一种电池电芯管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池电芯管理系统，包括均衡模块：用于均衡电池组中各节电池容量；电参数检测模块：用于检测电池组中各节电池的电压、电流以及温度，并根据检测所检测的电池电参数控制均衡模块运行；单片机处理模块：被配置为根据电参数检测模块所检测到的各节电池电参数计算各节电池内阻及容量；电源模块：为系统各电路模块供电。本发明专利技术通过电参数检测模块对电池组中各节电池电流电压以及温度进行检测，检测更为全面，同时利用检测到的电参数控制均衡模块运行，使电池组各节电池容量均衡，提高电池电量使用效率，降低使用温度，提高使用寿命。本发明专利技术创造用于检测电池组电参数及均衡电池容量。

A battery electric core management system

The invention discloses a battery management system, including: battery equalization module for equilibrium in each battery capacity; electric parameter detection module for each battery detection in the battery voltage, current and temperature, and according to the electrical parameters control battery equalization module operation detection detection; single-chip processing module configured to calculate the battery internal resistance and capacity according to the electrical parameter detection module detects the battery electric parameter; power module for power supply system of the circuit module. The invention is to detect the current and voltage of each battery in the battery temperature and the electrical parameters detection module, detection is more comprehensive, and the use of electrical parameters controlling equilibrium module running detected, the battery capacity of each battery balance, improve the efficiency of the use of battery power, reduce the use of temperature, improve the service life. The invention is used to detect the electric parameters of the battery group and to balance the capacity of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种电池电芯管理系统
本专利技术涉及电子电路领域，更具体说涉及一种电池电芯管理系统。
技术介绍
现有的单节锂电池电芯电压较低，最高电压只有4.2V，因此在利用电池作为供电电源时，需要将多节电池进行串并联，形成电池组，使整个电池组达到一定的电压和容量才能正常使用。正常情况下每节电池电芯的电压、容量以及内阻都存在一定的差异，但是把多节电池组成电池组之后，电池之间的上述差异会被逐渐的变大，最终影响电池组的使用寿命。而传统的电池管理系统只能单纯地检测电池组的电压，检测不全面，另外传统的电池管理系统并没有配置电池容量均衡功能，导致电池组在供电过程中，各电池间的容量差异逐步拉大，影响电池组供电效率及使用寿命。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种电参数检测全面的，采用被动均衡方式均衡各电池容量的电池电芯管理系统。本专利技术解决其技术问题的解决方案是：一种电池电芯管理系统，包括：均衡模块：用于均衡电池组中各节电池容量；电参数检测模块：用于检测电池组中各节电池的电压、电流以及温度，并根据检测所检测的电池电参数控制均衡模块运行；单片机处理模块：被配置为根据电参数检测模块所检测到的各节电池电参数计算各节电池内阻及容量；电源模块：为系统各电路模块供电；所述电参数检测模块以及均衡模块均与电池组相连，所述电参数检测模块输出端与单片机处理模块输入端相连，电参数检测模块输出端与均衡模块输入端相连。作为上述技术方案的进一步改进，所述电源模块包括12V供电电池、型号为LM7805的第一稳压器以及型号为AMS1117的第二稳压器，所述供电电池与第一稳压器输入端相连，所述第一稳压器输出端与第二稳压器输入端相连，所述第一稳压器输出端以及第二稳压器输出端分别作为5V供电端以及3.3V供电端。作为上述技术方案的进一步改进，所述电参数检测模块包括电压采集单元、电流采集单元以及温度采集单元；所述电压采集单元包括型号为LTC6804-1的监视芯片，所述监视芯片配置有电流输入端、温度输入端以及多个电压输入端，所述各个电压输入端分别接在电池组中相邻电池的连接端以及电池组首末两端；所述电流采集单元包括型号为MH248霍尔传感器芯片，所述霍尔传感器芯片输出端与监视芯片电流输入端相连；所述温度采集单元包括热敏电阻，所述热敏电阻与监视芯片温度输入端相连。作为上述技术方案的进一步改进，所述监视芯片还配置有多个均衡控制端，所述均衡模块包括多个MOS管，各个MOS管输出端通过一电阻与各个电池组成回路，所述MOS管栅极分别与监视芯片的均衡控制端相连。作为上述技术方案的进一步改进，本专利技术创造还包括SPI通信模块，所述SPI通信模块包括型号为ADUM1401的数字隔离芯片，所述监视芯片通过数字隔离芯片与单片机处理模块通信连接。作为上述技术方案的进一步改进，本专利技术创造还包括CAN通信模块与上位机，所述CAN通信模块包括型号为TJA1050的总线收发芯片，所述单片机处理模块通过总线收发芯片与上位机通信连接。作为上述技术方案的进一步改进，所述单片机处理模块包括STM32处理芯片。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过电参数检测模块对电池组中各节电池电流电压以及温度进行检测，检测更为全面，同时利用检测到的电参数控制均衡模块运行，使电池组各节电池容量均衡，提高电池电量使用效率，降低使用温度，提高使用寿命。本专利技术创造用于检测电池组电参数及均衡电池容量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。图1是本专利技术的系统结构框架图；图2是本专利技术的电源模块实施例原理图；图3是本专利技术的均衡模块以及电参数检测模块中电压采集单元实施例原理图；图4是本专利技术的电流采集单元实施例原理图；图5是本专利技术的温度采集单元实施例原理图；图6是本专利技术的单片机处理模块接口示意图；图7是本专利技术的SPI通信模块实施例原理图；图8是本专利技术的CAN通信模块实施例原理图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指元件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接元件，来组成更优的电路结构。本专利技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。参照图1～图8，为解决现有技术中对电池组电参数检测以及电池容量均衡方式不足的技术问题，本专利技术创造提供了一种电池电芯管理系统，包括：均衡模块：用于均衡电池组中各节电池容量；电参数检测模块：用于检测电池组中各节电池的电压、电流以及温度，并根据检测所检测的电池电参数控制均衡模块运行；单片机处理模块：被配置为根据电参数检测模块所检测到的各节电池电参数计算各节电池内阻及容量，其中各电池的内阻可通过伏安法计算得到，各电池的容量可通过卡尔曼滤波算法计算得到；电源模块：为系统各电路模块供电；所述电参数检测模块以及均衡模块均与电池组相连，所述电参数检测模块输出端与单片机处理模块输入端相连，电参数检测模块输出端与均衡模块输入端相连。具体地，本专利技术通过电参数检测模块对电池组中各节电池电流电压以及温度进行检测，检测更为全面，同时利用检测到的电参数控制均衡模块运行，使电池组各节电池容量均衡，例如当检测到某个电池容量较高时，电参数检测模块控制均衡模块工作，使均衡模块提高对该电池电量的消耗，从而降低该电池的容量，保证各电池电量持平，提高电池电量使用效率，降低使用温度，提高使用寿命。进一步作为优选的实施方式，本专利技术创造中，所述电源模块包括12V供电电池、型号为LM7805的第一稳压器以及型号为AMS1117的第二稳压器，所述供电电池与第一稳压器输入端相连，所述第一稳压器输出端与第二稳压器输入端相连，所述第一稳压器输出端以及第二稳压器输出端分别作为5V供电端以及3.3V供电端。本实施例中所述电源模块配置有5V以及3.3V供电端，满足系统中不同电路模块的供电需求。进一步作为优选的实施方式，本专利技术创造具体实施方式中，为实现电参数检测模块的功能，本实施例所述电参数检测模块包括电压采集单元、电流采集单元以及温度采集单元；所述电压采集单元包括型号为LTC6804-1的监视芯片，所述监视芯片配置有电流输入端(GPIO3)、温度输入端(GPIO1、GPIO2)以及多个电压输入端(C0……C12)，所述各个电压输入端分别接在电池组中相邻电池的连接端以及电池组首末两端；所述电流采集单元包括型号为MH248霍尔传感器芯片，所述霍尔传感器芯片输出端与监视芯片电流输入端相连；所述温度采集单元包括热敏电阻RW，所述热敏电阻与监视芯片温度输入端相连。具体地，本专利技术创造通过所述型号的监视芯片的作用，同时实现对电池组中各节电池两端的电压、电池组输出电流以及电池温度进行检测，有效简化系统电路结构的复杂程度。另外本实施例中所述型号的监视芯片中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池电芯管理系统，其特征在于，包括：均衡模块：用于均衡电池组中各节电池容量；电参数检测模块：用于检测电池组中各节电池的电压、电流以及温度，并根据检测所检测的电池电参数控制均衡模块运行；单片机处理模块：被配置为根据电参数检测模块所检测到的各节电池电参数计算各节电池内阻及容量；电源模块：为系统各电路模块供电；所述电参数检测模块以及均衡模块均与电池组相连，所述电参数检测模块输出端与单片机处理模块输入端相连，电参数检测模块输出端与均衡模块输入端相连。

【技术特征摘要】
1.一种电池电芯管理系统，其特征在于，包括：均衡模块：用于均衡电池组中各节电池容量；电参数检测模块：用于检测电池组中各节电池的电压、电流以及温度，并根据检测所检测的电池电参数控制均衡模块运行；单片机处理模块：被配置为根据电参数检测模块所检测到的各节电池电参数计算各节电池内阻及容量；电源模块：为系统各电路模块供电；所述电参数检测模块以及均衡模块均与电池组相连，所述电参数检测模块输出端与单片机处理模块输入端相连，电参数检测模块输出端与均衡模块输入端相连。2.根据权利要求1所述的一种电池电芯管理系统，其特征在于：所述电源模块包括12V供电电池、型号为LM7805的第一稳压器以及型号为AMS1117的第二稳压器，所述供电电池与第一稳压器输入端相连，所述第一稳压器输出端与第二稳压器输入端相连，所述第一稳压器输出端以及第二稳压器输出端分别作为5V供电端以及3.3V供电端。3.根据权利要求1所述的一种电池电芯管理系统，其特征在于：所述电参数检测模块包括电压采集单元、电流采集单元以及温度采集单元；所述电压采集单元包括型号为LTC6804-1的监视芯片，所述监视芯片配置有电流输入端、温度输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟栋，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东,44