电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其包括供电电池组、电池电压温度监测单元、电流监测单元、动态均衡单元、主机单元、上位机、串口液晶模块和接触保护器；动态均衡单元包括双向功率开关和功率器件驱动模块；主机单元通过多路分配器连接功率器件驱动模块并分别连接上位机和串口液晶模块。本实用新型专利技术结构设计简单、合理，能实现能量均衡、电压监控与电池管理及保护等功能，均衡效率高。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统
[0001 ] 本技术涉及电动汽车
，尤其涉及电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统。
技术介绍
电动汽车的研发成功是解决能源危机和环境污染的最佳方案之一,然而，传统动力电池存在电池组寿命短、充放电速度慢、甚至在剧烈碰撞下可能引起爆炸等问题。因此新型锂离子电池一磷酸铁锂电池应运而生，但是，磷酸铁锂电池串联使用中的不均衡现象大大的限制了其发展，解决电池组中各电池单体的不均衡问题，对电池组能量实现均衡控制，避免电池组进行恶性循环，以此提升电池组整体使用寿命，是电动汽车推广应用的首要任务。
技术实现思路
本技术是为了解决现有电动汽车的磷酸铁锂电池串联使用中易出现不均衡现象，电池组能量难以实现均衡控制，影响电池组整体使用寿命等问题而提出一种结构设计简单、合理，能有效实现电池充电过程的能量均衡、电压监控与电池管理以及保护等功能，均衡效率高的电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统。本技术是通过以下技术方案实现的:上述的电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，包括供电电池组；所述供电电池组为由若干单体电池 箱通过电缆线串接而成的磷酸铁锂电池组；所述供电电池组连接有充放电口 ；所述控制系统还包括电池电压温度监测单元、电流监测单元、动态均衡单元、主机单元、上位机和串口液晶模块；所述动态均衡单元包括并联于所述供电电池组两端的双向功率开关及与所述双向功率开关连接的功率器件驱动模块；所述供电电池组和充放电口之间还连接有接触保护器；所述接触保护器还与所述主机单元连接；所述主机单元通过多路分配器连接所述功率器件驱动模块，同时还分别通过RS232接口连接所述上位机和串口液晶模块。所述电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其中:所述电池电压温度监测单元连接于所述供电电池组和主机单元之间，其包括电压监测模块、电压采集模块和温度传感器；所述电压监测模块的信号输入端分别通过所述温度传感器和电压采集模块与所述供电电池组电连接；所述电压监测模块的通信输出端通过CAN总线连接所述主机单元。所述电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其中:所述电压采集模块由电压采集电路组成，其包括电压采集芯片U5以及与所述电压采集芯片U5连接的数字隔离芯片U4 ;所述电压采集芯片U5通过电压采集端口连接所述供电电池组，同时连接有多个工作模式选择端；所述电压采集芯片U5的电压采集端口通过电容接地，且与所述供电电池组的单个电池之间串接有电阻。所述电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其中:所述电流监测单元连接于所述供电电池组和主机单元之间，其包括电流监测模块和电流采集模块；所述电流监测模块的信号输入端通过所述电流采集模块连接所述供电电池组，信号输出端通过高速同步串行口与所述主机单元连接。所述电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其中:所述电流采集模块由电流采集电路组成，所述电流采集电路包括电流传感器SENl、电压跟随器U2以及电流采集芯片Ul ;所述电压跟随器U2与所述电流采集芯片Ul连接，同时还与所述电流传感器SENl的输出端连接；所述电流传感器SENl采用闭环霍尔式电流传感器，其输出端与地之间串联有电阻R22。所述电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其中:所述动态均衡单元由动态均衡电路组成，所述动态均衡电路由储能电感L、功率MOS管Q和续流二极管D连接组成；所述功率MOS管Q为N沟道功率MOS管Q，其漏极D和源极S分别通过所述储能电感L连接至所述供电电池组的单个电池的正负两极；所述续流二极管D的阳极端连接至功率MOS管Q的源极S，阴极端连接至功率MOS管Q的漏极D。所述电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其中:所述CAN总线上设有多个CAN接口 ；所述电压监测模块的信号输出端与所述CAN接口双向通信连接；所述主机单元也与所述CAN接口双向通信连接。所述电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其中:所述温度传感器采用可串联工作且具有单总线工作模式的温度传感器。所述电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其中:所述上位机接受由所述主机单元通过RS232接口传来的信息并进行显示。有益效果:本技术电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统结构设计简单、合理，其能较好地实现磷酸铁锂电池充电过程的能量均衡、电压监控与电池管理以及保护等功能，同时，电压采集、电流采集以及温度采集的精度较高，能为磷酸铁锂电池组能量均衡提供可靠的依据；结构相比其他均衡结构具有结构简单、模块化强，均衡效率高，能量损耗小的特点；能够可靠的完成磷酸铁锂电池的充电过程的能量均衡，保护完善，功能齐全，具有良好的人机交互界面，适于推广与应用。【附图说明】图1为本技术电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统的结构图；图2为本技术电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统的控制电路图；图3为本技术电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统的电压采集模块的电压采集电路图；图4为本技术电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统的电流采集模块的电流采集电路图；图5本技术电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统的动态均衡单元的均衡电路图。【具体实施方式】[0021 ] 如图1至5所示，本技术电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，包括供电电池组1、电池电压温度监测单元2、该电流监测单元3、动态均衡单元4、主机单元5、上位机6、接触保护器7、充放电口 8和多路分配器9。供电电池组I为磷酸铁锂电池组，其是由若干单体电池箱通过电缆线串接而成，其分别与电池电压温度监测单元2和动态均衡单元4电连接，其与充放电口 8电连接，接触保护器7连接于供电电池组I与充放电口 8之间。本实施例中供电电池组I具有16节；其中，单体电池规格为LAF10-1565148型磷酸铁锂电池，IOAh,电池电压3.2V，终止放电电压2V，终止充电电压3.65V。电池电压温度监测单元2连接于供电电池组I与主机单元5之间；该电池监测电压温度单元2包括电压监测模块21、电压采集模块22和温度传感器23。该电压监测模块21的信号输入端分别通过温度传感器23及电压采集模块22与供电电池组I电连接；该电压监测模块21的信号输出端与CAN总线上的CAN接口双向通信连接。其中，该电压监测模块21是通过温度传感器23及电压采集模块22实时监测采集供电电池组I的温度信号和电压信号，并将供电电池组I的温度信号和电压信号再通过CAN总线输送至主机单元5。本实施例中该电压监测模块21采用的是XC878单片机。如图3所示，该电压采集模块22由电压采集电路组成，其包括电压采集芯片U5和数据隔离芯片U4 ;电压采集芯片U5通过电压采集端口连接供电电池组I，其中，电压采集芯片U5的电压采集端口与供电电池组I中的单个电池之间串接有电阻并通过电容接地。本实施例中该供电电池组I由八节单电池串接而成，该电压采集芯片U5通过电压采集端口01-08分别对应连接供电电池组I的单个电池CEELf CEEL8 ;其中，该电压采集端口 Cl与电池CEELl之间串接有电阻R20并通过电容C25接地，该电压采集端口 C2与电池CEEL2之间串接有电阻R18并通过电容C24接地，该电压采集端口 C3与电池CEEL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，包括供电电池组；所述供电电池组为由若干单体电池箱通过电缆线串接而成的磷酸铁锂电池组；所述供电电池组连接有充放电口；其特征在于：所述控制系统还包括电池电压温度监测单元、电流监测单元、动态均衡单元、主机单元、上位机和串口液晶模块； 所述动态均衡单元包括并联于所述供电电池组两端的双向功率开关及与所述双向功率开关连接的功率器件驱动模块； 所述供电电池组和充放电口之间还连接有接触保护器；所述接触保护器还与所述主机单元连接； 所述主机单元通过多路分配器连接所述功率器件驱动模块，同时还分别通过RS232接口连接所述上位机和串口液晶模块。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，包括供电电池组；所述供电电池组为由若干单体电池箱通过电缆线串接而成的磷酸铁锂电池组；所述供电电池组连接有充放电口 ；其特征在于:所述控制系统还包括电池电压温度监测单元、电流监测单元、动态均衡单元、主机单元、上位机和串口液晶模块； 所述动态均衡单元包括并联于所述供电电池组两端的双向功率开关及与所述双向功率开关连接的功率器件驱动模块； 所述供电电池组和充放电口之间还连接有接触保护器；所述接触保护器还与所述主机单元连接； 所述主机单元通过多路分配器连接所述功率器件驱动模块，同时还分别通过RS232接口连接所述上位机和串口液晶模块。2.如权利要求1所述的电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其特征在于:所述电池电压温度监测单元连接于所述供电电池组和主机单元之间，其包括电压监测模块、电压采集模块和温度传感器；所述电压监测模块的信号输入端分别通过所述温度传感器和电压采集模块与所述供电电池组电连接；所述电压监测模块的通信输出端通过CAN总线连接所述主机单元。3.如权利要求2所述的电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其特征在于:所述电压采集模块由电压采集电路组成，其包括电压采集芯片U5以及与所述电压采集芯片U5连接的数字隔离芯片U4 ； 所述电压采集芯片U5通过电压采集端口连接所述供电电池组，同时连接有多个工作模式选择端； 所述电压采集芯片U5的电压采集端口通过电容接地，且与所述供电电池组的单个电池之间串接有电阻。4.如权利要求1所述的电动汽车磷酸铁锂电池组能量均衡控制系统，其特征在于:所述电流监测单元连接于所述供电电池组和主机单元之间，其包括电...

【专利技术属性】
技术研发人员：江学焕，简炜，陈宇峰，张金亮，张涛，向郑涛，王思山，周鹏，史小平，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：新型
国别省市：湖北;42