[发明专利]一种纯电动车用动力电池管理系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池管理系统，尤其是涉及一种纯电动车用锂电池管理系统及其实现方法。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，城市交通面临的压力越来越大，交通管理的复杂程度也越来越高，对环境带来的污染和破坏也日益严重。为减少对环境的破坏，零排放、无污染的纯电动汽车正逐步成为市场主流。纯电动汽车采用可充电、可循环使用的电池组，一般使用能量密度高、循环寿命长、自耗电低的锂电池。由于锂电池个体之间的差异，在多次重复充/放电之后极易出现不均衡现象，导致电池寿命下降，容易引发安全事故。因此，对纯电动汽车的各项性能、参数的管理系统也提出了更高要求。尽管人们在不断研究新的技术手段改进和完善现有的电池管理系统，但现有的纯电动车用电池管理系统仍存在可靠性不够高、功能过于单一、管理系统架构未经过统一规划和优化、达不到大容量串联锂电池组的要求等突出缺点，不能保障充电的安全性，无法满足车辆的运行需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种可靠性高、充电安全、功能全面、分配合理、通讯稳定的纯电动车用动力电池管理系统。该电池管理系统能实时的监测电池电压、温度、电流等数据，获得电池组中每节电池的实际状态；并根据不同工作模式的要求对电池组进行合理管理，同时提供保护措施，使电池组在不同模式下性能最佳。

依据本发明提出的一种纯电动车用动力电池管理系统，包括中控模块、测控模块、电池组、电机控制器、直流电动机、车载充电机、电流和电量检测模块、车载液晶显示模块、开关组、存储模块、时钟模块和温度管理模块；所述中控模块通过一条通讯总线CAN1与测控模块、车载充电机、电机控制器、车载液晶显示模块通讯；所述测控模块由若干个子测控模块组成；所述电池组由若干个子电池组串联而成，每个子测控模块与子电池组一一对应连接；电池组与开关组、电流和电量检测模块、车载充电机串联形成充电回路，电机控制器与电池组并联形成放电回路；所述中控模块将实时采集的数据发送至车载液晶显示模块中实时显示；所述电机控制器驱动连接直流电动机；所述时钟模块通过I²C总线与中控模块连接；所述存储模块通过SPI总线与中控模块连接；所述温度控制模块与中控模块连接，并控制连接若干与子电池组对应的风扇。

进一步，所述开关组包括总开关、位于充电回路中的充电开关、以及位于放电回路中的放电开关和预放电开关，所述总开关串联在电池组正极一端，所述放电开关与预放电开关并联接入放电回路中。

进一步，所述中控模块包括微处理器和电源监测器，所述微处理器通过若干隔离电路分别与开关驱动电路、温度管理模块控制电路、总线驱动电路、绝缘电阻检测电路连接；所述总线驱动电路包括通讯总线CAN1驱动器、RS-485总线驱动器、SPI总线驱动器、I²C总线驱动器和单总线驱动器五种通信接口模块。

作为优选，所述电池管理系统还包括另一条通讯总线CAN2将中控模块与扩展设备建立连接；所述扩展设备包括快速充电系统和汽车总控制器。

进一步，所述中控模块的总线驱动电路还包括一通讯总线CAN2驱动器接口模块。

进一步，所述中控模块实时采集的数据包括：电池电压、电池电量、SOC值、实时电流、各区域温度及系统工作状态；所述系统工作状态包括：系统当前所处模式、车载充电机工作状态、及直流电动机运行状态。

进一步，所述存储模块中存储一数据表，所述数据表存放特定电压区间与其对应的SOC值。

进一步，所述电池管理系统可实现充电、放电、故障三种工作模式。

另外，本发明还提出了一种纯电动车用动力电池管理系统的实现方法，包括以下步骤：

1)系统初始化，读取当前时间，将当前时间与上次关机时间比较，判断时间差是否超过设定时间，若时间差超出设定时间，则进行SOC校正；

2)测量电池组中各电池的电压，并计算出平均电压值，判断该平均电压值是否处于设置的特定电压区间内；若平均电压值在特定电压区间范围内，则查表获得校正后的SOC值，并计算出电池电量值；

3)检测电池组各区域温度，并读取出当前电流，将实时电池电压值、电池电量值、SOC值、实时电流、各区域温度及系统工作状态数据送至车载液晶显示模块实时显示。

进一步，所述步骤2)之后还包括，步骤：

21)判断电池电量值是否低于设定的最低电量值；若是，则系统跳出放电模式，进入充电模式；

22)判断电池电量值是否高于设定的最高电量值；若是，则系统跳出充电模式，进入放电模式。