[实用新型]电动汽车主动平衡式胶体电池管理系统

说明书

技术领域

本实用新型提供一种电动汽车主动平衡式胶体电池管理系统，属于汽车用电池控制装置领域。

背景技术

由于电池在制造过程中很难确保具有完全的均一性，各串联的电池单元之间会存在充电或放电特性的差异。因此，当使用串联电池单元的电池组时，会存在这样的问题：充电时，同一电池组中，即使某些电池单元被过度充电，也仍然存在某些电池单元尚未达到饱和；又或放电时，同一电池组中，有些电池单元尚未完全放电，但仍有些电池单元被过度放电。此外，如果电池单元长期被过度放电/充电，在构成电池单元的材料中可能会出现显著劣化，使得电池单元的特性变得不同，而这种劣化是加剧电池单元间差异的原因之一。

电池管理系统BMS能够连续监控和管理电池组内电池芯的充电、放电、温度，以及提供程序的接口。车辆是一种运行工况极其复杂的设备，同时又具有搭载乘客的安全要求，因而电池应用于车辆上必须考虑高压安全、可靠、舒适等多种要求。目前国内汽车级蓄电池供电受到工艺及材料性能的限制，轿车用动力电池组电压较低，控制不稳定，要获得高电压必须依赖于电池成组技术。

实用新型内容

根据以上现有技术中的不足，本实用新型目的在于提供一种设置功率高，输出稳定，安全可靠，使用寿命长的电动汽车主动平衡式胶体电池管理系统。

本实用新型的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：一种电动汽车主动平衡式胶体电池管理系统，包括BMS系统的主控单元，其特征在于：主控单元的数据端设置连接显示单元，主控单元的电源端连接胶体电池组，胶体电池组内部的若干胶体电池分别设置采集单元和均衡单元，采集单元和均衡单元分别通过CAN总线连接主控单元的数据端。

采集单元对电动汽车的胶体电池组的电池参数进行实时监控，然后通过主控单元进行故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电监测、显示报警，充放电模式选择等，并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互，保证电源输出稳定，延长使用寿命，保障电动汽车高效、可靠、安全运行。主控单元完成对胶体电池组总电压、总电流的检测，并通过CAN总线与采集单元、均衡模块、显示单元或车载仪表系统及充电机等通信。

其中优选方案是：

所述的采集单元包括2-20个电压采集装置、2-6个温度传感器和风扇，电压采集装置和温度传感器分别与胶体电池相适应。全面采集整个胶体电池组内各个电池的状态参数，并且与均衡单元配合，使得某一电池电压不一致超过规定值时，自动对电池进行均衡。风扇可以设置在温升较大的位置，保护胶体电池和BMS。每个采集单元可测量20节电池端电压及6个测量点温度和1路风扇控制，安装在每个电池箱内。当电池箱内电池电压不一致超过规定值时，在充电电流小于一定值后，均衡单元可自动对电池进行均衡。

所述的采集单元包括控制器、模数转换器、温度转换器和CAN收发器，控制器的数据端连接分别连接模数转换器和温度转换器，控制器的通讯端通过光耦隔离器连接CAN收发器，采用差分输入，控制器采用集成了CAN控制器模块的dsPIC30F系列芯片，CAN收发器选用MCP2551，模数转换器采用DS18B20。

所述的主控单元的SOC估算其根据电动汽车的行驶，静置和充电的三种工作状态，，分别采用安时法、开路电压法进行SOC估计，在采用安时法的基础上，采用加权安时法进行SOC校正，消除安时法带来的累计误差，保证SOC精度在8%以内。

所述的显示单元为触摸屏，采用SAM9263B为主芯片的ARM9方案。用于胶体电池组的状态以及SOC等各种参数的显示、操作设置等。

所述的胶体电池组设置充电机接口。

所述的主控单元设置存储装置。用于存贮各种运行数据，保证可查询历史数据，便于调整和维修。

本实用新型具有的有益效果是，通过在主控单元的电源端连接胶体电池组，胶体电池组内部的若干胶体电池分别设置采集单元和均衡单元，采集单元和均衡单元分别通过CAN总线连接主控单元的数据端，采集单元对电动汽车的胶体电池组的电池参数进行实时监控，然后通过主控单元进行故障诊断、SOC估算、行驶里程估算、短路保护、漏电监测、显示报警，充放电模式选择等，并通过CAN总线的方式与车辆集成控制器或充电机进行信息交互，保证电源输出稳定，延长使用寿命，保障电动汽车高效、可靠、安全运行。

通过整体设计优化，实用新型满足保证电池运行安全。实现：