一种管控一体化的电动车动力平台系统技术方案

本发明专利技术公开了一种管控一体化的电动车动力平台系统，包括动力电池组、电池保护板、电机控制器和电机；电机分别通过电机三相电源线、电机转速信号线、电机控制信号线与电机控制器连接；电机控制器分别于动力电池组的的正极和动力电池组的负极连接；电池保护板分别通过低电量告警信号线、低压保护信号线和高压保护信号线与电机控制器连接，分别向电机控制器发送低电量告警、低压保护及高压保护开关信号；本发明专利技术由电机控制器执行对动力电池组的充电保护、放电保护，克服了因电池保护板为保护动力电池组突然切断电源而形成的浪涌电流对电池保护板、电机控制器损坏，提高了系统的效率和可靠性，降低成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及交通与自动控制领域，具体是一种管控一体化电动车动力平台系统。本专利技术涉及的电动车动力平台系统适用于24V至96V采用电机和锂离子电池、镍氢电池等高能二次电池驱动的电动车辆，主要包括电动摩托车、电动自行车、电动残疾人代步车、电动休闲车、高尔夫球车、电动沙滩车、轻型电动汽车、AGV小车等电动车辆。
技术介绍
近年来，城市交通问题日益受到人们关注，尽管汽车、摩托车、代步车等作为代步工具因其具有使用方便等优点在世界逐渐普及，但是随着城市汽车、摩托车、残疾人代步车保有量的不断增加，环境污染问题和能源方面的问题也日益严重。随着新型高能二次电池技术尤其是锂离子动力电池技术的不断进步，电动摩托车、电动自行车、电动代步车、电动休闲车的技术开发和推广应用日益受到重视。 锂离子电池、镍氢电池等新型高能二次电池相对于铅酸电池，其能量比密度大大提高，没有环境污染，得到越来越多的应用，随着技术的成熟和市场规模的扩大，其价格也将大幅降低，必将取代铅酸电池。但由于锂电池、镍氢电池等新型高能二次电池特性比较活跃，对充放电的电压、电流和工作环境有严格的要求，过充或过放都会造成其永久性的损坏，甚至带来安全隐患，要保证动力电池正常为电动车辆提供驱动能源，必须配备电池保护板，对其运行进行管理及保护。目前市场上采用锂离子动力电池为电能的电动车驱动系统，缺泛系统设计，在原来以铅酸电池为电能的电动车驱动系统上，只简单地增加了一块电池保护板，对动力电池的管理和保护都采用由电池保护板单独完成的方案，既由电池保护板MOSFET控制电池组向电机输送电源，同时在电池组中某一个单体电池电压过高或电压过低时电池保护板控制MOSFET关断电池组主回路，以保护电池组的安全。此方法主要存在三个问题(I) MOSFET在大电流工作时，极易过热而损坏，无法大电流长时间稳定工作；MOSFET在关断电池组主回路时，因电压高、电流大会产生较大浪涌冲击，极易损坏电机控制器和电池保护板；.为保证MOSFET在大电流工作时的负载均衡，电池保护板即要配备MOSFET,还须配备负载均衡控制模块，技术复杂，成本较高。(2)没有能量回馈充电保护，容易造成电池过充。(3)缺少低电量造警，容易造成行进中中途抛锚，影响行车安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可避免浪涌损坏控制电路，以及实现充电保护、放电保护和能量回馈的管控一体化电动车动力平台系统。本专利技术的目的通过如下技术方案实现一种管控一体化的电动车动力平台系统，包括动力电池组、电池保护板、电机控制器和电机；电机分别通过电机三相电源线、电机转速信号线、电机控制信号线与电机控制器连接；电机控制器分别于动力电池组的的正极和动力电池组的负极连接；电池保护板分别通过低电量告警信号线、低压保护信号线和高压保护信号线与电机控制器连接，分别向电机控制器发送低电量告警、低压保护及高压保护开关信号；所述动力电池组由多个单体动力电池通过串联或并联所组成；电池保护板包括多个单节锂电池保护模块、低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路，动力电池组中每节锂电池对应设置一个单节锂电池保护模块；每个单节锂电池保护模块通过过充检测输出线、过放检测输出线和低电量检测输出线分别与充电保护信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和低电量报警信号驱动电路连接；所述单节锂电池保护模块包括第一电池保护芯片、第二电池保护芯片、电池接口正端、电池接口负端和过流检测输入端；第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的正电源输入端子通过电池接口正端与相应的单节电池正极相连，第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的负电源输入端子通过电池接口负端与相应的单节电池负极相连；第一电池保护芯 片的通过过流检测输入端通过过流电阻与相应的单节电池负极相连，其中，第一电池保护芯片是通过过流检测输入端和电流采样电阻与最后一节的单节电池负极相连；第一电池保护芯片和第二电池保护芯片是通过监视连接正电源输入端子与负电源输入端子间的电池电压，以及过流检测端子与负电源输入端子的端子间的电压差实现控制充电和放电；电池组负端的单节锂电池对应的单节锂电池保护模块还通过电流采样电阻检测整个电池组回路是否过流或短路。进一步地,所述动力电池为锂离子动力电池或镍氢动力电池。所述电机为交流电机、永磁同步电机、无刷直流电机；电机额定功率为300w至15Kw，额定电压为24V至96V。所述低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路中，低电量检测输出线、过放检测输出线和过充检测输出线分别通过第一电阻与PMOS管的栅极相连，每个PMOS管的漏极分别与对应所检测电池的正极相连，每个PMOS管的源极分别与第二电阻连接后并接，并与第三电阻和NMOS管的栅极相连，第三电阻另一端和NMOS管的源极并接后与电池组负端电池的负极相连；第四电阻的一端与第一三极管的射极并接后与电池组正端电池的正极相连，第四电阻的另一端与第一三极管的基极并接后与第二三极管的射极相连，第一三极管的集电极与第二三极管的基极并接后与第五电阻相连，第五电阻另一端与第一三极管的集电极并接后与光稱的输入端正极相连，光稱的输入端负极与NMOS管的漏极相连；光I禹的输出端集电极与电源相连，光I禹的输出端射电极与第六电阻和低电量报警接口相连，第六电阻另一端接地。所述第一电池保护芯片和第二电池保护芯片选用S8211D芯片、R5400N或R5403N系列芯片。所述充电保护信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和低电量报警信号驱动电路分别设有充电保护接口、放电保护接口和低电量报警接口。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点和有益效果(I)实现了电池保护板、电机控制器、充电机等关键部件的互连，构成了管控一体化的电动车动力平台系统；(2)由电池保护板进行监控与管理，由电机控制器执行对动力电池组的充电保护、放电保护，克服了因电池保护板为保护动力电池组突然切断电源而形成的浪涌电流对电池保护板、电机控制器损坏，提高了系统的效率和可靠性，降低成本；(3)低电量告警可以对动力电池组放电电流进行限制，车辆低速运行，同时向驾驶人发出声光告警信号，告诉驾驶人采取适当措施，防止车辆中途抛锚，提高驾驶安全性。(4)对于采用稀土永磁直流无刷电机的电动车辆，在制动、下坡时可实施能量回馈，在动力电池组电荷量满负荷的情况下，能量回馈可能构成对电池的过充，需要对能量回馈充电的电池进行保护，防止电池过充。附图说明图I为管控一体化的电动车动力平台系统结构框图。图2为图I中的电池保护板的原理图。 图3为图2中的单节锂电池保护模块的原理图。图4为图2中的低电量报警信号驱动电路的原理图。图5为管控一体化的电动车动力平台系统工作流程框图。具体实施例方式为进一步理解本专利技术，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术要求保护的范围并不限于实施例表述的范围。如图I所示,一种管控一体化的电动车动力平台系统,包括动力电池组I、电池保护板2、电机控制器3和电机4 ;电机4分别通过电机三相电源线5、电机转速信号线6、电机控制信号线7与电机控制器3连接；电机控制器3分别于动力电池组的的正极13和动力电池组的负极14连接；电池保护板2分别通过低电量告警信号线8、低压保护信号线9和高压保护信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管控一体化的电动车动力平台系统，其特征在于，包括动力电池组、电池保护板、电机控制器和电机；电机分别通过电机三相电源线、电机转速信号线、电机控制信号线与电机控制器连接；电机控制器分别于动力电池组的的正极和动力电池组的负极连接；电池保护板分别通过低电量告警信号线、低压保护信号线和高压保护信号线与电机控制器连接，分别向电机控制器发送低电量告警、低压保护及高压保护开关信号；所述动力电池组由多个单体动力电池通过串联或并联所组成；电池保护板包括多个单节锂电池保护模块、低电量报警信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和充电保护信号驱动电路，动力电池组中每节锂电池对应设置一个单节锂电池保护模块；每个单节锂电池保护模块通过过充检测输出线、过放检测输出线和低电量检测输出线分别与充电保护信号驱动电路、放电保护信号驱动电路和低电量报警信号驱动电路连接；所述单节锂电池保护模块包括第一电池保护芯片、第二电池保护芯片、电池接口正端、电池接口负端和过流检测输入端；第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的正电源输入端子通过电池接口正端与相应的单节电池正极相连，第一电池保护芯片和第二电池保护芯片的负电源输入端子通过电池接口负端与相应的单节电池负极相连；第一电池保护芯片的通过过流检测输入端通过过流电阻与相应的单节电池负极相连，其中，第一电池保护芯片是通过过流检测输入端和电流采样电阻与最后一节的单节电池负极相连；第一电池保护芯片和第二电池保护芯片是通过监视连接正电源输入端子与负电源输入端子间的电池电压，以及过流检测端子与负电源输入端子的端子间的电压差实现控制充电和放电；电池组负端的单节锂电池对应的单节锂电池保护模块还通过电流采样电阻检测整个电池组回路是否过流或短路。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：查鸿山，李慧琪，周远山，
申请(专利权)人：广州益维电动汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：