央處理裝置以及比較器充電平衡裝置供電。其中，所述電池信息檢測裝置進一步包括電壓檢測器，與所述汽車動力電池組的各電池單體連接以及所述中央處理裝置連接，用于檢測各電池單體的電壓，并將檢測到的電壓信息傳送至所述中央處理裝置。其中，所述電池信息檢測裝置進一步包括電流檢測器，與所述汽車動力電池組的各電池單體連接以及所述中央處理裝置連接，用于檢測各電池單體的電流，并將檢測到的電流信息傳送至所述中央處理裝置；所述中央處理裝置還用于根據(jù)所述電流檢測器傳送的電流信息，計算所述汽車動力電池組的荷電狀態(tài)；該裝置還包括電池狀態(tài)監(jiān)控器，與所述中央處理裝置連接，用于顯示所述汽車動力電池組的荷電狀態(tài)。其中，所述電池信息檢測裝置進一步包括溫度檢測裝置，與所述汽車動力電池組的各電池單體連接以及所述中央處理裝置連接，用于檢測各電池單體的溫度，并將檢測到的溫度信息傳送至所述中央處理裝置；所述中央處理裝置還用于將所述溫度檢測器傳送的各電池單體的溫度與設(shè)定的門限溫度比較，并在電池單體的溫度高于設(shè)定的門限溫度時， 進行提示。其中，該系統(tǒng)還包括報警裝置，與所述中央處理裝置相連，用于在電池單體的溫度高于設(shè)定的門限溫度時，執(zhí)行報警操作。其中，所述供電裝置與汽車電瓶相連，由所述汽車電瓶供電。其中，所述電池信息檢測裝置進一步包括模數(shù)采集芯片，用于采集各電池單體的電壓、電流、以及溫度信號，對采集到的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換得到的信息傳送至所述中央處理裝置。其中，所述中央處理裝置進一步包括CAN總線通信裝置，用于與系統(tǒng)外部通信， 實現(xiàn)系統(tǒng)的標定以及數(shù)據(jù)的傳輸。其中，所述供電裝置與所述中央處理裝置以及所述比較器充電平衡裝置之間均設(shè)置有DC-DC電源隔離器；所述中央處理裝置的輸入以及輸出接口均設(shè)置光電隔離器。(三)有益效果本實用新型基于比較器原理實現(xiàn)動力電池的平衡管理，直接檢測及管理電動汽車的動力電池運行的全過程，包括電池電壓測量、電流測量、電量估計、單體電池間的均衡、電池故障診斷，能可靠的控制電動汽車動力電池充電的電量，且系統(tǒng)體積小、造價低、抗電磁干擾能力強。

圖1為依照本實用新型一種實施方式的電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為依照本實用新型一種實施方式的電池管理系統(tǒng)中供電裝置的詳細結(jié)構(gòu)框圖；；圖3為實施例1的電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框；圖4為實施例3的電池管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框；圖5為實施例3的電池管理系統(tǒng)對汽車動力電池組進行管理的方法原理圖。
具體實施方式
本實用新型提出的電池管理系統(tǒng)，結(jié)合附圖及實施例詳細說明如下。如圖1所示，依照本實用新型一種實施方式的電池管理系統(tǒng)20包括電池信息檢測裝置21，與電動汽車動力電池組10的各電池單體以及中央處理裝置22連接，用于檢測各電池單體的電壓、電流、以及溫度信息，并將檢測到的信息傳送至中央處理裝置22。中央處理裝置22，與電池信息檢測裝置21連接，用于根據(jù)電池信息檢測裝置21傳送的各電池單體的電壓，計算所有電壓的平均電壓值，并將該平均電壓值傳送至比較器充電平衡裝置23。比較器充電平衡裝置23，與中央處理裝置22以及電動汽車動力電池組10的各電池單體連接，用于利用比較器的基本功能，將各電池單體的電壓與該平均電壓值相比較，將高于該平均電壓值的電池單體接通分流電阻，降低充電電流，達到整體的充電平衡。供電裝置24，與中央處理裝置22以及比較器充電平衡裝置23均相連，用于為中央處理裝置22以及比較器充電平衡裝置23供電。如圖2所示，該供電裝置M由電動汽車電瓶供電，即電動汽車電瓶給本實用新型的汽車動力電池管理系統(tǒng)供電。此外，電動汽車動力電池組10也可通過逆變器與該電瓶連接，即給該電瓶充電，這樣形成一個循環(huán)的供電體系。該電池信息檢測裝置21可以包括模數(shù)(AD)采集芯片，用于差分采集各電池單體的電壓、電流、以及溫度信號，對采集到的信號進行A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換得到的信息經(jīng)濾波后傳送至中央處理裝置22。中央處理裝置22進一步包括CAN總線通信裝置，用于與系統(tǒng)外部通信，實現(xiàn)系統(tǒng)的標定以及數(shù)據(jù)的傳輸?shù)裙δ?。此外，由于電動汽車用電環(huán)境非常復(fù)雜，驅(qū)動電機和充電機都會產(chǎn)生很強的電磁干擾，從而影響信號在線檢測與控制系統(tǒng)的正常工作，為了減小電磁干擾，供電裝置21與中央處理裝置22以及比較器充電平衡裝置23之間均設(shè)置有DC-DC電源隔離器；中央處理裝置22的輸入以及輸出接口均設(shè)置光電隔離器。優(yōu)選地，本實施方式的電池信息檢測裝置21進一步包括電壓檢測器，與電動汽車動力電池組10的各電池單體連接以及中央處理裝置22連接，用于檢測各電池單體的電壓，并將檢測到的電壓信息傳送至中央處理裝置22。實施例1如圖3所示，與電池管理系統(tǒng)20相比，本實施例的電池管理系統(tǒng)20’的電池信息檢測裝置21進一步包括電流檢測器，與電動汽車動力電池組10的各電池單體連接以及中央處理裝置22 連接，用于檢測各電池單體的電流，并將檢測到的電流信息傳送至中央處理裝置22。相應(yīng)的，本實施例的系統(tǒng)的中央處理裝置22還用于根據(jù)電流檢測器傳送的電流信息，計算電動汽車動力電池組10的荷電狀態(tài)。本實施例的系統(tǒng)還包括電池狀態(tài)監(jiān)控裝置25，與中央處理裝置22連接，用于顯示電動汽車動力電池組10 的荷電狀態(tài)。實施例2與電池管理系統(tǒng)20相比，本實施例的電池管理系統(tǒng)20”的電池信息檢測裝置21 進一步包括溫度檢測器，與電動汽車動力電池組10的各電池單體連接以及中央處理裝置22 連接，用于檢測各電池單體的溫度，并將檢測到的溫度信息傳送至中央處理裝置22。相應(yīng)地，本實施例的系統(tǒng)的中央處理裝置22還用于將溫度檢測器傳送的各電池單體的溫度與設(shè)定的門限溫度比較，并在電池單體的溫度高于設(shè)定的門限溫度時，進行提不。實施例3如圖4所示，與電池管理系統(tǒng)20”相比，本實施例的電池管理系統(tǒng)還包括報警裝置沈，與中央處理裝置22相連，用于在電池單體的溫度高于設(shè)定的門限溫度時，執(zhí)行報警操作。如圖5所示，依照實施例3的電池管理系統(tǒng)的對汽車動力電池組進行管理以實現(xiàn)充放電平衡的過程如下Sl 電池信息檢測裝置21采集汽車動力電池組10內(nèi)各電池單體的電壓；S2 中央處理裝置22計算出所有電池單體的平均電壓，并輸出給比較器充電平衡裝置23，通過比較電池單體電壓與該平均電壓，找出高于平均電壓的電池單體并接通分流電阻，降低該電池單體的充電電流，由此完成電池的充電平衡；S3 判斷汽車動力電池組10的平均電池電壓與電池單體的最高電壓是否小于 0. 05V,若是，則結(jié)束，否則返回執(zhí)行步驟S2。此外，步驟Sl進一步包括步驟Si. 1 電池信息檢測裝置21采集動力電池組10內(nèi)各電池單體的電流以及溫度；相應(yīng)地，此時步驟S2進一步包括S2. 1 中央處理裝置22每隔一預(yù)定時間計算一次剩余電池電量，并通過電池狀態(tài)監(jiān)控裝置25顯示出來；每隔一預(yù)定時間與一預(yù)設(shè)的門限溫度進行比較，若高于該門限溫度則通過報警裝置沈進行報警。具體來說，純電動車輛點火后，電池管理系統(tǒng)啟動，由蓄電池(電瓶)給本實用新型的汽車動力電池管理系統(tǒng)供電，開始采集汽車動力電池組內(nèi)各電池單體的電壓、溫度、電流等狀態(tài)，差分采集電壓后通過AD轉(zhuǎn)換芯片進行A/D轉(zhuǎn)換并將處理結(jié)果送到中央處理裝置，中央處理模塊計算出平均電池電壓，并將平均電壓通過DA轉(zhuǎn)換輸出給比較器充電平衡裝置，利用比較器的基本功能對電池單體電壓及平均電壓進行比較，高于平均電壓的電池單體接通分流電阻，降低充電電流，以實現(xiàn)電池組的充電平衡。當電池組的平均電池電壓與電池單體的最高電壓接近時停止平衡工作。同時每秒計算一次汽車動力電池組的剩余電池電量以及電池異常狀態(tài)檢測等工作，并將所有數(shù)據(jù)通過CAN總線按照協(xié)議發(fā)出。本實用新型的系統(tǒng)采用比較器充電平衡裝置同時控制多個電池單體，很好地解決了需要多路變壓器帶來的系統(tǒng)體積和成本問題，有利于簡化電池平衡計算與電池電量系統(tǒng)級芯片分析。以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種電池管理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括電池信息檢測裝置，與汽車動力電池組的各電池單體以及中央處理裝置連接，用于檢測各電池單體的電壓、電流、以及溫度信息，并將檢測到的信息傳送至所述中央處理裝置；中央處理裝置，與所述電池信息檢測裝置連接，用于根據(jù)所述電池信息檢測裝置傳送的各電池單體的電壓，計算所有電壓的平均電壓值，并將所述平均電壓值傳送至比較器充電平衡裝置；比較器充電平衡裝置，與所述中央處理裝置以及汽車動力電池組的各電池單體連接， 用于將所述各電池單體的電壓與所述平均電壓值相比較，將高于所述平均電壓值的電池單體接通分流電阻。
2.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括供電裝置，與所述中央處理裝置以及比較器充電平衡裝置均相連，用于為所述中央處理裝置以及比較器充電平衡裝置供電。
3.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池信息檢測裝置進一步包括電壓檢測器，與所述汽車動力電池組的各電池單體連接以及所述中央處理裝置連接， 用于檢測各電池單體的電壓，并將檢測到的電壓信息傳送至所述中央處理裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池信息檢測裝置進一步包括電流檢測器，與所述汽車動力電池組的各電池單體連接以及所述中央處理裝置連接， 用于檢測各電池單體的電流，并將檢測到的電流信息傳送至所述中央處理裝置；所述中央處理裝置還用于根據(jù)所述電流檢測器傳送的電流信息，計算所述汽車動力電池組的荷電狀態(tài)； 該裝置還包括電池狀態(tài)監(jiān)控器，與所述中央處理裝置連接，用于顯示所述汽車動力電池組的荷電狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池信息檢測裝置進一步包括溫度檢測裝置，與所述汽車動力電池組的各電池單體連接以及所述中央處理裝置連接，用于檢測各電池單體的溫度，并將檢測到的溫度信息傳送至所述中央處理裝置；所述中央處理裝置還用于將所述溫度檢測器傳送的各電池單體的溫度與設(shè)定的門限溫度比較，并在電池單體的溫度高于設(shè)定的門限溫度時，進行提示。
6.如權(quán)利要求5所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括報警裝置，與所述中央處理裝置相連，用于在電池單體的溫度高于設(shè)定的門限溫度時， 執(zhí)行報警操作。
7.如權(quán)利要求2所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述供電裝置與汽車電瓶相連，由所述汽車電瓶供電。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述電池信息檢測裝置進一步包括模數(shù)采集芯片，用于采集各電池單體的電壓、電流、以及溫度信號，對采集到的信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換得到的信息傳送至所述中央處理裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述中央處理裝置進一步包括 CAN總線通信裝置，用于與系統(tǒng)外部通信，實現(xiàn)系統(tǒng)的標定以及數(shù)據(jù)的傳輸。
10.如權(quán)利要求2所述的電池管理系統(tǒng)，其特征在于，所述供電裝置與所述中央處理裝置以及所述比較器充電平衡裝置之間均設(shè)置有DC-DC電源隔離器；所述中央處理裝置的輸入以及輸出接口均設(shè)置光電隔離器。
專利摘要本實用新型公開了一種電池管理系統(tǒng)，涉及電動汽車技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括電池信息檢測裝置，與汽車動力電池組的各電池單體以及中央處理裝置連接，用于檢測各電池單體的電壓、電流、以及溫度信息，并將檢測到的信息傳送至中央處理裝置；中央處理裝置，用于根據(jù)電池信息檢測裝置傳送的各電池單體的電壓，計算所有電壓的平均電壓值，并將平均電壓值傳送至比較器充電平衡裝置；比較器充電平衡裝置，用于將各電池單體的電壓與平均電壓值相比較，將高于平均電壓值的電池單體接通分流電阻。本系統(tǒng)采用比較器充電平衡裝置同時控制多個電池單體，解決了需要多路變壓器帶來的系統(tǒng)體積和成本問題，有利于簡化電池平衡計算與電池電量系統(tǒng)級芯片分析。
文檔編號B60L11/18GK202080145SQ20112011763
公開日2011年12月21日 申請日期2011年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月20日
發(fā)明者于銘漢, 夏彩萍, 陳瀚 申請人:北汽福田汽車股份有限公司