一种用于电动汽车的新型电池管理系统技术方案

本发明专利技术涉及蓄电池技术领域，具体涉及一种用于电动汽车的新型电池管理系统，包括外部电源接入模块、可控开关、电压采集模块、电流采集模块、温度管理系统、若干个子储能平台和MCU，若干个子储能平台相互串联构成储能平台，电压采集模块采集储能平台两端电压且与MCU连接，电流采集模块采集流经储能平台的电流并与MCU连接，温度管理系统调节储能平台温度。本发明专利技术的实质性效果是：通过设置子储能平台构成电池的储能平台，使电池方便扩展容量或者改型成其他电压的电池包，通过平衡模块和采样模块监测和平衡电芯充电电压，延长电芯寿命，通过安全管理单元用于在紧急情况下切断电源，避免或减少二次事故发生。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电动汽车的新型电池管理系统
本专利技术涉及蓄电池
，具体涉及一种用于电动汽车的新型电池管理系统。
技术介绍
随着社会的发展，锂电池在生产生活的各个领域应用非常广泛，锂电池的应用与管理变成了各种设备发展中一种非常关键的技术。本世纪初以来，锂电池生产与研究获得了非常大的突破，因其拥有的诸多良好优点，如放电电压稳定，自放电率低，工作温度范围宽，无记忆效应，储存寿命长，重量轻，体积小等特点，已经慢慢地代替了传统的镍镉蓄电池及铅酸蓄电池，在社会生产和生活的应用领域越来越宽，变成了目前主流的动力电池。由于在锂电池内部，其化学反应非常复杂，因此人们在不断完善电池自身性能的同时，也在对电池的管理技术及使用进行不断的研究，以增加电池的使用寿命，提高电池效率，最大地发挥电池性能。为此，电池管理系统(BatteryManagementSystem，BMS)应运而生，电池管理系统用于动态地监控电池单元及电池组的运行状态，能够准确地计算电池的剩余电量，对电池实施充放电保护，促使其处在最佳工作状态，降低运行成本，提高使用寿命。目前，应用于电动车的电池管理系统，其存在着可扩展性较低、人机交互性较差、缺乏紧急电力切断的缺陷。中国专利CN107437637A，公开日2017年12月5日，一种用于电动汽车的新型电池管理系统，由上位机、串口通信模块、CAN总线通信模块和电池参数采集模块组成；上位机中设有ARM芯片，ARM芯片的串口控制管脚外围布线连接串口通信模块，串口通信模块采用AT系列微控制器；CAN总线通信模块包括CAN控制器、CAN收发器、CAN总线；CAN控制器通过接口模块与CAN收发器通过导线连接；CAN收发器另一端接收模块接入CAN总线；电池参数采集模块包括CAN控制器、CAN收发器和电池参数采集器。简化了硬件设计，能准确测量电池电压、电流和温度；采用CAN总线作为电池监控节点的通道，保证了数据传输的准确定和数据传输速率，同时能检测多组数据；采用带磁隔离的CAN收发器，保证数据传输抗干扰性。其改进了电池管理系统的内部通信技术，但其没有解决电池管理系统可扩展性较低以及缺乏紧急电力切断的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：当前电池管理技术有缺乏扩展性和缺少紧急电力切断功能的技术问题。提出了一种易于扩展易于改型的能够监测和平衡电芯充电电压的电池管理系统。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案为：一种用于电动汽车的新型电池管理系统，包括外部电源接入模块、可控开关、电压采集模块、电流采集模块、温度管理系统、若干个子储能平台和MCU，所述若干个子储能平台相互串联构成储能平台，所述储能平台正极与可控开关第二端连接，所述外部电源接入模块输入端与外部电源连接，所述外部电源接入模块输出端的正极与可控开关第一端连接，所述可控开关的控制端与MCU连接，所述电压采集模块采集所述储能平台两端电压且与MCU连接，所述电流采集模块采集流经储能平台的电流并与MCU连接，所述温度管理系统调节储能平台温度。作为优选，所述外部电源接入模块包括若干个外部电源接入口和至少一个外部电源接入控制模块，所述外部电源为直流电源，所述接入口包括电容、瞬态抑制二极管、防反二极管、过欠压切除开关、电压监测模块和DC/DC电平转换模块，所述电容以及瞬态抑制二极管均与外部电源并联，所述过欠压切除开关为MOS管，所述防反二极管阳极与外接电源正极连接，所述防反二极管阴极与过欠压切除开关的漏极连接，过欠压切除开关的栅极与外部电源接入控制模块连接，过欠压切除开关的源极与DC/DC电平转换模块输入端正极连接，DC/DC电平转换模块输出端与外部电源接入控制模块连接，外部电源接入控制模块与储能平台连接，电压监测模块监测外部电源电压并与外部电源接入控制模块连接。作为优选，还包括信息交互单元，所述信息交互单元与MCU连接，所述子储能平台还包括微控IC和串行通信单元，所述串行通信单元与微控IC连接，所述若干个子储能平台的串行通信单元与信息交互单元相互串联建立串行通信。作为优选，所述子储能平台包括若干个相互并联的电芯串，所述电芯串包括若干个相互串联的电芯，所述若干个电芯串包含的电芯数量相等。作为优选，所述串行通信单元为隔离串行通信单元。作为优选，所述子储能平台还包括平衡模块和采集模块，所述平衡模块包括平衡控制器和若干个MOS管，所述若干个MOS管的漏极和源极分别与一个电芯的两端连接，所述若干个MOS管的栅极均与平衡控制器连接，所述采集模块采集每个电芯两端电压，所述平衡模块和采集模块通信连接。作为优选，所述平衡模块包括平衡控制器和若干个可控负载，所述可控负载包括一个MOS管和一个阻性负载，所述MOS管和阻性负载串联，所述可控负载的两端分别与一个电芯的两端连接，所述若干个MOS管的栅极均与平衡控制器连接。作为优选，所述平衡控制器按照以下步骤工作：A1）由采集模块读取每个电芯两端电压，求得储能平台的全部电芯的平均电压；A2）依次将每个电芯两端电压与平均电压对比，若电芯两端电压高于平均电压则控制与其连接的MOS管，使该MOS管等效阻值变小，若电芯两端电压小于平均电压则控制与其连接的MOS管，使该MOS管等效阻值变大。若某个电芯两端静态电压高于整个储能平台的全部电芯的平均电压超过设定阈值，该阈值由人为设定，则控制与其连接的MOS管导通，将高出的电量通过所述定值阻性负载消耗掉，从而保证该节电芯电量与储能平台平均电压差越来越小，实现电芯能量的一致性；若某个电芯两端电压小于整个储能平台的平均电压，则控制与其连接的MOS管关断，不允许该节电芯电量被定值阻性负载消耗掉。作为优选，所述可控开关包括继电器、MOS管Q1、MOS管Q2和直流电源，所述MOS管Q1漏极与直流电源正极连接，MOS管Q1源极与继电器线圈第一端连接，继电器线圈第二端与MOS管Q2源极连接，MOS管Q2漏极接地，MOS管Q1栅极以及MOS管Q2栅极分别与MCU连接。作为优选，所述温度管理系统包括若干个温度传感器、热控管理单元、加热模块、水泵和水管，所述水管贴附铺设在子储能平台上并至少覆盖子储能平台的至少一个侧面，所述水管两端分别与水泵出入口连接，所述加热模块贴敷在水管表面，所述若干个温度传感器分别布置在若干个子储能平台上监测子储能平台温度，所述若干个温度传感器、加热模块和水泵均与热控管理单元连接，所述水管以及水泵内充满液体。作为优选，还包括CAN通信接口，所述CAN通信接口与MCU连接，CAN通信接口的另外一端连接外设。作为优选，还包括安全管理单元，所述安全管理单元检测搭载电池的电动汽车是否发生碰撞以及储能平台高压输出端口是否正常连接，若发生碰撞或者高压输出端口连接异常则切断可控开关。作为优选，电流采集模块包括电压计和采样电阻R1，所述采样电阻R1串联接入所述储能平台负极，所述电压计监测采样电阻R1两端电压并与MCU连接。本专利技术的实质性效果是：通过设置子储能平台构成电池的储能平台，使电池方便扩展容量或者改型成其他电压的电池包，通过平衡模块和采样模块监测和平衡电芯充电电压，延长电芯寿命，通过安全管理单元用于在紧急情况下切断电源，避免或减少二次事故发生。附图说明图1为电池管理系统结构图。图2为子储能平台电芯连接示意图。图3为信息交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电动汽车的新型电池管理系统，其特征在于，包括外部电源接入模块、可控开关、电压采集模块、电流采集模块、温度管理系统、若干个子储能平台和MCU，所述若干个子储能平台相互串联构成储能平台，所述储能平台正极与可控开关第二端连接，所述外部电源接入模块输入端与外部电源连接，所述外部电源接入模块输出端的正极与可控开关第一端连接，所述可控开关的控制端与MCU连接，所述电压采集模块采集所述储能平台两端电压且与MCU连接，所述电流采集模块采集流经储能平台的电流并与MCU连接，所述温度管理系统调节储能平台温度。

【技术特征摘要】
1.一种用于电动汽车的新型电池管理系统，其特征在于，包括外部电源接入模块、可控开关、电压采集模块、电流采集模块、温度管理系统、若干个子储能平台和MCU，所述若干个子储能平台相互串联构成储能平台，所述储能平台正极与可控开关第二端连接，所述外部电源接入模块输入端与外部电源连接，所述外部电源接入模块输出端的正极与可控开关第一端连接，所述可控开关的控制端与MCU连接，所述电压采集模块采集所述储能平台两端电压且与MCU连接，所述电流采集模块采集流经储能平台的电流并与MCU连接，所述温度管理系统调节储能平台温度。2.根据权利要求1所述的一种用于电动汽车的新型电池管理系统，其特征在于，所述外部电源接入模块包括若干个外部电源接入口和至少一个外部电源接入控制模块，所述外部电源为直流电源，所述接入口包括电容、瞬态抑制二极管、防反二极管、过欠压切除开关、电压监测模块和DC/DC电平转换模块，所述电容以及瞬态抑制二极管均与外部电源并联，所述过欠压切除开关为MOS管，所述防反二极管阳极与外接电源正极连接，所述防反二极管阴极与过欠压切除开关的漏极连接，过欠压切除开关的栅极与外部电源接入控制模块连接，过欠压切除开关的源极与DC/DC电平转换模块输入端正极连接，DC/DC电平转换模块输出端与外部电源接入控制模块连接，外部电源接入控制模块与储能平台连接，电压监测模块监测外部电源电压并与外部电源接入控制模块连接。3.根据权利要求1或2所述的一种用于电动汽车的新型电池管理系统，其特征在于，还包括信息交互单元，所述信息交互单元与MCU连接，所述子储能平台还包括微控IC和串行通信单元，所述串行通信单元与微控IC连接，所述若干个子储能平台的串行通信单元与信息交互单元相互串联建立串行通信。4.根据权利要求1或2所述的一种用于电动汽车的新型电池管理系统，其特征在于，所述子储能平台包括若干个相互并联的电芯串，所述电芯串包括若干个相互串联的电芯，所述若干个电芯串包含的电芯数量相等。5.根据权利要求3所述的一种用于电动汽车的新型电池管理系统，其特征在于，所述串行通信单元为隔离串行通信单元。6.根据权利要求4所述的一种用于电动汽车的新型电池管...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏飞，徐良渡，宋忆宁，
申请(专利权)人：浙江零跑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33