一种电池管理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电池管理系统，属于电池管理技术领域，主要解决的是现有电池管理系统均衡电流较小而不能满足超级电容均衡的技术问题，所述电池管理系统包括控制芯片、温度传感器、通信芯片、电容均衡芯片、电容检测芯片、存储芯片，所述控制芯片分别连接所述温度传感器、通信芯片、电容均衡芯片、电容检测芯片、存储芯片，所述电容均衡芯片的通信端对应连接所述电容检测芯片的通信端，所述电容检测芯片的输入端、电容均衡芯片的输入端用于分别连接各超级电容单体的输出端。本发明专利技术能主动进行均衡，均衡电流大，能有效满足超级电容均衡。

A Battery Management System

【技术实现步骤摘要】
一种电池管理系统
本专利技术涉及电池管理
，更具体地说，它涉及一种电池管理系统。
技术介绍
BMS是BATTERYMANAGEMENTSYSTEM的第一个字母简称组合，称之谓电池管理系统。现在电池的管理系统主要是采用被动均衡，被动均衡BMS的均衡电流较小，由于超级电容应用场景的充放电电流较大，小电流均衡不能满足超级电容均衡的电流要求，因此目前的被动均衡BMS不适用超级电容应用领域。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本专利技术提供一种均衡电流大、能有效满足超级电容均衡的电池管理系统。本专利技术的技术方案是：一种电池管理系统，包括控制芯片、温度传感器、通信芯片、电容均衡芯片、电容检测芯片、存储芯片，所述控制芯片分别连接所述温度传感器、通信芯片、电容均衡芯片、电容检测芯片、存储芯片，所述电容均衡芯片的通信端对应连接所述电容检测芯片的通信端，所述电容检测芯片的输入端、电容均衡芯片的输入端用于分别连接各超级电容单体的输出端。作为进一步地改进，所述电容均衡芯片的CSB引脚、SDOI引脚、SCKB引脚分别对应连接所述电容检测芯片的CSB引脚、SDOI引脚、SCKB引脚，所述控制芯片的CS引脚、SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚分别对应连接所述电容检测芯片的CS引脚、SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚。进一步地，所述控制芯片的SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚分别对应连接所述存储芯片的SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚。进一步地，所述电容均衡芯片为型号为LTC3300的均衡芯片。进一步地，所述电容检测芯片为型号为LTC6811的采集芯片。进一步地，所述存储芯片为快闪存储器FLASH。进一步地，所述通信芯片为CAN总线芯片，所述控制芯片的CAN_TX引脚、CAN_RX引脚分别对应连接所述通信芯片的CAN_TX引脚、CAN_RX引脚。进一步地，所述温度传感器为型号为NTC的温度传感器。进一步地，所述控制芯片为型号为STM32F334的单片机。有益效果本专利技术与现有技术相比，具有的优点为：本专利技术通过电容检测芯片实时检测各超级电容单体的电压、电流信息并发送给控制芯片，当某一超级电容单体的电压低于或高于平均电压时，控制芯片控制电容均衡芯片进行均衡处理使各超级电容单体的电压恢复一致，均衡电流大，能有效满足超级电容均衡；此外，通过温度传感器实时检测各超级电容单体的温度，当温度出现异常时，控制芯片输出报警信息，以提高均衡的稳定性和安全性。附图说明图1为本专利技术的电路图；图2为本专利技术中充放电单元的电路图。其中：U1-控制芯片、U2-电容均衡芯片、U3-电容检测芯片、U4-存储芯片、U5-通信芯片。具体实施方式下面结合附图中的具体实施例对本专利技术做进一步的说明。参阅图1-2，一种电池管理系统，包括控制芯片U1、温度传感器、通信芯片U5、电容均衡芯片U2、电容检测芯片U3、存储芯片U4，控制芯片U1分别连接温度传感器、通信芯片U5、电容均衡芯片U2、电容检测芯片U3、存储芯片U4，电容均衡芯片U2的通信端对应连接电容检测芯片U3的通信端，电容检测芯片U3的输入端、电容均衡芯片U2的输入端用于分别连接各超级电容单体的输出端。在本实施例中,控制芯片U1为型号为STM32F334的单片机。电容均衡芯片U2为型号为LTC3300的均衡芯片，LTC3300是基于变压器的双向主动平衡，芯片内部集成了相关的栅极驱动电路，可以对6节串连接的电池进行平衡电压，可将任意选定电池的电荷在其自身与12节或更多相邻电池之间进行来回传输。LTC3300均衡芯片可以有效对各超级电容单体进行均衡处理，当串联的超级电容单体数量较多时，均衡芯片之间通过SPI方式相级联，使管理电压范围在11V～1000V之间。电容检测芯片U3为型号为LTC6811的采集芯片，可以测量多达12个串联电池的电压，并且有低于1.2mV的总测量误差，单体测量范围0～5V，12节电池的电压可在290μS内完成测试，并可以选择较低的数据采集速率实现高噪声抑制。电容检测芯片U3通过SPI通信方法可以和时钟频率达4.608GHZ的高性能STM32F334单片机通信，通信速率可达1Mbps。电容检测芯片U3可以与12个电容单体相连接，进行电压采集。存储芯片U4为快闪存储器FLASH，用于存储各种均衡参数。通信芯片U5为CAN总线芯片，控制芯片U1的CAN_TX引脚、CAN_RX引脚分别对应连接通信芯片U5的CAN_TX引脚、CAN_RX引脚，上位机与控制芯片U1进行通信。温度传感器为型号为NTC的温度传感器，通过检测电压偏差得到温度值，芯片内部的A/D最高有27KHZ的转换速度，转换完成后通过SPI总线将数据传给控制芯片U1。当温度出现异常时，控制芯片U1输出报警信息，以提高均衡的稳定性和安全性。如图1所示，电容均衡芯片U2的CSB引脚、SDOI引脚、SCKB引脚分别对应连接电容检测芯片U3的CSB引脚、SDOI引脚、SCKB引脚，控制芯片U1的CS引脚、SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚分别对应连接电容检测芯片U3的CS引脚、SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚，控制芯片U1的SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚分别对应连接存储芯片U4的SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚。在本实施例中，12节串联超级电容分别与两片电容均衡芯片U2和一片电容检测芯片U3连接，即两片电容均衡芯片U2和电容检测芯片U3的C0～C12引脚分别连接各超级电容单体的两端，电容单体通过第一端子J1与电容均衡芯片U2和电容检测芯片U3连接。如图2所示，电容均衡芯片U2与各超级电容单体的输出端之间分别设有充放电单元，充放电单元包括变压器、MOS管组件、电容组件、电阻组件、二极管。C0、C1接口分别对应第一电容单体的负极、正极，C2接口对应第二电容单体的正极，其余的接口依次类推，C0～Cn接口分别对应连接电容均衡芯片U2和电容检测芯片U3的C0～C12引脚。例如与第一电容单体对应的充放电单元中MOS管组件包括初级MOS管Q11、次级MOS管Q12，电容组件包括第一电容C11、第二电容C12、第三电容C13、第四电容C14、第五电容C15、第六电容C16，电阻组件包括第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R13、第四电阻R14、第五电阻R15、第六电阻R16、第七电阻R17，变压器T11的初级线圈一端连接第一电容单体的正极(即C1接口)，另一端连接初级MOS管Q11的漏极，初级MOS管Q11的栅极通过第三电阻R13连接LTC3300均衡芯片的G1P引脚，初级MOS管Q11的源极连接LTC3300均衡芯片的I1P引脚，第五电阻R15、第六电阻R16并联后连接于初级MOS管Q11的源极、第一电容单体的负极(即C0接口)之间，二极管D11与第一电容C11、第二电容C12并联后连接于第一电容单体的正极、负极之间，第三电容C13与第一电阻R11串联后连接于变压器T11的初级线圈两端。变压器T11的次极线圈一端连接第二电容单体对应的变压器T21的次极级线圈一端，变压器T11的次极线圈另一端连接次级MOS管Q12的漏极，次级MOS管Q12栅极连接LTC3300均衡芯片的G1S引脚，次级MOS管Q12源极连接LTC3300均衡芯片的I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池管理系统，其特征在于：包括控制芯片(U1)、温度传感器、通信芯片(U5)、电容均衡芯片(U2)、电容检测芯片(U3)、存储芯片(U4)，所述控制芯片(U1)分别连接所述温度传感器、通信芯片(U5)、电容均衡芯片(U2)、电容检测芯片(U3)、存储芯片(U4)，所述电容均衡芯片(U2)的通信端对应连接所述电容检测芯片(U3)的通信端，所述电容检测芯片(U3)的输入端、电容均衡芯片(U2)的输入端用于分别连接各超级电容单体的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种电池管理系统，其特征在于：包括控制芯片(U1)、温度传感器、通信芯片(U5)、电容均衡芯片(U2)、电容检测芯片(U3)、存储芯片(U4)，所述控制芯片(U1)分别连接所述温度传感器、通信芯片(U5)、电容均衡芯片(U2)、电容检测芯片(U3)、存储芯片(U4)，所述电容均衡芯片(U2)的通信端对应连接所述电容检测芯片(U3)的通信端，所述电容检测芯片(U3)的输入端、电容均衡芯片(U2)的输入端用于分别连接各超级电容单体的输出端。2.根据权利要求1所述的一种电池管理系统，其特征在于：所述电容均衡芯片(U2)的CSB引脚、SDOI引脚、SCKB引脚分别对应连接所述电容检测芯片(U3)的CSB引脚、SDOI引脚、SCKB引脚，所述控制芯片(U1)的CS引脚、SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚分别对应连接所述电容检测芯片(U3)的CS引脚、SCK引脚、SDI引脚、SDO引脚。3.根据权利要求1所述的一种电池管理系统，其特征在于：所述控制芯片(U1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜，刘凤荣，李海洋，刘天洪，安冬，
申请(专利权)人：南阳天一航天科技有限公司，河南天一航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41