[发明专利]一种车载锂电池充电系统

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车领域，涉及一种动力电池充电系统，特别涉 及一种以锂电池组为供电源的电动汽车电池充电系统。

背景技术

锂离子电池具有比能量高、工作电压高、自放电率低、循环寿命 长、无污染等特点，将其作为电动汽车、混合动力车的能源一方面能 减少对化石能源的依赖，缓解全球石油危机，另一方面能根治汽车尾 气对环境的污染，成为未来汽车行业发展的方向。

电池组作为电动汽车的动力源，其价格相当昂贵，对电池组充放 电的安全维护与管理能延长电池组的使用寿命，提高其使用价值。目 前锂电池组大都串联使用，由于这些单体制造或使用环境的差异导致 单体性能各异，串联充电时存在安全隐患，并且无法很好的对电池的 不平衡性进行控制。发明专利申请CN200310111783.2提供了一种分布 式管理的动力电池管理系统，每个电池模块设有独立的充放电电路及 微控制单元，各电池模块单独充放电，但该方案的成本很高，不利于 新型电动车的推广。

发明内容

本发明设计了一种车载锂电池组智能充电系统，既降低了成本又 实现了电池组的均衡、安全充电，延长了电池使用寿命。

本发明公开了一种车载锂电池充电系统，包括电池管理系统和充 电器，其中电池管理系统包括电池管理模块、电池热管理模块、高电 压安全管理模块和CAN总线通信接口，监视和控制电池包各电池模块 的充放电过程；充电器包括充电端口、辅助电源端口和电源输出端口， 监视和控制电池包的充电电流和充电电压，使电池包个各电池模块及 电池单体按理想充电曲线充电。

其中，充电器的辅助电源端口为充电器主控芯片、充电器冷却风 扇、采集板以及电池管理系统控制芯片提供电源。

进一步，所述监视和控制电池包各电池模块的充放电过程包括： 进行电池荷电状态预测、最大充电电流限值预测以及电池均衡化充电 判断。

进一步，所述高电压安全管理模块监测整车高压绝缘状态，控制 电池组预充电，预测并处理相关故障。

进一步，所述高电压安全管理模块进行环路互锁监测和绝缘监测。

进一步，电池热管理模块控制冷却风扇转速，保证电池包工作在 理想范围。

进一步，对电池包进行分模块控制，模块内采用单体集成式结构， 模块间采用模块分布式结构。

进一步，电池热管理模块、电池管理模块设有信号采集装置，负 责监控电池单体电压及温度参数，并通过CAN总线将采集到的电池单 体参数传递给电池管理模块，电池管理系统统一对各电池模块及单体 进行管理。

进一步，所述车载锂电池充电系统通过整车CAN总线传送采集到 的电池模块及电池单体电压、温度参数，实时监测电池工作状态。

本发明对电池包进行分组控制，组内采用集成式结构，组间采用 分布式结构，相对单体分布式结构减少了控制器和信号采集模块个数 及相关线路，降低了成本；减少了电压及温度传感器的线束长度，有 较好的可扩展性。

电池管理模块提供电池荷电状态SOC预测、最大充电电流限制预 测，有效保护电池及单体。提供电池均衡化充电判断功能，定期对电 池进行均衡充电，延长了电池使用寿命。

高压系统安全管理模块提供高压预充电功能，实现对高压系统的 安全接通，具备环路互锁监测和绝缘监测，确保高温安全。

附图说明

图1：车载充电系统结构图；

图2：电池管理系统结构图；

图3：充电系统流程图。

具体实施方式

下面以标称容量为40Ah，标称电压为345.6V，最大充电电压为 394.2V，包含108个单体的电池组为实施例对本发明进行具体说明。 将108个电池单体分成12个电池模块，每个模块9个单体串联，各模 块之间并联。